Fibra de Vidrio

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Fibra de Carbono.
Fibra de Vidrio
Kevlar
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Fibra de Carbono

• La fibra de carbono es una fibra sintética
  constituida por finos filamentos de 510 µm de
  diámetro y compuesto principalmente por carbono.
• La FC está compuesta por muchos hilos de carbono
  en forma de hebra.
• Cada filamento de carbono es la unión de muchas
  miles de fibras de carbono.
• La fibra de carbono es un polímero convertido en
  fibra. En la mayoría de los casos, las FC
  permanecen como carbón no grafítico

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• La fibra de carbono (FC) se desarrolló
  inicialmente para la industria espacial, pero se
  ha extendido a otros campos la industria del
  transporte, aeronáutica, al deporte de alta
  competición y, hasta en carteras de bolsillo y
  relojes.

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• Se obtienen por carbonización, entre 1200C y
  1400C de fibras orgánicas o de fibras
  procedentes de precursores orgánicos.
• Las fibras de carbono generalmente se combinan
  con otros materiales para formar un compuesto.
  Cuando se combina con una resina plástica es
  moldeada para formar un plástico reforzado con
  fibra de carbono (a menudo denominado también
  como fibrocarbono) el cual tiene una muy alta
  relación resistencia-peso, extremadamente rígido,
  aunque el material es un tanto frágil. Sin
  embargo, las fibras de carbono también se
  combinan con otros materiales, como por ejemplo
  con el grafito para formar compuestos
  carbono-carbono, que tienen una tolerancia
  térmica muy alta

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• La fibra de carbono es un polímero de una cierta
  forma de grafito. El grafito es una forma de
  carbono puro. En el grafito los átomos de carbono
  están dispuestos en grandes láminas de anillos
  aromáticos hexagonales.

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Estructura

• La estructura atómica de la fibra de carbono es
  similar a la del grafito, que consiste en láminas
  de átomos de carbono (láminas de grafeno)
  dispuestos siguiendo un patrón hexagonal regular.
  La diferencia radica en la forma en que se
  vinculan las láminas. El grafito es un material
  cristalino en el cual las láminas se apilan
  paralelas entre sí de manera regular. Las fuerzas
  intermoleculares entre las láminas son
  relativamente débiles

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• La fibra de carbono se fabrica a partir de otro
  polímero, llamado poliacrilonitrilo, a través de
  un complicado proceso de calentamiento. Cuando se
  calienta el poliacrilonitrilo, el calor hace que
  las unidades repetitivas ciano formen anillos.

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Características

• Muy Elevada resistencia mecánica, con un módulo
  de elasticidad elevado.
• Baja densidad,
• Elevado precio de producción.
• Resistencia a agentes externos.
• Gran capacidad de aislamiento térmico.
• Resistencia a las variaciones de temperatura,
  conservando su forma.
• Es conductor eléctrico y de alta conductividad
  térmica.

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Usos y aplicaciones

•   En lo que respecta a los usos, la fibra de
  carbono es ampliamente utilizada en industrias
  como la aeronáutica y automovilística, al tiempo
  que puede ser empleada para la fabricación de
  barcos y bicicletas, donde se destacan como
  fundamentales sus propiedades mecánicas y su
  relevante rasgo de ligereza. Muchas computadoras
  portátiles, trípodes e incluso cañas para
  realizar tareas de pesca también tienen este
  material en su composición.

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Fibra de Vidrio

• Como lo indica su nombre, es un material que
  consiste en numerosos y extremadamente finas
  fibras de vidrio.
• La fibra de vidrio se forma cuando el vidrio es
  extruido en muchos filamentos de diámetro pequeño
  adecuado para el procesamiento textil.

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La fibra de vidrio se utiliza comúnmente como
material aislante. También se utiliza como agente
de refuerzo para muchos productos poliméricos,
para formar un material compuesto muy fuerte y
ligero denominado plástico reforzado con fibra de
vidrio (PRFV). La fibra de vidrio tiene
propiedades comparables a los de otras fibras
como las fibras de polímeros y de carbono. Aunque
no es tan fuerte o tan rígida como la fibra de
carbono, es mucho más barata y mucho menos
frágil La base de la fibra vidrio grado textil es
la sílice (SiO2). En su forma más pura que existe
como un polímero, (SiO2
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Propiedades

• Rigidez Dieléctrica. aislante estructural,
  debido a que la fibra de vidrio no conduce
  electricidad.
• Aislante Térmico. Puede utilizarse como aislante
  para las altas temperaturas, impidiendo la
  transferencia de calor.
• Flexibilidad de Diseño. mediante el moldeo de la
  fibra de vidrio, permitiendo un gran valor
  estético y funcional a los diseños de las piezas.
• Estabilidad. Gracias a su bajo coeficiente de
  dilatación térmica y a la reducida absorción de
  agua, los productos en Fibra de vidrio se
  mantienen inalteradas en dimensión y forma
  incluso en condiciones extremas.
• Resistencia a la Corrosión.A diferencia de los
  materiales convencionales, la fibra de vidrio no
  se oxida, así como también muestra una
  excepcional resistencia a los ambientes
  agresivos.

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Usos y aplicaciones

• Los principales usos de la fibra de vidrio son el
  industrial, también es muy común que se la
  utilice para la fabricación de piezas del mundo
  náutico, como las tablas de surf y wind-surf, las
  lanchas e incluso los veleros.  Asimismo, se
  puede utilizar la fibra de vidrio para la
  realización de los cables de fibra óptica, que se
  usan en las áreas de telecomunicaciones para la
  transmisión de señales lumínicas, las cuales son
  producidas por un láser o por LEDs. Otro de los
  usos más comunes es el de reforzar el plástico
  mediante el empleo de la fibra, que tiene como
  finalidad muchas veces la construcción de
  tanques.

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Kevlar
El Kevlar o poliparafenileno tereftalamida es una
poliamida sintetizada, , en la cual todos los
grupos amida están separados por grupos
para-fenileno, es decir, los grupos amida se unen
al anillo fenilo en posiciones opuestas entre sí,
en los carbonos 1 y 4.Esta poliamida fue
sintetizada por primera vez en 1965. DuPont
empezó a comercializarlo en 1972.
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Características
Esta poliamida contiene grupos aromáticos (se
trata de una aramida) y hay interacciones entre
estos grupos, así como interacciones por puentes
de hidrógeno entre los grupos amida. Por estas
interacciones, las fibras obtenidas presentan
unas altas prestaciones al quedar perfectamente
orientadas las macromoléculas en la misma
dirección y muy bien empaquetadas. La síntesis de
este polímero se lleva a cabo a través de una
polimerización por pasos a partir de la
p-fenilendiamina y el dicloruro del ácido
tereftálico.
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Características

• Alta fuerza extensible.
• Alargamiento bajo o rigidez estructural.
• Conductividad eléctrica baja.
• Alta resistencia química.
• Contracción termal baja.
• Alta dureza.
• Estabilidad dimensional excelente.
• Alta resistencia al corte.

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• Esencialmente hay dos tipos de fibras de Kevlar
  Kevlar 29 y Kevlar 49.
• El Kevlar 29 es la fibra tal y como se obtiene de
  su fabricación. Se usa típicamente como refuerzo
  en tiras por sus buenas propiedades mecánicas, o
  para tejidos. Entre sus aplicaciones está la
  fabricación de cables, ropa resistente (de
  protección) o chalecos antibalas.

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• El Kevlar 49 se emplea cuando las fibras se van a
  embeber en una resina para formar un material
  compuesto. Las fibras de Kevlar 49 están tratadas
  superficialmente para favorecer la unión con la
  resina. El Kevlar 49 se emplea como equipamiento
  para deportes extremos, para altavoces y para la
  industria aeronáutica, aviones y satélites de
  comunicaciones y cascos para motos.

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Material Resistencia a la tracción GPa Resistencia específica GPa Densidad g/cm3 Modulo elástico GPa Módulo Específico GPa
Fibra deVidrio 3.45 1.34 2.58 131 28.1
Fibra de Carbono 1.5-4.8 0.70-2.70 1.78 228-724 106-407
Kevlar 3.45 1.34 2.58 72.5 28.1
Acero 1020  0.38(55) 7.87 7.8 205
Aluminio 0.09(13) 2.7 70 GPa. 73 GPa
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(No Transcript)