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Desarrollo de un material compuesto de matriz polimérica de elevadas propiedades mecánicas

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dc.contributor.author Farías Aguilar, Juan César
dc.date.accessioned 2018-04-10T18:50:03Z
dc.date.available 2018-04-10T18:50:03Z
dc.date.created 2014-11-19
dc.date.issued 2018-04-10
dc.identifier.citation Farías Aguilar, Juan César. (2014). Desarrollo de un material compuesto de matriz polimérica de elevadas propiedades mecánicas. (Doctorado en Ciencias en Metalurgia y Materiales). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas. México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/24435
dc.description Tesis (Doctorado en Ciencias en Metalurgia y Materiales), Instituto Politécnico Nacional, SEPI, ESIQIE, 2014, 1 archivo PDF, (121 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract RESUMEN: El uso de materiales plásticos se ha incrementado a una velocidad vertiginosa en el siglo pasado, actualmente se busca mejorar las propiedades o procesos de obtención de polímeros ya conocidos, esto con la finalidad de ampliar la gama de aplicaciones y cantidades de producción de los materiales. De entre los plásticos conocidos, las poliamidas poseen un magnífico cuadro de propiedades mecánicas, una tenacidad muy elevada, excelentes características de deslizamiento y resistencia al desgaste. La polimerización hidrolítica es un proceso usado de forma comercial en el cual la caprolactama al reaccionar rompe su estructura de anillo, induciendo su polimerización. Debido a ello, la polimerización de la caprolactama se llama polimerización por apertura de anillo, esta reacción suele iniciarse con la adición de agua. El proceso continuo requiere del empleo de un sistema de reacción especial llamado Tubo VK, este "reactor" de forma tubular está dividido en 3 zonas, que implican la fusión de la caprolactama a temperaturas y otros aditivos a una temperatura de entre 220 - 230 °C. Posteriormente, la mezcla se hace fluir a la segunda zona del tubo VK donde se eleva la temperatura a 260 °C, lo cual acelera la reacción, en la tercer zona disminuye la temperatura. El proceso puede durar de 14 a 20 h. el polímero resultante es extruido y pelletizado. Además, este debe realizarse en una atmósfera controlada de dióxido de carbono (CO2) o nitrógeno N2. El proceso de limpieza puede realizarse mediante agua (8 y 12 h) y si se lleva a cabo en forma continua junto con la extrusión, el proceso eleva su tiempo de residencia a un intervalo de entre 20 y 50 h. La polimerización hidrolítica es un proceso usado de forma comercial en el cual la caprolactama al reaccionar rompe su estructura de anillo, induciendo su polimerización. Este método de obtención, a pesar de ser uno de los más sencillos implica procesos de síntesis y lavado del producto que involucran tiempo que van desde 12 h a días. Debido a ello, en el presente desarrollo se propone un proceso de síntesis por lotes de la poliamida 6, que involucra una disminución en el tiempo de reacción y cambio de las ix condiciones críticas de síntesis, ya conocidas, a unas más amigables. Los precursores de la síntesis son sodio metálico y ε-caprolactama, con una relación monómero/catalizador de entre 300 - 400:1, con un tiempo de reacción de 2 h y una conversión de entre 90 y 95 % en una atmósfera inerte de N2. ABSTRACT: The synthesis and use of plastic materials in several industrial areas has been increase rapidly in the last century. Among the known plastics, the polyamides have excellent mechanical properties as high strength and wear resistance. This study reports a novel bath synthesis process to obtain polyamide 6 (PA6) from ε-caprolactam using metallic sodium as the catalytic agent in an inert atmosphere of N2. During the synthesis process proposed, contrary to conventional industrial processes which involve the use of high pressures, the reaction was carried out at atmospheric pressure. The conversion degree was ~90-95 % and the degree of crystallinity was of 36 %, the mechanical properties as tensile strength and Charpy impact obtained were similar to that previously reported in the literature. Polyamide 6 (PA6) has an important role within engineering plastics with several advantages such as good mechanical properties, resistance to friction and erosion and chemical resistance to common solvents such as oils or organic compounds. It can be used in moderate temperature environments due to its distortion temperatura. The polycondensation reaction of bifunctional monomers from amino acids, dicarboxylic acids and diamines, and the ring-opening polymerization of lactams are the known processes to obtain PA6 either by batch process or continuous process. This material has been obtained by polycondensation reaction from caprolactam which has ring structure. The nano-emulsion particles or high molecular weight polyamides are some developments on synthesis of PA6. Hydrolytic polymerization is a process used commercially in which the caprolactam ring structure is broken, inducing polymerization. This method of production, despite being one of the simplest processes, involving synthesis and washing the product that involve time ranging from 12 h days. Due to this, in the present work a batch synthesis process is proposed of polyamide 6, which involves a decrease in reaction time and changing critical conditions of synthesis, already known, some more friendly. Synthesis precursors are metallic sodium and ε xi caprolactam, with a monomer/catalyst ratio of between 300 to 400:1, with a reaction time of 2 h and a conversion of 90 to 95% in an inert atmosphere of N2. es
dc.language.iso es es
dc.subject Materiales compuestos es
dc.subject Materiales poliméricos es
dc.subject Polímeros es
dc.title Desarrollo de un material compuesto de matriz polimérica de elevadas propiedades mecánicas es
dc.contributor.advisor Téllez Jurado, Lucía
dc.contributor.advisor Balmori Ramírez, Heberto Antonio Marcelino


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