Resinas Sinteticas – Material No Conductor


Las resinas sintéticas pueden definirse como sustancias sólidas o semisólidas, obtenidas por reacción química de materias primas resinosas y no resinosas y que poseen aspectos y propiedades físicas análogas a las resinas naturales, aunque tengan diferente composición química y también diferente comportamiento respecto a los distintos reactivos.

resinas sinteticas

Existen dos tipos: resinas termofraguantes o termoendurecibles y resinas plásticas.

Resinas Termofraguantes

Bajo la acción combinada del calor y la presión estas resinas polimerizan (reacción que, a partir de moléculas de escasa masa molecular, forma, por enlace de éstas, compuestos de masa molecular elevada) alcanzando un estado irreversible en el que el material se ha endurecido, resultando insoluble e infusible. Durante el estampado se obtiene primero el fenómeno físico de la fusión y luego el químico de la polarización con el consiguiente endurecimiento de la pieza.

Resinas Fenólicas

Son las llamadas resinas fenol–formaldehído, comúnmente denominadas baquelita, nombre derivado del Dr. Leo. H. Backeland que las desarrolló en los años 1908–1912; se obtienen haciendo reaccionar el fenol sobre el formaldehído en presencia de un catalizador ácido o básico. Los diversos tipo de baquelita son:

  • Baquelita A: Es el producto inicial de la condensación, es fusible a 55–60°C; es soluble en solventes comunes: alcohol etílico, glicerina, bencina, acetona, toluol, etc.; tiene el aspecto de masa amorfa, resinosa y fracturas vítreas de color amarillento más o menos claro.
  • Baquelita B: Es un producto intermedio frágil en estado seco, elástico en caliente y parcialmente soluble, capaz de ablandarse con el calor y pasar al estado plástico. Prolongando el calentamiento se pasa a la baquelita C.
  • Baquelita C: Es infusible, insoluble en los solventes ordinarios; inalterable a la acción del agua, del aceite, de los gases, de la irradiación solar y tiene apreciable propiedades mecánicas y eléctricas.
  • Materiales aislantes de papel baquelizado: Se preparan mediante hojas de papel Kraft absorbente 0,06–0,13m/n de elevadas propiedades dieléctricas unidas entre sí mediante la resina. Tienen óptima calidad aislante y buenas características mecánicas también a la temperatura de funcionamiento de las máquinas eléctricas. Poseen buena resistencia a los agentes químicos y se trabajan mediante los procesos comunes en máquinas herramientas. Presentan el inconveniente de carbonizarse fácilmente cuando se expone a la acción de arco eléctrico.
  • Otros laminados fenólicos: Pueden elaborarse en forma similar al método empleado para la obtención de los laminados fenólicos de base papel. Los más comunes son los que se obtienen en base a telas de algodón, amianto y vidrio.

* Base tela de algodón
Se emplean como reemplazante de los laminados base papel en la elaboración de piezas aislantes que necesitan muy buenas propiedades mecánicas a la par de un buen comportamiento eléctrico. Se tienen laminados de trama gruesa y fina, según lo sea el género base.
Se emplean en la fabricación de arandelas, tornillos y tuercas aislantes, tableros, etc. En general piezas que deben ser fresadas, torneadas y/o roscadas.

La rigidez dieléctrica es
¸  Para espesores de 1 – 3mm  →  5 – 7KV/mm
¸  Para espesores de 3 – 5mm  →  4 – 5KV/mm
¸  Para espesores de 5 – 7mm  →  3 – 4KV/mm

Para aplicaciones exclusivamente mecánicas se emplea en la fabricación de engranajes silenciosos, cojinetes, etc.

* Base tela amianto
Se emplea donde hay compromisos desde el punto de vista térmico y eléctrico. Posee una temperatura de funcionamiento permanente de 150°C.

¸  Peso específico   →  1,6gr/cm3
¸  Resistencia a la tracción  →  550K/cm2
¸  Tensión de ensayo sin perforar en volts

Denominación comercial de los laminados fenólico

Base papel: Celonite – Pertinax – Electroplast – Celisol – Micarta (base papel) – Triemme – Fórmica – etc.
Base tela algodón: Celotex – Fibroido – Celerón – Textolite – Micarta.

Aminoresinas

A las aminoresinas o aminoplásticos pertenecen las resinas de condensación de la urea con el formaldehído y de la melamina con el formaldehído, también termoendurecidas. Ambas poseen, respecto a las resinas fenólicas, una mayor resistencia al arco eléctrico.

  • Resinas Epoxídicas: Son resinas de condensación (etoxilínicas que se hallan en el comercio en forma líquida o pastosa). Agregando a la resina un endurecedor adecuado, una amina (compuesto derivado del amoníaco) polivalente, se obtiene una masa dura, transparente, sin la aplicación de presión ni la producción de sustancias volátiles como en las otras resinas termoendurecidas. Una vez añadido el endurecedor, la mezcla puede ser empleada durante cierto tiempo, algunas horas, antes de que se endurezca. La mezcla se funde en un molde adecuado, tanto para obtener piezas estampadas como para encapsular circuitos eléctricos; para que no se adhiera la resina condensada al molde, se unta la superficie interna de éste con cera de silicona. Las resinas epoxídicas poseen, en efecto, una elevada adherencia con los metales, el vidrio y los materiales cerámicos. Aumentando la temperatura en el molde se reduce el tiempo necesario para la condensación, que varía según el tipo de endurecedor empleado. En algunos casos se añaden a la resina distintos rellenos como mica, sílice o talco pulverizado. Los nombres comerciales de las resinas epoxídicas son: Araldit y Epicot, Poxipol.

Resinas Termoplásticas

Bajo la acción de la presión y la temperatura asumen la forma deseada, pero no alcanzan un estado de endurecimiento irreversible. Durante el estampado se obtiene solo el fenómeno físico de la fusión, por lo tanto para endurecer el material estampado y retirar el mismo de la estampa debe ser completamente enfriado. Estas resinas no manifiestan ningún fenómeno químico. Algunas son:

  • Polietilen: El polietileno o politeno se obtiene por la polimerización del gas etileno a la temperatura de 200ºC y muy elevada presión. Es un material flexible, algo elástico, semiopalino, empleado especialmente en la construcción de cables para RF y líneas bifilares. A 115ºC el material pasa a ser completamente pastoso; si se enfría rápidamente, resulta mucho mas flexible. Es muy resistente a las deformaciones y a las grietas hasta los 70ºC. A temperaturas mas elevadas se tiene una oxidación del material y un aumento en el valor del factor de potencia. Los rayos ultravioletas favorecen la oxidación a la temperatura ambiente con el consiguiente agrietado del material. Para proteger a los cables expuestos a la intemperie se agregan al material pequeñas cantidades de antioxidantes o bien se recubren los cables con una capa de dieléctrico mas resistente. Nombres comerciales de esta resina son también Alkatene, Hostalén, y Marlex.
  • Poliestireno: Es una resina dura, amorfa, transparente, que a 100ºC se transforma en blanda y elástica como el caucho. Sus excelentes cualidades eléctricas son debidas a no tener una estructura molecular polar. Es soluble en benceno, constituyendo un barniz adecuado para las bobinas de RF. A veces se le agrega un relleno como polvo de mica o de sílice, que hace aumentar el valor de la constante dieléctrica y la temperatura de reblandecimiento; generalmente las piezas moldeadas tienen una transparencia similar al vidrio. Nombres comerciales son también: Stiroflex y Trolitul.
  • Polivinilo: Esta resina, obtenida por polimerización de polivinilo (polímero obtenido a partir del cloruro y del acetato de vinilo) , tiene un  aspecto y consistencia similar al cuero. Es soluble en bencina; la  máxima temperatura a la que puede someterse sin deformarse es de 60ºC. Sus características eléctricas son netamente inferiores a las de las dos clases descriptas anteriormente, debido a que sus moléculas son polares. Estas resinas se indican mediante la sigla PVC.
  • Resinas Acrílica: Hay otros tipos de resinas derivadas del vinilo, con características muy útiles para aplicaciones especiales. Son las resinas acrílicas (metacrilato de polimetilo), producto perfectamente transparente, con aspecto de vidrio. Esta resina se encuentra en el comercio bajo la forma de planchas o barras que pueden ser moldeadas a la temperatura de 170ºC; presentan buenas características eléctricas, una notable resistencia al arco eléctrico y no se agrietan con el tiempo. Nombres comerciales de estas resinas son: Perspex, Plexiglas, Lusite y Diacon.
  • Politetrafluoretileno: Resina sintética blanca, que experimente a 327ºC una notable variación de densidad. Mantiene inalterables sus características para todas las temperaturas del intervalo entre –100ºC y 250ºC. No es soluble en los disolventes y es difícil de trabajar por estampado o extrusión. Posee características eléctricas óptimas dada su naturaleza no polar, que resultan fácilmente alteradas si las piezas moldeadas son porosas (tienen lugar ionizaciones en las cavidades, que limitan la máxima tensión aplicable, y la absorción superficial de humedad hace aumentar el factor de potencia). Nombres comerciales son: PTFE (sigla correspondiente a su nombre), Teflón, Fluón.
  • Tereftalato de Polietileno: Resina obtenida por la condensación del glicoletileno y del ácido tereftálico; funde a unos 250ºC y conserva sus características mecánicas desde –20ºC a 80ºC. Se emplea especialmente bajo la forma de película de algunas micras de espesor, que resulta mucho mas resistente mecánicamente que cualquier otro tipo de película de igual espesor. Puede trabajar hasta 150ºC y es resistente a muchos disolvente y a los aceites (hidrocarburos y clorodifenilos). Las moléculas de esta resina tienen una estructura polar y sus características eléctricas varían notablemente con la temperatura y la frecuencia. A frecuencias bajas su constante dieléctrica es comparable a la del papel, a frecuencias altas se aproxima a la del poliestireno. Nombres comerciales de esta resina son: Terylene, Mylar, Melinex y Montivel.

 

Mas información en “Breve Descripción de Materiales No Conductores Electricos, Aislantes y Dieléctricos

 

Ref: Apunte de clase. Tecnologia Electronica. UTN FRC

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