Fibra de Carbono Fibra de Vidrio La fibra

Fibra de Carbono. Fibra de Vidrio

La fibra de carbono es una fibra sintética constituida por finos filamentos de 5– 10 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

� 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.

Se obtienen por carbonización, entre 1200°C y 1400°C 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

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.

� 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

� 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.

� � � � 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.

� 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.

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.

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 (Si. O 2). En su forma más pura que existe como un polímero, (Si. O 2

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. � � �

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.

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. Du. Pont empezó a comercializarlo en 1972.

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.

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.

� 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.

� 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.

Material Resistencia a la tracción [GPa] Resistencia específica [GPa] Densidad [g/cm 3] Modulo elástico [GPa] Módulo Específico [GPa] 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. Fibra de. Vidrio 73 GPa