EPOXICAS

LAS RESINAS SOBRESALIENTES

La función básica de la resina en relación con las fibras, además de aglutinar, envolver y proteger, contra las condiciones ambientales y agentes mecánicos que pudieran dañarlas, es permitir la transferencia de tensiones entre ellas y soportarlas para evitar su desplazamiento y/o pandeo.

Aunque la resina influye muy poco en la resistencia a la tracción final del compuesto, sí afecta bastante el comportamiento del mismo al corte y a la compresión. El encimage o apresto de la fibra, juega un papel fundamental para garantizar la unión íntima con la resina y en consecuencia es determinante para las propiedades mecánicas del compuesto final.

La gran influencia de la resina se manifiesta en las condiciones de fabricación del compuesto a través de características tales como la viscosidad, el HDT (temperatura de distorsión al calor), curado, etc. Para preservar la calidad del compuesto en cuanto a resistencia y peso, el contenido de resina deberá ser siempre el mínimo posible.

En la realización de una pieza, se puede elegir entre varios tipos de resina disponibles comercialmente como las resinas poliéster, las vinilester y las resinas epóxicas, todas ellas con características y precios diferentes.

Las siguientes son las principales fortalezas y debilidades de las diferentes resinas, en cuanto a su aplicación y manejo:

Resina

Fortaleza

Debilidad

Epóxica

Excelentes propiedades mecánicas, muy buena resistencia a químicos, muy buenas propiedades eléctricas, baja exotermía y contracción durante polimerización, inerte después de curada, no emite olores, mayor dureza (resistencia a la abrasión), mayor adherencia y resistencia a la temperatura (hasta 200 ºC).

Largos ciclos de curado, las mejores propiedades exigen post curado a temperaturas altas, precisión en la dosificación y mezcla, dificultad para hacer reparaciones posteriores, alta rigidez, las propiedades finales (tiempos de trabajo, resistencia a la temperatura, mecánica y química) dependen del tipo de endurecedor empleado. Flamabilidad.

Vinilester

Excelentes propiedades mecánicas, buena resistencia a la fatiga (resiliencia), facilidad de procesamiento a  temperatura ambiente, muy buena resistencia a químicos y a la temperatura, alta dureza.

Alta exotermía y contracción durante la polimerización, flamabilidad, emisión de olores (estireno), las mejores propiedades exigen post curado a temperaturas altas

Poliéster

Amplia gama de resinas, fácil transformación, bajo costo,  buenas propiedades mecánicas, aceptable resistencia  eléctrica y a químicos.

Alta exotermía y contracción durante la polimerización, flamabilidad, emisión de olores (estireno), propiedades mecánicas y térmicas limitadas.

En cuanto a la resistencia mecánica de la resina se tienen los siguientes valores típicos:

Resina

Resistencia a tracción MPa

Módulo de elasticidad en tracción GPa

Densidad

Gr/cm3

% Elongación

Poliéster ortoftálica

63

4

1,2

2

Vinilester

70

4,5

1,2

6

Epóxica

79

4

1,4

5

Las resinas epóxicas, por sus características superiores a las resinas poliéster y vinilester, son el tipo de resinas más empleadas en el mundo para fabricar todo tipo de piezas de alta exigencia con fibras de carbono, vidrio y Kevlar, por ejemplo en aeronáutica o aeroespacial, ultralivianos, aeromodelos, brazos de suspensión, partes de motor y chasis, prótesis-aplicaciones médicas, artículos para deportes extremos, generación de energía eólica, etc.

epoxicas

Le sigue en frecuencia de empleo las resinas vinilester, producto derivado de las resinas epóxicas, cuyo manejo,  formulación y curado trabaja muy similar a las resinas poliéster.

Aunque las resinas poliéster se pueden emplear para hacer compuestos a base de fibras de carbono, en realidad poco se utilizan para este fin por sus bajas propiedades mecánicas y limitada compatibilidad con la fibra de carbono.

Las características principales de una resina epóxica para humectar fibras de carbono y obtener compuestos de altas especificaciones, son:

  • Módulo de elasticidad bajo, del orden de 2 GPa

  • Deformación de rotura elevada, más grande que el de las fibras para garantizar comportamiento dúctil de compuesto.

  • Apropiado tiempo de secado, baja contracción durante polimerización y estabilidad frente a los agentes químicos y atmosféricos.

  • Buena capacidad de adhesión a las fibras y en revestimientos, al sustrato.

  • Viscosidad compatible con las fibras a impregnar.

En aplicaciones de refuerzo/reconstrucción de estructuras civiles, la resina epóxica además de impregnar muy bien las fibras de carbono, asegura una perfecta adherencia al sustrato, ya sea madera, acero, concreto seco o húmedo, Los adhesivos epoxi para pegar los laminados al sustrato, por ser más viscosos, tienen un módulo de elasticidad más elevado (> 7GPa), lo que garantizará la adecuada transmisión de esfuerzos entre el laminado y el sustrato.

Cuando se trate de reparaciones o reconstrucción difícil de piezas, los adhesivos epoxicos por su mayor adherencia facilitaran el trabajo y dan una mayor probabilidad de éxito.

En el campo artesanal, gracias a la alta transparencia, adherencia, brillo y resistencia al rayado de las resinas epoxicas, las piezas en cerámica pueden recibir un  acabado tipo porcelana sin la necesidad de costosos hornos o altas temperaturas.  Estos bellos acabados también son posibles para piezas en madera o metal.

epoxica

Aunque los precios de las resinas epoxicas son más elevados, su empleo se justifica para piezas o proyectos especiales que requieren propiedades de resistencia “sobresalientes”

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imágenes tomadas de google/imagenes

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