Metalls i Plàstics: Propietats, Obtenció i Aplicacions

Metalls: Propietats i Aplicacions

Els metalls s’obtenen, generalment, a partir de la transformació d’alguns minerals. Aquests minerals es troben a les roques, que s’extreuen directament de la natura.

Alguns metalls, en canvi, poden trobar-se en estat pur a la natura: l’or, la plata, el platí, el coure… Són els anomenats metalls natius.

Propietats Físiques dels Metalls

• La conductivitat elèctrica és la propietat que tenen els cossos de permetre el pas del corrent.
• La conductivitat tèrmica és la propietat que tenen els cossos de transmetre la calor.
• La densitat és la quantitat de massa de material per unitat de volum.
• La dilatació és la variació relativa de les dimensions d’un material a causa d’un canvi de temperatura.
• El punt de fusió és la temperatura a la qual un material passa de l’estat sòlid a l’estat líquid.
• La fusibilitat és una propietat dels materials que fa referència a la quantitat de calor que cal aportar-los per fondre’ls.

Tipus d'Esforços Mecànics

• La tracció és l’esforç al qual està sotmesa una peça per l’acció de dues forces oposades que l’estiren.
• La compressió és l’esforç al qual està sotmesa una peça per l’acció de dues forces oposades que l’aixafen.
• La flexió és l’esforç al qual està sotmesa una peça per l’acció de forces que tendeixen a doblegar-la.
• El cisallament és l’esforç al qual està sotmesa una peça per l’acció de dues forces oposades que s’exerceixen sobre punts diferents però molt propers, de manera que tendeix a tallar la peça.
• La torsió és l’esforç al qual està sotmesa una peça per l’acció de dues forces que tendeixen a retorçar-la, a deformar-la entorn d’un eix.

Resposta dels Materials als Esforços

• L’elasticitat és la propietat de deformar-se que tenen els materials quan suporten un esforç i de tornar a la forma inicial quan el deixen de suportar.
• La plasticitat és la propietat que tenen els materials de conservar les deformacions produïdes per l’acció d’un esforç quan el deixen de suportar.
• La mal·leabilitat és la propietat que tenen els materials de deformar-se permanentment quan estan sotmesos a un esforç de compressió.
• La ductilitat és la propietat que tenen els materials de deformar-se permanentment quan estan sotmesos a un esforç de tracció.

Altres Propietats Mecàniques Clau

• La duresa és la propietat que tenen els materials d’oposar-se a ser ratllats o penetrats.
• La tenacitat és la resistència al trencament que presenta un material quan es colpeja.
• La fatiga és la resistència al trencament que presenta un material quan se sotmet a esforços repetits.
• La maquinabilitat és una propietat que es refereix a la facilitat amb què un material pot ser mecanitzat; és a dir, treballat.
• La soldabilitat és la propietat que tenen alguns materials d’unir-se sòlidament entre si per efecte de la calor i, en cas necessari, amb la presència d’altres materials addicionals.

Reaccions Químiques Importants

• L’oxidació és la reacció d’un material amb l’oxigen present a l’ambient.
• S’anomena corrosió el procés de deteriorament dels materials com a conseqüència de les reaccions químiques que es produeixen amb les substàncies presents a l’entorn.

Propietats Biològiques dels Materials

• La reciclabilitat és una propietat dels materials que fa referència a la nostra capacitat de transformar un producte usat en un altre producte, amb una nova vida útil.
• La biodegradabilitat és la propietat que tenen els materials de deteriorar-se com a conseqüència de les interaccions amb el medi.
• La toxicitat és la propietat que tenen els materials de produir efectes negatius en els organismes.

Plàstics: Obtenció i Característiques

Procés d'Obtenció dels Plàstics

1. Obtenció de matèries primeres: Poden ser d’origen mineral, vegetal o animal.

   Origen de les Matèries Primeres

   • Origen animal
   • Origen vegetal
   • Origen mineral
2. Síntesi dels monòmers: Si bé en alguns casos els monòmers s’obtenen directament de la natura, el més habitual és que sigui necessari un procés químic per extreure’ls de les matèries primeres.
3. Síntesi del polímer bàsic: Les matèries primeres passen per diversos processos químics, entre els quals destaquen els de polimerització.
4. Incorporació d’additius: Substàncies específiques que s’afegeixen als polímers perquè tinguin unes propietats determinades.
5. Conformació i acabat: El producte resultant de les etapes prèvies es treballa per donar-li la forma final.

Additius dels Plàstics

• Colorants i pigments: Donen color.
• Plastificants: Potencien la plasticitat i intensifiquen la brillantor de les superfícies.
• Antiestàtics: Redueixen les càrregues electrostàtiques perquè no s’hi adhereixi la pols ni la brutícia.
• Ignífugs o retardants a la flama: Retarden la formació de flames.
• Estabilitzants d'UV: Protegeixen de les radiacions ultraviolades (UV) i de fenòmens atmosfèrics. A més, eviten la descomposició.
• Càrregues, reforços i lubricants: Milloren les propietats mecàniques i afavoreixen el procés de manufactura.
• Desemmotllants: Faciliten l'extracció del producte del motlle.