La kyanita y el grupo de minerales Silimanita

Kyanita es un miembro del grupo de minerales silimanita, que incluye a la andalucita; todos estos minerales son  polimorfos naturales del Al2O3.SiO2. A pesar de sus similitudes, cada uno de estos minerales tiene una estructura cristalina única y es esta diferencia la que da a cada compuesto sus distintas propiedades físicas.

Propiedades de la kyanita

La kyanita que se encuentra en la naturaleza como cristales alargados en “forma de listón”, tiene muchas propiedades importantes (y varias únicas) que la hacen una materia prima valiosa en productos refractarios y cerámicos. La kyanita pura contiene 63% de alúmina y es por lo tanto una fuente de alúmina económica.

Al calentarse se descompone en mullita, (3Al2O3.2SiO2) a 1250º C – 1450º C, una temperatura de descomposición menor que la de la silimanita y/o andalucita. Esto significa que la kyanita se convierte en mullita a una temperatura menor que las demás.

Lo más importante es que la kyanita experimenta una gran expansión de volumen irreversible a su temperatura de descomposición. Es ésta expansión la que se emplea por muchos fabricantes refractarios y cerámicos para contra balancear el encogimiento por cocción de varias arcillas, cemento y otros aglutinantes.

La expansión irreversible de la kyanita es mucho mayor que la de otros minerales del grupo silimanita. La cantidad de expansión de volumen depende del tamaño de partícula y oscila entre más del 25% para material malla 35 hasta alrededor de 3% para kyanita malla 325. Los cristales “como listón” mejoran también la resistencia verde de cerámicas y refractarios.

Usos de la kyanita

La kyanita tiene muchos usos en productos refractarios y cerámicos. Los usos mayores de la kyanita son en refractarios monolíticos. Además de ser una fuente de expansión para contrarrestar el encogimiento asociado con el cemento y aglutinantes, es una fuente excelente de alúmina y mullita. La kyanita de malla menor se emplea también en ladrillos que aprovechan su expansión, finura y una fuente de mullita en la matriz. La kyanita se usa también en la industria de fundición como recubrimiento en moldes donde la permeabilidad del gas es un criterio importante.

Proveedores de Kyanita

A continuación le presentamos a Koprimo, proveedor de kyanita:

Koprimo S. A. de C. V., es una empresa que comercializa productos químicos y minerales producidos por empresas líderes en su ramo, para satisfacer las necesidades de los clientes actuales y potenciales.

Kyanite Mining Corporation es el más grande y antiguo productor de kyanita de alta calidad en el mundo. KMC es una compañía familiar con más de 60 años de operación y experiencia en el abastecimiento de kyanita y su derivado calcinado, Mullita, al mercado global. Sus instalaciones de extracción  y procesamiento se localizan en Virginia central, cerca del centro de Dillwyn.

Concentrados Kyanita Virginia

Kyanite® Virginia es un concentrado mineral industrial que contiene 54-60% de alúmina en peso. La kyanita se vende en forma granular o en polvo y puede ser embarcada en una variedad de tamaños de grano, desde material malla 35 (500 micras) hasta malla 325 (45 micras).

Resultados de estudios a la Kyanite® Virginia

Análisis Químico Típico y Mineralogía

Expansión Química

Análisis de Malla

Análisis de malla reportado en mallas Tyler estándar. Pan designa el material que pasa la última malla reportada. Todos los análisis se expresan en % en peso.

Koprimo es representante de Kyanite Mining Corporation.

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O bien, haga contacto directo con Koprimo para solicitar mayor información sobre la Kyanite® Virginia.

Un plástico reforzado está constituido por una matriz de resina polimérica combinada con algún agente de refuerzo. La matriz polimérica permite la conformación del material, dándole cohesión, y las fibras de refuerzo confieren propiedades mecánicas como resistencia y rigidez. Las fibras de refuerzo más utilizadas en aplicaciones para ingeniería son las de vidrio y las de carbono, pudiendo recurrir para aplicaciones específicas las fibras de boro o aramida.

Normalmente el material compuesto está formado por la matriz polimérica y un solo tipo de fibras, de diferente tamaño (cortas, continuas) y disposición (unidireccional, trenzada), siendo menos común la combinación de fibras de distinta naturaleza (vidrio y carbono).

La utilización de los materiales compuestos se ha incrementado en diversos campos de la ciencia y la tecnología debido a su elevada rigidez y resistencia específica, bajo peso, buena resistencia al desgaste y la corrosión, estabilidad dimensional, excelente relación resistencia a fatiga/peso y propiedades direccionales, ofreciendo claras ventajas sobre los materiales convencionales como componentes resistentes o estructurales en un gran número de aplicaciones en los sectores de aeronáutica, automoción, construcción de máquinas y biomecánica. La mayor funcionalidad y la menor necesidad de mantenimiento son también dos razones adicionales para el desarrollo de estos materiales.

Las fibras de vidrio constituyen el refuerzo utilizado de forma mayoritaria debido a que reducen la tasa de expansión, incrementan el módulo de elasticidad, tienen características deseables como su alta rigidez y durabilidad y resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión y su bajo precio.

Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan ampliamente en diversas estructuras como aeronaves, robots, máquinas y prótesis. Estas aplicaciones requieren de una alta calidad superficial, incluyendo exactitud y integridad superficial.

El maquinado en torno

La utilización de los materiales compuestos de matriz polimérica requiere el desarrollo de adecuados proceso de fabricación para obtener componentes mecánicos con características dimensiónales rigurosas.

Los procesos de conformación primarios utilizados son numerosos (inyección, extrusión, bobinado, etc) y dependen tanto de la naturaleza termoplástico o termoestable del material como de la propia aplicación concreta (forma de la pieza, prestaciones deseadas, imperativos de producción). Por procesos de conformación secundarios entendemos las diferentes operaciones de maquinado (torneado, fresado, taladrado). El maquinado es un proceso de fabricación en el cual se utiliza una herramienta de corte para eliminar el exceso de material hasta conseguir la forma y dimensiones deseadas. En los últimos años ha crecido el interés por el maquinado de los materiales compuestos mediante técnicas convencionales y los esfuerzos han ido encaminados a predecir las fuerzas de corte observando los modos de fractura que cusan la separación de la viruta.

El torneado es una de las operaciones de maquinado mas utilizadas en la industria para producir una gran variedad de componentes de acuerdo con especificaciones estrictas de diseño. Las superficies de los acoplamientos mecánicos para diversas aplicaciones tribiologicas se consiguen en la actualidad mediante operaciones de torneado.

El proceso de torneado de los materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras es diferente al de los metales y el cuerpo de conocimientos teórico y experimental de los metales no es aplicable directamente.

Los materiales compuestos contienen dos fases con propiedades mecánicas y térmicas muy diferentes, que se traducen en interacciones complejas entre la matriz y el refuerzo.

Las propiedades físicas y térmicas del material compuesto dependen del tipo, porcentaje y orientación de la fibra, de las propiedades de la matriz polimérica así como de la variabilidad de la propia matriz.

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La obtención o fabricación del plástico

El plástico es considerado un material polimérico orgánico (compuesto por moléculas orgánicas gigantes) que puede deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el polietileno y el nylon.

La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.

Materias primas

En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nylon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.

Síntesis del polímero

El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Como Los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión que se coagula seguidamente. En la polimerización por interfase los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interfase entre los dos líquidos.

Aditivos

Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se utilizan también como aditivos. Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran tamaño pero muy ligera.

Forma y acabado

Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o semicontinuos.

Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde con la forma deseada. La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección.

Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde. El calandrado es otra técnica mediante la que se forman láminas de plástico. Algunos plásticos, y en particular los que tienen una elevada resistencia a la temperatura, requieren procesos de fabricación especiales.

Química PLEDCA es una empresa que se dedica a la fabricación y comercialización de aditivos químicos industriales, de excelente calidad para usos específicos en la industria del plástico, emulsiones, cosmética, acabados automotrices, soldadura, etc.

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