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¿Está cansado de lidiar con materiales complicados y costosos en sus aplicaciones eléctricas y electrónicas? ¡No busques más allá del plástico! Este material versátil es imprescindible en la industria eléctrica y electrónica y ofrece numerosas ventajas, como rentabilidad y durabilidad. Por no hablar de las soluciones sostenibles que proporciona para la transmisión de energía.
En este artículo, hablaremos sobre el uso generalizado del plástico en componentes eléctricos y electrónicos. Más adelante en el artículo, discutiremos los beneficios de elegir este material:
Importancia del uso de materiales plásticos en aplicaciones eléctricas
Encontrarás plásticos eléctricos y electrónicos en muchos lugares sorprendentes, ¡incluso en tu casa!
Estos son los cinco usos más comunes de los componentes plásticos en la industria eléctrica:
Aislamiento de cables y cableado
Todos los cables y alambres domésticos comprenden una caja eléctrica para mejorar la resistencia, proporcionar aislamiento eléctrico y garantizar la seguridad.
Además, una caja de plástico proporciona excelentes propiedades de aislamiento, minimizando el riesgo de fugas de corriente y descargas eléctricas. Más, el plástico es resistente a la corrosión, dándole la tranquilidad de que no se degradará rápidamente.
Carcasas de disyuntores
Los disyuntores son más potentes que una carcasa estándar para manejar de forma segura la entrada de cargas eléctricas.
Por esta razón, los disyuntores de alto voltaje contienen componentes de plástico, lo que garantiza sin riesgo de incendios u otros peligros.
conductos
Los conductos eléctricos enrutan el cableado en una estructura robusta mientras aíslan los cables para evitar fugas eléctricas.. Como tal, ¡el plástico es una excelente opción para las tuberías!
Puede seleccionar un exterior rígido o flexible según las demandas únicas del proyecto.
Tripas
Los plásticos como el policarbonato son ideales para su uso en componentes electrónicos modernos. Las carcasas de teléfonos celulares y computadoras portátiles generalmente consisten en un policarbonato tratado químicamente, que ofrece resistencia a los arañazos.
Por lo tanto, estos electrodomésticos pueden soportar fluctuaciones extremas de temperatura, lo que garantiza su durabilidad.
Placas de circuito
Las placas de circuito prevalecen en casi todas las industrias. El uso de un plástico eléctrico y no conductor permite la transmisión de energía a través de las pistas de cobre al tiempo que garantiza la seguridad.
Encontrará placas de circuitos con productos de plástico en productos electrónicos, incluidos teléfonos celulares, computadoras portátiles, automóviles y televisores. ¡Muchos productores ahora crean placas de circuito impresas en 3D para mejorar los procesos de fabricación y ahorrar costos!
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Tipos de plástico utilizados en aplicaciones eléctricas y electrónicas
Al diseñar componentes plásticos para dispositivos electrónicos, una de las cosas esenciales es considerar las propiedades que necesita. Según sus necesidades, puede seleccionar uno entre un millón de tipos de plástico para satisfacer las demandas del proyecto.
Aunque los plásticos son de varios tipos, se dividen en dos grandes categorías:
Termoplásticos
Los termoplásticos son sólidos a temperatura ambiente pero se convierten en fluidos cuando se calientan por encima de la temperatura de transición vítrea (Tg). Dado que la resina carece de enlaces químicos fuertes, puede verterlos en cualquier molde para lograr la forma deseada.
Además, puede recalentar, reciclar y remodelar elastómeros termoplásticos sin afectar sus propiedades conductoras y aislantes. Como resultado, el material plástico es perfecto para su uso en procesos de extrusión, moldeo por inyección y termoformado.
Los termoplásticos generalmente ofrecen excelente elasticidad, resistencia y resistencia a la contracción. Como tal, sus aplicaciones incluyen componentes de máquinas industriales y bolsas de plástico.
Plásticos termoendurecibles
Los plásticos termoendurecibles, o resinas termoendurecibles, son polímeros que se vuelven líquidos a temperatura ambiente y se endurecen con el calentamiento y la adición de productos químicos.
Los procesos de producción de plástico termoendurecible incluyen Moldeo por inyección de reacción (LLANTA) y Moldeo por transferencia de resina (RTM). El polímero forma fuertes enlaces químicos durante el curado, manteniendo las moléculas en su lugar y transformando la naturaleza del material.
Después del calentamiento, los plásticos termoestables adquieren una forma única y las cadenas de monómero, llamadas enlaces cruzados, evitan que el material se derrita.. Además, el material cuenta con una alta estabilidad dimensional y resistencia térmica y química. Por lo tanto, este polímero es ideal para aplicaciones con calor, incluidos aparatos electrónicos o equipos de procesamiento químico.
Comparación de termoplásticos y plásticos termoendurecibles
Aunque los plásticos termoplásticos y termoendurecibles son polímeros, difieren en cuanto a propiedades, procesos de fabricación, aplicaciones y beneficios.
Los termoplásticos y los termoestables son dos clases distintas de plásticos. El anterior se puede volver a fundir y remodelar después del curado, mientras que el ultimo conservan su forma bajo el calor. La mayoría de las personas tienden a usar termoplásticos cuando se requiere reciclaje, ya que tienen puntos de fusión bajos. Pero para aplicaciones donde los materiales deben soportar altas temperaturas y mostrar una estabilidad dimensional fenomenal, los termoestables son la mejor opción.
Al considerar la estética, no hay duda al respecto: ¡los termoplásticos se llevan la palma! Sin embargo, Tanto los plásticos termoplásticos como los termoestables permiten pintar en el molde y rociar recubrimientos en el molde antes del moldeo por inyección.. Esto significa que cualquiera de los dos se puede personalizar para que coincida con el estilo y el aspecto deseados. Además, ambos tipos de plásticos se pueden fabricar en una amplia variedad de colores y texturas, lo que los convierte en excelentes opciones tanto para aplicaciones funcionales como decorativas.
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Ventajas de usar plástico en aplicaciones eléctricas y electrónicas
Los plásticos son invaluables en dispositivos eléctricos y electrónicos debido a sus propiedades versátiles y robustas, que incluyen:
1. Excelentes propiedades eléctricas
La electricidad es un elemento esencial de la vida moderna, pero también conlleva el potencial de peligro. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), las lesiones eléctricas provocaron 360 muertes y 426 discapacidades permanentes en 2020. Como tal, es vital priorizar las medidas de seguridad al instalar o manipular dispositivos eléctricos. Una de esas medidas es utilizar componentes de plástico con excelentes propiedades de aislamiento en nuestros dispositivos electrónicos. De esta manera, podemos reducir los riesgos de lesiones eléctricas y otros accidentes.
Mucha gente usa cloruro de polivinilo (PVC) para aislar los cables eléctricos, mientras que los accesorios de iluminación, las manijas y los interruptores usan plásticos termoestables. PVC y caucho de silicona Tienen características similares, pero no son lo mismo. Además, encontrará plástico de alta calidad en los componentes eléctricos diarios, como maquinillas de afeitar, batidoras y secadores de cabello, para proteger el cableado y la vida del consumidor.
2. Amplio rango de resistencia química
Los plásticos vienen en una variedad de composiciones y químicas, cada uno con propiedades únicas que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones. Muchos plásticos, como los hechos de polietileno y polipropileno, tienen una excelente resistencia a los hidrocarburos y ácidos y son adecuados para su uso en el procesamiento de semiconductores y electrónica.
Mientras tanto, otros plásticos, como los acetales, tienen una baja resistencia a los ácidos pero pueden soportar bases fuertes y soluciones orgánicas, lo que los hace ideales para aplicaciones especiales donde es necesaria la resistencia a estos químicos.
Vale la pena señalar que algunos plásticos, como polietileno de ultra alto peso molecular (UHMW), tienen una resistencia superior tanto a los ácidos como a los álcalis, así como a los solventes orgánicos, y son excelentes opciones para aplicaciones que involucran entornos hostiles.
3. Capacidad para soportar altas temperaturas
La mayoría de los plásticos son malos conductores del calor; sin embargo, los fabricantes brindan opciones resistentes al fuego agregando aditivos retardadores de llama. Estos los plásticos resistentes al calor ayudan a mitigar el riesgo de quemaduras y lesiones y, por lo tanto, prevalecen en los equipos eléctricos.
Por lo tanto, diferentes materiales plásticos tienen una resistencia al calor variable. Por ejemplo, el teflón puede soportar temperaturas de hasta 500 °F (280 °C), mientras que el sulfuro de polifenileno (PPS) muestra una resistencia al calor de hasta 428 °F (220 °C).
4. Rentabilidad
Otro fantástico beneficio del plástico es que incurre en un bajo costo a pesar de ofrecer un alto rendimiento.
El material versátil proporciona durabilidad, sostenibilidad y longevidad. y es rentable! Por lo tanto, los fabricantes pueden evitar la producción de alto costo de componentes y aparatos eléctricos aprovechando el plástico.
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Otros aisladores eléctricos
Además del plástico, los componentes eléctricos pueden utilizar diferentes materiales de aislamiento. Estos incluyen madera, vidrio y caucho.
A continuación, analizaremos en profundidad el rendimiento eléctrico y térmico de estos materiales en dispositivos eléctricos y electrónicos:
Madera
La madera es un material sostenible y duradero que se utiliza en el hogar y en aplicaciones industriales. La madera seca es un excelente aislante eléctrico y térmico porque no contiene iones libres.
Sin embargo, la madera húmeda que contiene impurezas como las sales puede conducir la electricidad. Aunque son malos conductores, cualquier humedad puede permitir el flujo de pequeñas cantidades de carga eléctrica. El plástico es una opción más segura, sobre todo porque es resistente al agua.
Cristal
El vidrio, como material de aislamiento eléctrico, es inferior al caucho. y plástico! Esto se debe a que la conductividad térmica del plástico es de 5 a 10 veces menor que la del vidrio.
Además, el vidrio tiende a tener una disposición atómica más regular que el plástico, de modo que permite el flujo de electrones. Por el contrario, el plástico no tiene electrones libres, lo que los convierte en el aislante térmico y eléctrico ideal.
Caucho
Similar al plástico, El caucho es un polímero que comprende múltiples monómeros que se unen para formar un material sólido. La principal diferencia entre el plástico y el caucho es que estos últimos son elastómeros, mientras que los primeros tienen plasticidad.
Eso significa que puede estirar las gomas y, al soltarlas, conservarán el 90 % de su forma y dimensiones originales. Por el contrario, el calor y la presión provocan un impacto dimensional duradero en los plásticos.
Aunque ambos materiales tienen excepcionales propiedades eléctricas y de aislamiento, destaca el plástico. El material carece de electrones libres, lo que elimina la conductividad y mejora el aislamiento térmico y eléctrico.
¿Por qué el plástico es un buen aislante eléctrico?
Si se está rascando la cabeza acerca de las propiedades de aislamiento eléctrico del plástico, permítanos explicarlo.
Los núcleos estrechamente unidos del plástico carecen de electrones que se mueven libremente, lo que elimina la corriente eléctrica y garantiza una transmisión de energía segura y constante. ¡Sin movimiento aleatorio de electrones, la capa exterior de la cenefa del polímero también se convierte en un eficaz aislante acústico!
Gracias al excepcional aislamiento eléctrico del plástico, juega un papel crucial en la fabricación de componentes eléctricos y electrónicos, como manijas, interruptores y enchufes.
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¿Cómo hace el plástico que los cables sean seguros para manejar?
Como discutimos, el plástico limita el flujo de electrones, asegurando que no pase corriente y protegiendo al consumidor contra descargas eléctricas. Por lo tanto, el uso de material no conductor en los cables garantiza que la corriente no fluya fuera del sistema.
Además, al crear una barrera entre los cables eléctricos y el usuario, el plástico evita corrientes y chispas que podrían provocar lesiones. Más allá de la formación de arcos y chispas, la película de plástico mitiga el riesgo de incendio al disipar la acumulación de calor.
Sostenibilidad del uso de plástico en aplicaciones eléctricas y electrónicas
Otro factor en la creciente popularidad del plástico es su sostenibilidad. El ¡El polímero no solo es duradero, sino que también ahorra energía y es reciclable!
Analicemos en profundidad por qué el plástico es una alternativa sostenible en aplicaciones eléctricas y electrónicas:
Impacto ambiental del uso de materiales plásticos
Se necesita menos energía para producir plástico, lo que los hace más baratos de fabricar y comprar mientras beneficia al medio ambiente. El el material puede ayudar proteger nuestro medio ambiente conservando los recursos hídricos y energéticos, reduciendo los desechos y minimizando las emisiones de gases de efecto invernadero de los vehículos.
Como tal, los plásticos son más ecológicos que otros materiales, lo que los hace ideales para aplicaciones electrónicas. Además, los polímeros son resistentes a los rayos UV y a los ataques químicos, lo que significa que pueden durar años antes de necesitar reemplazos.
En general, el plástico supera a los materiales tradicionales en términos de sostenibilidad porque:
- El material tiene un menor impacto ambiental.
- Puede reciclar residuos plásticos en varias formas
- Puedes convertir el polímero en combustible.
- El material es liviano y requiere menos combustible para transportarlo.
- Puede comprimir fácilmente el material, lo que permite un almacenamiento eficiente
Reciclaje y reutilización de materiales plásticos
Cuando ya no necesite componentes de plástico, puede reciclarlos y reutilizarlos en lugar de desecharlos para prolongar su vida útil y minimizar el consumo de energía. El proceso generalmente comienza con la clasificación y luego involucra métodos de reciclaje mecánicos y/o químicos para que sean aptos para su reutilización.
He aquí por qué es imprescindible reciclar y reutilizar los materiales plásticos:
1. Ayuda a Reservar los Recursos Naturales
El reciclaje de productos de desecho de plástico reduce la demanda de los recursos naturales presentes en la tierra, incluidos el agua, la madera, el gas y el petróleo.. Podemos reducir significativamente la cantidad de desechos plásticos en los vertederos reciclando en lugar de producir repetidamente el mismo material de calidad. Reciclar la basura existente hace que sea factible conservar los recursos. Además, como alternativa al descarte de bolsas y botellas de plástico usadas, se recomienda crear compuestos de madera y plástico para un uso mejor y más duradero.
Los procesos de fabricación de plástico utilizan recursos naturales, por lo que se desperdicia agua, energía y petróleo. Reducir el uso de plástico probablemente garantizaría la conservación de estos recursos naturales para fabricar plástico no biodegradable en el futuro. La dependencia reducida de los recursos naturales reducirá las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera y evitará un exceso de oferta de productos derivados del petróleo.
2. Ayudas para minimizar los vertederos
Los plásticos tardan varios años en descomponerse. No importa dónde se almacene o mantenga, llevará algún tiempo averiarse. Los clientes pueden reducir con éxito la cantidad de residuos plásticos que ocupan el espacio de los vertederos que podrían utilizarse para productos biodegradables al reciclar materias primas plásticas y transformarlas en otros productos.. Reciclar es una buena idea incluso para artículos como sartenes de estufas de inducción.
Según la teoría, una tonelada de plástico recuperado puede evitar el consumo de siete yardas cúbicas de espacio para disposición de desechos. Sobrellenar los vertederos podría ser desastroso porque no hay suficiente espacio para toda la basura. Reciclar plástico beneficia al medio ambiente y evita que llegue a los vertederos.
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Conclusión
Se te han revelado las ventajas de los materiales sintéticos en forma de plástico para su uso en componentes electrónicos. La implementación de las medidas de protección adecuadas asegura que usted minimice efectivamente los riesgos eléctricos, evitando así descargas eléctricas e incendios potencialmente peligrosos. Además, estará haciendo su parte para garantizar la protección del medio ambiente.
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