MATERIALES POLIMERICOSM. Sc. Dalmiro Cornejo Olarte

Materiales PolimricosEs la unin de dos o ms monmeros o meros enlazados entre si quimicamente.El encrusamiento qumico de los monmeros o meros es llamado polimerizacin. La unin entre 2 a 20 monmeros da como resultado un polmero gaseoso, liquido o slido quebradizo

Materiales PolimricosDe 20 a miles monmeros tenemos como resultado material polimrico slido .La esencia qumica de un material polimrico son los hidrocarburos

Materiales PolimricosCH4: Metano 1C C2H6: Etano 2CC3H8: Propano 3CC4H10: Butano 4CC5H12: Pentano 5C

CnHn

EjemploEl metano: se saca del fique o del estircol del marrano.El etano: Se saca el alcohol y la caa de azcar.

PropiedadesMecnicas: Elsticas, dureza, se deforman, dctiles.Fisicoqumicas :Resistencia a la corrosin.Trmicas: Son malos conductores trmicas.Elctricas: Son malos conductores elctricas.

Representacin Esquematica De Cadenas Moleculareslineal. Horizontal, verticalSierra: Horizontal, vertical.Amorfa o Ramificada:Cristalina:Combinada

Estructura LinealHorizontalVertical

Estructura De Los Polmeros La estructura del polmero afecta el comportamiento de un plstico de varios modos.

Factores Determinantes De La Cristalinidad1 Polmero Isotctico: Los grupos de metilo (radicales), sustituyentes se encuentran en el mismo lado de la misma carbonada principal.2. Polmero Atctico: Los grupos de metilo (radicales) Sustituyentes en el propileno, estan dispuestos de forma aleatoria.

Factores Determinantes De La CristalinidadPolmero Sindiotactico: Los grupos de metilo (radicales), sustituyentes estn dispuestos alternativamente en un mismo lado de la cadena carbonada.Polmero trans: Los grupos de metilo (radicales) , sustituyentes estn dispuestos alternativamente de un lado del monmero

Factores Determinantes De La Cristalinidad.Polmero Cis: Los grupos de metilo estn dispuestos organizados a ambos del monmero

Factores Determinantes De La Cristalinidad

Factores Determinantes De La Cristalinidad

Representacin Esquemtica De Un Polmero

Clasificacin De Los PolmerosPlsticos: Termoplstico y termoestablesElastmeros: Caucho natural Hule (Sinttico)

TermoplsticosSe componen de largas cadenas producidas al unir molculas pequeas o monmeros y tipicamente se comportan plstica y dctilmente, al ser calentados a temperaturas elevadas, estos polimeros se ablandan y se conforman por flujos viscosos.

TermoplsticosUna vez que son moldeados, se pueden usar por un tiempo determinado y luego calentados para cambiar su forma. Hay centenares de uso corriente y constantemente se fabrican nuevos materiales. Los termoplsticos ms conunes son : polietileno, polipropileno y el polivinil cloruro.

POLIETILENOEl polietileno es el material ms utilizado por su bajo costo y sus propiedades de aplicacin industrial.Gran tenacidad a temperatura ambiente y a bajas temperaturas.Suficiente resistencia para aplicaciones de produccin

POLIETILENOA mayor nmero de unidades n en el polmero, ste posee mayor peso molecular y con ello mayor densidad. As imaginemos un polmero formado por etileno, de 50 unidades. El monmero ser el eteno o etileno y el polmero obtenido el polietileno Muy buena flexibilidad entre un amplio rango de temperaturas, inclusive por debajo de -73 oC Excelente resistencia a la corrosin.Muy buenas propiedades aislantes.

AplicacionesContenedoresAislante elctricoFabricacin de material quimicoArticulos para el hogar.Botellas moldeadasRecubrimientos de pozos en general

Estructura Del Polietileno

Tipos De TermoplsticosPETPEAD PVC PEBD PP PS Otros

Identificacin de los PolmerosLos siguientes pruebas sencillas permitirn distinguir la mayora de los polmeros corrientes de manera que se pueda separar.Pruebas fsicas

Polietileno Tereftalato (PET)El PET est hecho de petrleo crudo, gas y aire. Un kilo de PET est compuesto por 64% de petrleo, 23% de derivados lquidos del gas natural y 13% de aire. A partir del petrleo crudo, se extrae el paraxileno y se oxida con el aire para dar cido tereftlico. Se doblan facilmente.Coloracin transparente.Superficie lisaMs denso que el agua

Pruebas al FuegoColor llama: AmarillaColor Humo: BlancoOlor al quemar: Olor aromatico e irritante.Goteo al quemar: Si

Estructura Del PET

AplicacionesEnvases de gaseosas.Envases de aceite.Envases de agua.Empaques de jugueteria.

PET

PET

Polietileno de Alta Densidad (PEAD) Se produce a partir del etileno que es un derivado del Petrleo o del Gas Natural. FlexiblesPresenta varios colores.No se rompen.Menos denso que el agua.

Pruebas al fuegoColor de la llama: Amarilla.Color del humo:BlancoOlor al quemar: Parafina.Goteo al quemar: Si

Estructura De Cadena Lineal

AplicacionesBolsas.Galones de pinturaTuberas flexibles.Envases de limpiadores, aceites para carros.Juguetera.Baldes.Tapas de canecas.

PEAD

PEAD

Polivinil Cloruro (PVC)El PVC (policloruro de vinilo) est compuesto de los siguientes elementos sencillos: cloro (derivado de la sal comn) en un 57 % y etileno (derivado del petrleo) en un 43 %. Flexibles.Rgidos.Buena resistencia.Al compactarlos aparece una vena blanca.Ms denso que el agua.

Pruebas al fuegoColor de la llama: AmarilloColor del humo: Negro o verde.Olor al quemar: Irritante.Goteo al quemar: Si

Estructura Carbonada Del PVC

AplicacionesTuberas.Botellas transparentes (Jabones liquidos)Aislantes para cables elctricos.Empaques de alimentos, forrosEmpaques de jugueteraEnvoltura de pastillasTarjetas de crdito

PVC

PVC

Polietileno De Baja Densidad (PEBD) Superficie lisa.No se rompen.Menos denso que el agua.Menos fuerte que el PEAD

Pruebas al fuegoColor de la llama: Amarillo claro.Color del humo: Blanco.Inflamabilidad: SiOlor al quemar: ParafinaGoteo al quemar: Si

Aplicaciones.Bolsas de leche.Baldes.Bolsas de jugos.Vasijas

PEBD

PEBD

PEBD

PoliPropileno (PP)El monmero, el 1-propeno, se obtiene por craqueo del gas natural o aceites ligeros. Si la polimerizacin se realiza sin catalizador que obtiene un polmero que no cristaliza y presenta una baja resistencia mecnica. En presencia de catalizadores se obtiene un polmero cristalino, de elevada rigidez, dureza y temperatura de reblandecimiento mayor que el polietileno. Fuertes.Flexibles.Superficie lisa.Menos denso que el agua.No se rompen.

Pruebas al fuegoColor de la llama: amarillo claro.Color del humo: Blanco.Inflamabilidad: SiOlor al quemar: Parafina.

AplicacionesEnvolturas de galletas, confiteria.Vasos desechables.Cajas de bateria.Vasos de mantequilla.Tapas.Zunchos.Prendas intimas.

PP

PP

Poliestireno (PS) Este polmero est formado por estireno, un hidrocarburo lquido, transparente, que se obtiene del petrleo. A temperatura ambiente el poliestireno es un slido termoplstico, pero puede ser fundido a mayor temperatura y ser moldeado cuando se solidifica. Es quebradizo.Superficie lisa.Fractura blanca.Ms denso que el agua.

Pruebas al fuegoColor de la llama: Amarilla.Color del humo: Negro.Olor al quemar: Fuerte y penetrante.Goteo al quemar : SiCeniza: Si

Estructura Del PS

AplicacionesVasos desechables.Vasos y platos de icopor.Vasos de yoghurt.Cajas de cassette.Utilizado en la industria textil.

PS

PS

OTROS

OTROS

TERMOESTABLESSon cadenas de polimeros con enlaces altamente cruzados, que forman una red tridimensional.Ya que las cadenas no pueden girar, ni deslizarse. Estos polimeros poseen buena resistencia, rigidez y dureza, tienen baja ductilidad y propiedades al impacto y alta temperatura vitrea.

TERMOESTABLESEn un ensayo de la tensin los termoestables presentan el mismo comportamiento de los metales o a los cermicos frgiles.

Tipos de TermoestablesFenolicosAminasUretanosPoliesteresEpoxicosPollimidas.

FENOLICOSSon los termoestables de uso ms comun.Se utilizan como adhesivos, recubrimientos.Son utilizados en dispositivos elctricos, conectores y sistemas de redes telfonicasComponentes moldeados para motores.Los elementos que actuan son moleculas de fenol y formaldehido.

Fenolicos

AMINASSe utilizan como adhesivos, laminados.Se utilizan como material de moldeo para utensilios de cocina.

URETANOSSe aplican como fibras.Recubrimientos y espumas para muebles.Colchones.Aislamientos.

POLIESTERESSe utilizan como material de moldes.Lanchas y equipos marinosComo matriz en materiales compuestos.

EPOXICOSSe utilizan como adhesivos. Partes moldeadas rigidas para aplicaciones elctricas.Componentes automotores.Tableros de circuitos elctricos.

POLIAMIDASSon importantes en las industrias de aeronaves y aeroespacial.Puede operar de manera continua a temperaturas de 175oC y no se llegan a descomponer hasta los 460oC

ELASTOMEROSEs un material polimerico que a temperatura ambiente se puede estirar por lo menos dos veces su longitud inicial, e inmediatamente despus de cesar la tensin, retornar rpidamente hasta aproximadamente su longitud inicial.Se divide en Naturales y Sinteticos

Tipos y Clasificacin de Elastomeros.Caucho NaturalButilico (Sintetico).PolibutadienoEtileno Propileno (sintetico)NitriloPoliuretanoNeoprenoSilicona

Caucho NaturalLa goma natural se obtiene de la savia del rbol del caucho, un lquido pegajoso llamado ltex. La goma es un hidrocarburo polmero formado en la savia por la combinacin de unas 2000 molculas de 2-metil-1,3-butadieno, comnmente conocido como isopreno. Excelente resistencia mecnicaResistente a la abrasin.Resistente a la traccinResistencia al agrietamiento por flexiones repetidas.

AplicacionesCorreas transportadoras de materiales abrasivos (rocas trituradas)Telas.Articulos quirurgicosMaterial de aislamiento.

ButilicoExcelentes propiedades dielctricas.Excelente impermeabilidad a los gases.Buena resistencia al desgaste.Excelente resistencia a la intemperie (ozono, luz solar, aceites minerales y vegetales)Resistente a la abrasinAplicaciones:Transporte automotriz.Piezas mecnicas y elctricas.Articulos para contacto con agentes quimicos

PolibutadienoExcelente resistencia a la abrasinEs un material duro.

Etileno - PropilenoResistencia al ozono y a la intemperie.Excelente propiedades dielectricas.Bajo precioAplicaciones:Juntas para carroceriasCorreas transportadoras.Cortinas en la construccin

NitriloExtremadamente buena a la resistencia a los aceites.Buena dureza a bajas y altas temperaturas.Buena resistencia a la traccinBuena resistencia a la abrasinNo es buena en presencia de agentes oxidantes fuertes (acetona)Aplicaciones:Llantas industriales

PoliuretanoMejor resistencia a la abrasinExcelente resistencia a la traccinBuenas caracteristicas dielctricas

NeoprenoBuena resistencia a los aceites.Resistencia a la oxidacin, luz solar.Resistentes a los ataques quimicos.Elevada resistencia a la abrasinResistencia a los cortes y rayadosAplicaciones:Recipientes en contacto con reactivos (alcalis hidrxidos sdicos y potsicos sales inorgnicas.

SiliconasResistencia a altas y bajas temperaturasAlta resistencia mecnicaResistentes a los fluidosDe grado elctrico.Aplicaciones:Industria del aviacinIndustria del automvilIndustria elctricaPuertas de acceso de aviones.Aislamientos de alambres.

Gracias por su atencin