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POLIMEROSINTRODUCCINEl polmero es un compuesto qumico que posee una elevada masa molecular y que es obtenido a travs de un proceso de polimerizacin La palabra polmero procede del griego: POLY (muchos) y MEROS-REDUCIDO a MER (parte).La mayor parte de los polmeros estn formados por estructuras de carbn y por tanto se consideran compuestos orgnicos

Los polmeros se producen por la unin de cientos de miles de molculas pequeas denominadas monmeros (grupos funcionales) que forman enormes cadenas de las formas ms diversas. Algunas parecen fideos y otras tienen ramificaciones. Si hay un monmero nico o varios, se forman homopolmeros o heteropolmeros (copolmeros) que son los siguientes:

MonmerosPolmero (Homopolmero)MonmerosPolmero (Heteropolmero)Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-

PROCEDENCIA DE LOS POLIMEROS

Polmeros naturalesExisten en la naturaleza muchos polmeros y lasbiomolculasque forman losseres vivossonmacromolculaspolimricas. Los polmeros naturales renen, entre otros, al almidn cuyo monmero es la glucosa y al algodn, hecho de celulosa, cuyo monmero tambin es la glucosa. La diferencia entre ambos es la forma en que los monmeros se encuentran dispuestos dentro del polmero.

Protenas

Polmero

ADN

Modelo De WATSON-CRICK

Almidn

Polmero (almidn)

Monmero (glucosa)Celulosa

Fibras Naturales

Los polmeros sintticosSe obtienen industrialmente por procesos de polimerizacin a partir de materias primas de bajo alto molecular. El campo de los polmeros sintticos ha tenido un gran desarrollo en este siglo. Para ello basta mencionar cinco clases de polmeros, ampliamente usados en la actualidad con fines muy diversos: los plsticos, fibras, elastmeros, adhesivos y recubrimientos. Todos ellos son polmeros sintticos orgnicos derivados del petrleo y gas natural. Tambin el hombre ha desarrollado polmeros de origen inorgnico, como la fibra de vidrio, fibra de carbono, el Nylon, PVC, el poliestireno, polietileno, el tefln, etc.

Son aquellos polmeros que se generan producto de procedimientos qumicos (polimerizacin) controlados por el ser humano.En general, los conocemos como plsticos.Los polmeros sintticos son variados y tienen mltiples usos.Cabe preguntarse: Cmo sera nuestra vida sin ellos?Los primeros polmeros sintticos fueron los plsticos, hechos a partir de la celulosa a mediados del siglo XIX (1865). Luego, en el siglo XX, se logr sintetizar fibras que imitaban la seda, por ejemplo el nylon. Otros polmeros son el tefln, polietileno, poliuretano, entre otros.

Las fibras son aquellos polmeros de los cuales se pueden obtener hilos finos, como por ejemplo, el nylon.Nylon

NeoprenoLos elastmeros son aquellos polmeros que tienen una gran elasticidad, es decir, pueden estirarse varias veces su longitud y luego recuperar su forma, como el neopreno (goma natural, del neopreno y de los cauchos en general)Los plsticos son aquellos polmeros que pueden ser moldeados mediante el calor.

TermoplsticoTermoestablePlsticosOtros ejemplos de termoestables o termorrgidos estn los fenlicos, poliuretanos, epoxidos

Los termoplsticos son reciclables.

CLASIFICACIN DE LOS POLIMEROS

Segn sus propiedades fsicas:

TERMOESTABLES

B) ELASTMEROS

C) TERMOPLSTICOS

D) RESINAS

E) FIBRAS

Un termoplstico es un plstico que, a temperatura ambiente, es plstico o deformable, se convierte en un lquido cuando se calienta y se endurece en un estado vtreo cuando se enfra suficiente. La mayora de los termoplsticos son polmeros de alto peso molecular.Sus propiedades fsicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces.Termoplsticos

Los principales son:

Resinas celulsicas: obtenidas a partir de la celulosa, el material constituyente de la parte leosa de las plantas.Pertenece a este grupo el ravn.

Polietilenos y derivados: Emplean como materia prima el etileno obtenido del craqueo del petrleo que, tratado posteriormente, permite obtener diferentes monmeros como acetato de vinilo, alcohol vinlico, cloruro de vinilo, etc. Pertenecen a este grupo el PVC, el poliestireno, el metacrilato, etc.

Derivados de las protenas: Pertenecen a este grupo el nailon y el perln, obtenidos a partir de las diamidas.

Derivados del caucho: Son ejemplo de este grupo los llamados comercialmente pliofilmes (derivados del caucho).Los plsticos termoestables son materiales que una vez que han sufrido el proceso de calentamiento-fusin y formacin-solidificacin, se convierten en materiales rgidos que no vuelven a fundirse. Generalmente para su obtencin se parte de un aldehdo.

Termoestables

Polmeros del fenol: Son plsticos duros, insolubles e infusibles pero, si durante su fabricacin se emplea un exceso de fenol, se obtienen termoplsticos.Resinas epoxi: Polmero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o endurecedor.Resinas melamnicas: Es un duro material plstico termoestable hecho de melamina y formaldehdo, por la polimerizacin.Baquelita:La baquelita fue la primera sustancia plstica totalmente sinttica. Tiene un gran uso industrial.Aminoplsticos: Polmeros de urea y derivados. Pertenece a este grupo la melamina.Polisteres: Resinas procedentes de la esterificacin de polialcoholes, que suelen emplearse en barnices. Si el cido no est en exceso, se obtienen termoplsticos.Los elastmeros son aquellos polmeros que muestran un comportamiento elstico.Podemos clasificar los materiales elastmeros en:Elastmeros termoestables: al calentarlos no se funden o se deformanElastmeros termoplsticos: al calentarlos se funden y se deforman.

Propiedades de los materiales elastmeros:

No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseosoSe hinchan ante la presencia de ciertos solventesGeneralmente insolubles.Son flexibles y elsticos.Menor resistencia al fenmeno de fluencia que los termoplsticos

ElastmerosEjemplos y aplicaciones de materiales elastmeros:

Goma natural: material usado en la fabricacin de juntas, tacones y suelas de zapatos.Poliuretanos: usados en el sector textil para la fabricacin de prendas elsticas como la lycra, tambin se utilizan como espumas, materiales de ruedas, etc...Polibutadieno: utilizado en las ruedas o neumticos de los vehculos, dadas la extraordinaria resistencia al desgaste.Neopreno: Material usado principalmente en la fabricacin de trajes de buceo, tambin es utilizado como aislamiento de cables, correas industriales, etc...Silicona: Material usado en una gama amplia de materiales y reas dado a sus excelentes propiedades de resistencia trmica y qumica, las siliconas se utilizan en la fabricacin de chupetes, prtesis mdicas, lubricantes, moldes, etc...

ResinasSon polmeros termoestables que sufren una transformacin qumica cuando se funden, convirtindose en un slido que al volverse a fundir, se descompone. Ej. PVC, Baquelita y Plexiglas.

FibrasTienen la forma de hilos. Se producen cuando el polmero fundido se hace pasar a travs de unos orificios de tamao pequeo de unamatrizadecuada y se le aplica un estiramiento.

Para la fabricacin de Polmeros sintticos en escala industrial se emplean principalmente las siguientes reacciones:

Polimerizacin por adicin

Policondensacin

TIPOS DE POLIMERIZACINEN BLOQUE:Se parte de un monmero puro no diluido, que se transforma lentamente en el polmero slido. Este procedimiento se emplea para la fabricacin de polmeros puros slidos.

EN SOLUCION:En esta polimerizacin se diluye el monmero con disolventes en los cuales tambin se disuelve el polmero. Este mtodo tambin disminuye el problema de la eliminacin del calor durante la polimerizacin.

POLIMERIZACION POR ADICIONEN EMULCION: La reaccin se realiza en un reactor en el que se agita convenientemente la mezcla de reaccin formada por monmero, agua, iniciador, jabn y otros componentes. . Estos polmeros son de grano muy fino. Adems puede controlarse bien tcnicamente debido a que la dispersin del plstico se mantiene escasamente viscosa. Los productos contienen residuos de emulsionante que pueden afectar las propiedades elctricas y la transparencia.

Es el procedimiento clsico para la fabricacin de resinas solidificables. En la policondensacin se asocian distintas molculas que poseen grupos reactivos en varias posiciones, realizndose el proceso con separacin de agua, amonaco u otras sustancias voltiles.

POLICONDENSACINSegn su proceso de obtencin:

Los polmeros se obtiene gracias a la polimerizacin, en esta los monmeros se agrupan entre si y forman el polmero.

a) POR CONDENSACIN: son polmeros obtenidos como consecuencia de la unin de monmeros propiciada por una eliminacin molecular.

B) POR ADICIN: son polmeros que resultan de la unin de monmeros por medio de enlaces mltiples.

Segn sus monmeros:

A) HOMOPOLMEROS: son polmeros que estn constituidos por monmeros idnticos.

B) COPOLMEROS: son polmeros que estn constituidos por diversos sectores repetidos, los cuales son iguales entre s, pero las cadenas que forman esos sectores son diferentes las unas de las otras.

Segn la orientacin de sus monmeros:

A) POLMEROS LINEALES: son aquellos que, como su nombre lo dice, cuentan con una estructura lineal.

B) POLMEROS RAMIFICADOS: son aquellos que adems de la cadena principal, presentan varias decarcter secundario.

PROPIEDADES FSICO-QUMICAS DE LOS POLMEROS.

PROPIEDADES FSICAS DE LOS POLIMEROSLas propiedades fsicas de estas molculas difieren bastante de las propiedades de los monmeros que las constituyen.Las propiedades van a estar influenciadas por la estructura interna, presencia de fuerzas intermoleculares, etc.

Al ser grandes molculas, la estructura es generalmente amorfa.Notable plasticidad, elasticidady resistenciamecnica.Alta resistividad elctrica.Poco reactivos ante cidos y bases.Unos son tan duros y resistentes que se utilizan en construccion: PVC, baquelita, etc.Otros pueden ser muy flexibles (polietileno), elsticos (caucho), resistentes a la tensin (nailon), muy inertes (tefln), etc.

ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS POLMEROSLos polmeros presentan en su estructura cadenas, integradas por unidades estructurales repetitivas unidas entre si por enlaces covalentes.

Polmero LinealPolmero Ramificado

36POLIMERO AMORFO Y CRISTALINO

ParmetroDetermina FundamentalmentePeso molecular (mayor)Mayor Viscosidad y elasticidadMayor tenacidad mecnicaMayor fragilidad.Parmetro Determina FundamentalmenteDistribucin de pesos moleculares (mas ancha)Mayora facilidad de procesoMenos tenacidad mecnicaMenor resistencia a los agentes activos (detergentes y disolventes)Peso Molecular y DistribucinCurva de distribucin de pesos moleculares (DPM)

La resistencia trmica o temperatura de descomposicin: corresponde a la temperatura mnima a la cual un polmetro sufre una alteracin qumica y, en consecuencia, de sus propiedades. La temperatura de transicin vtrea: se entiende como la temperatura bajo la cual un determinado polmero se comporta como un materia vtreo y por arriba de la cual se comporta como un materia elstico. La temperatura de fusin: depende del peso molecular que correlaciona el numero de tomos de carbono con el punto de fusin. PROPIEDADES TRMICAS

Diagrama de fases del polmero (Tg, Tm)PolmeroTg en CTm en CABS110190Poliacetal-85175Nylon 6,650260Poliacrilonitrilo87320Polibutadieno-121-Policarbonato152225Temperatura de transicin vtrea (Tg) y Temperatura de fusion (Tm) de los polmeros mas comunes42Policloruro de vinilideno-20215Policloruro de vinilo80205Poliestireno tctico100235Politer-235Polietileno PEAD-35 a -120135Polietileno PEBD-35 a -120105Politereftalato de etileno (PET)80265Polimetilmetacrilato100 a 120-Polipropileno-15 a -25160Las propiedades elctricas de los polmeros industriales estn determinadas principalmente, por la naturaleza qumica del material (enlaces covalentes de mayor o menor polaridad) y son poco sensibles a la micro-estructura cristalina o amorfa del material, que afecta mucho ms a las propiedades mecnicas. PROPIEDADES ELCTRICAS PROPIEDADES MECANICAS DE LOS POLMEROS.Resistencia Un polmero tiene resistencia a la torsin si es resistente cuando es puesto bajo torsin. Tambin est la resistencia al impacto. Una muestra tiene resistencia al impacto si es fuerte cuando se la golpea agudamente de repente, como con un martillo.

Elongacin Pero las propiedades mecnicas de un polmero no se remiten exclusivamente a conocer cun resistente es. La resistencia nos indica cunta tensin se necesita para romper algo. Pero no nos dice nada de lo que ocurre con la muestra mientras estamos tratando de romperla. Ah es donde corresponde estudiar el comportamiento de elongacin de la muestra polimrica. La elongacin es un tipo de deformacin. Dureza

La dureza es una propiedad mecnica de los materiales consistente en la dificultad que existe para rayar (mineraloga) o crear marcas en la superficie mediante micro penetracin de una punta

EsfuerzoTensinCurva Tensin - EsfuerzoDurezaEl polmero puede solidificarse formando un slido amorfo o uno cristalino. Como se sabe los polmeros con fuertes irregularidades en su estructura tienden a formar slidos amorfos y los polmeros con cadenas muy simtricas tienden a cristalizar. Un polmero parcialmente cristalino, generalmente tiene mayor resistencia mecnica que el mismo material con estructura amorfa

ESTRUCTURA CRISTALINAAPLICACIONESTERMOPLASTICOSPOLIETILENO (PE): 1939Material plstico ms extensamente utilizado y representa el 35% de las ventas totales en los estados unidos en 1993. La principal razn de su liderazgo es su bajo coste unido a que tiene muchas propiedades industrialmente importantes que incluyen su dureza a temperatura ambiente y a bajas temperaturas con suficiente resistencia para muchas aplicaciones, buena flexibilidad en un amplio rango de temperaturas, incluso por debajo de -73 C. Excelente resistencia a la corrosin, excelentes propiedades aislantes, inodoro e inspido y baja transmisin de vapor de agua.

POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD o HDPE): Es un plstico incoloro, inodoro, no toxico, fuerte y resistencia a golpes y productos qumicos. Se utiliza para fabricar envases de distintos tipos de fontanera, tuberas flexibles, contenedores, papeles, cajas de botellas, pescado, frutas, etc.La resistencia trmica permite usarlo para envases que deban ser esterilizados en autoclave (leche, sueros).

POLIPROPILENO (PP): 1950`s

El polipropileno es el tercer plstico mas importante desde el punto de vista de las ventas y es uno de los de ms bajo costo puesto que pueden sintetizarse de materiales petroqumicos de bajo coste.El polipropileno es un plstico muy verstil lo que hace que sus aplicaciones sean numerosas y muy variadas en muchos campos de la industria, comercio y otros sectores.En la industria general: bujes, poleas, ruedas dentadas, guas, perfiles, rodillos, cojinetes, topes, tornillos, arandelas.En la industria alimentaria: se usa para elaborar envases que se usan en microondas ya que soportan grandes temperaturas.

Mnima contraccin durante el proceso de curado, ya que naturalmente el proceso no implica la separacin de productos secundarios voltiles.Adhesividad: Por su estructura qumica rica en productos hidroxilos y teres, las resinas epoxi son excelentes adhesivos, sin necesidad de tiempos de exposicin largos ni de grandes presiones.Excelentes propiedades mecnicas: Superior al as de cualquier otro recubrimiento. Su bajo ndice de concentracin disminuye la posibilidad de tensiones.Alto poder aislante elctrico.Gran resistencia qumica, que vendr influenciada por el agente de curado.

RESINA EPOXI (EP), 1946

Gran versatilidad: Siendo los plsticos termoestables ms verstiles, ya que pueden alterarse sus propiedades sin ms que variar cualquiera de sus modificadores y/o los agentes de curado.Todas estas caractersticas se han aprovechado en la construccin introduciendo las resinas epoxi como un material con mltiples aplicaciones:Adhesivos de gran resistencia.Aditivos en el fraguado del cemento.Recubrimientos.Sellados.Refuerzos.En la industria sus aplicaciones son mltiples: Pinturas y recubrimientos, adhesivos, Componentes elctricos y electrnicos, herramientas y compuestos, Aplicaciones marinas, Compaas especializadas en formulacin etc.

POLITETRAFLUOROETILENO (PTFE), 1950Entre las ms conocidas, como ya se mencion anteriormente, se encuentran la fabricacin de cacerolas, sartenes, moldes para hornear y otros utensilios de cocina. La industria mecnica lo emplea en la produccin de engranajes y diferentes mecanismos auto lubricados. La industria automotriz, por su parte, lo utiliza para fabricar diferentes tipos de mangueras, sistemas de airbag, frenos, filtros de aceite, as como en las escobillas de los limpiaparabrisas para eliminar el molesto chirrido que producen sobre el cristal cuando cae una llovizna.

El Tefln tiene tambin amplia aplicacin en la industria elctrica y electrnica por su gran resistencia dielctrica a las altas frecuencias de la corriente alterna, su bajo factor de disipacin de calor y su alta resistencia superficialEn medicina se emplea en la fabricacin de diferentes tipos de prtesis y vasos sanguneos, pues al ser un material inerte el organismo no lo rechaza. En ptica se utiliza en el tratamiento de las lentes para proporcionarle cualidades antiestticas que evitan la atraccin del polvo y las suciedades, minimizando as la necesidad de limpiarlas constantemente.

EL CAUCHOEl caucho es un polmero elstico, cis -1,4-polisopreno, polmero del isopreno o 2 metilbutadieno.Actualmente se fabrican miles de artculos de caucho para usos muy diferentes. El caucho es ampliamente utilizado en la fabricacin de neumticos, llantas, artculos impermeables y aislantes, por sus excelentes propiedades de elasticidad y resistencia ante los cidos y las sustancias alcalinas. Es repelente al agua, aislante de la temperatura y de la electricidad.El caucho natural suele vulcanizarse, proceso por el cual se calienta y se le aade azufre o selenio, con lo que se logra el enlazamiento de las cadenas de elastmeros, para mejorar su resistencia a las variaciones de temperatura y elasticidad.

RESUMEN

GRACIAS!