Los polimeros y sus aleaciones

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POLÌMEROS ESTUDIANTES: LAURA GAITAN KEVIN MARTINEZ ROGELIO MARIA MARTINEZ

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  • 1. POLMEROS ESTUDIANTES:LAURA GAITAN KEVIN MARTINEZROGELIO MARIA MARTINEZ

2. Son productos orgnicos, cuyo componente principal es el carbono,que se obtienen del petrleo, carbn y estn formados porgrandes molculas (macromolculas).Algunas de sus propiedades son:- Muy buenos aislantes trmicos y elctricos.- Baja densidad.- Buen comportamiento al ataque de agentes qumicos.- Algunos son muy elsticos y de relativa dureza.Inconvenientes:- Limitacin de uso a temperaturas moderadas o altas- Gran coeficiente de dilatacin 3. Literalmente muchaspartes. Mltiples partesunidaso enlazadasqumicamente para formarun solido.Plstico Un gran grupo demateriales sintticos, que seprocesan para darle formapor modelo opor 4. HISTORIAMangosdePrimer plsticoGas etilenocuchillo,calificadocomo polimerizaba bajo laarmazonesde accin del calor y la termofijolentes y pelcula presincinematogrfica Celuloide BaquelitaPolietileno John HyattLeo BaekelandQumicos inglesesPolipropileno18601907Dcada del 30Aos 50Concurso:sustituto del marfilpara la fabricacin de bolas de billar 5. TIPOS DE POLIMEROSSegn sus propiedades fsicas:Termoplsticos: Un termoplstico es un plstico que, atemperatura ambiente, es plstico o deformable, se convierte enun lquido cuando se calienta y se endurece en un estado vtreocuando se enfra suficiente.Termoestables: Los termoestables son cadenas de polmeros conenlaces altamente cruzados, que forman una estructura de redtridimensional. Ya que las cadenas no pueden girar ni deslizarse,estos polmeros poseen buena resistencia, rigidez y dureza.Elastmeros: Un elastmero es un polmetro que cuenta con laparticularidad de ser muy elstico pudiendo incluso, recuperar suforma luego de ser deformado. Debido a estas caractersticas, loselastmeros, son el material bsico de fabricacin de otrosmateriales como la goma, ya sea natural o sinttica, y para 6. TERMOESTABLES Termofraguantes o termorgidos. Solamente son blandos o "plsticos" al calentarlos porprimera vez. Despus de enfriados no pueden recuperarse paratransformaciones posteriores. Los plsticos termoestables son polmeros infusibles einsolubles. 7. TIPOS DETERMOESTABLES Resinas Fenlicas: Se obtienen de la combinacin delfenol o cido fnico con formaldehido. Son plsticos duros, insolubles e infusibles . Aminoplsticos: Polmeros de urea y derivados.Pertenece a este grupo la melamina. Polisteres: Resinasprocedentes dela esterificacin de polialcoholes, que suelen emplearseen barnices. Si el cido no est en exceso, se obtienentermoplsticos. 8. Resinas epoxi: Los epoxis se usan mucho encapas de impresin, tanto para proteger dela corrosin. Resinas melamnicas: Resistente al calor y a lamayora de los cidos; empleada en lafabricacin de laminados ornamentales yrevestimientos superficiales. Baquelita: Posee gran resistencia al esfuerzomecnico, al calor, y a las mezclas, y exelentespropiedades elctricas. 9. ASPECTOS POSITIVOS Y NEGATIVOSDESVENTAJASVENTAJAS Entre las desventajas se Poseen una mejor resistenciaencuentran, generalmente, ladificultad del procesamiento.al impacto. Es necesario aplicarle unPoseen mejor resistencia aproceso de curado. los solventes y a laEl material posee un carcterquebradizo (frgil) .permutacin de gases. No presenta reforzamiento al Poseen mejor resistencia asometerlo a tensin. las temperaturas extremas 10. TERMOPLASTICOS Un termoplstico es un polmero quea temperatura ambiente, es plstico odeformable. Cuando se calienta se convierte en unlquido. cuando se enfra suficiente seconvierte en un estado vtreo. Despus de calentarse y moldearsestos pueden recalentarse y formarotros objetos. 11. TIPOS DE TERMOPLASTICOS Resinas celulsicas: obtenidas a partir dela celulosa, el material constituyente de la parteleosa de las plantas. Pertenece a este grupoel rayn. Polietilenos y derivados: Emplean como materiaprima el etileno obtenido del craqueo delpetrleo que, tratado posteriormente, permite obtenerdiferentes monmeros comoacetato devinilo, alcohlico vinlico, cloruro de vinilo, etc.Pertenecen a este grupo el PVC, el poliestireno,el metacrilato, etc. Derivados de las protenas: Pertenecen a estegrupo el nailon y el perln, obtenidos a partir delas diamidas. 12. ELASTOMEROS A modo ms especfico, un elastmero, es un compuestoqumico formado por miles de molculas denominadasmonmeros, los que se unen formando enormes cadenas. Un elastmero es un polmetro que cuenta con la particularidadde ser muy elstico pudiendo incluso, recuperar su forma luegode ser deformado. los elastmeros pueden ser utilizados para la fabricacin deadhesivos. La mayora de estos polmeros son hidrocarburos. Una manera de obtenerlos es mediante la sntesis de petrleoo gas natural. 13. TIPOS DE ELASTOMEROS Caucho butlico: se usa para bases y muchos compuestosorgnicos. Polietileno clorado (CPE): adecuado para hidrocarburosalifticos, cidos y bases, alcoholes y fenoles. Neopreno (cloropeno): se usa para bases y cidos diluidos,perxidos, combustibles y aceites, hidrocarburos alifticos,alcoholes, glicoles, fenoles. Caucho nitrlico: adecuado para fenoles, bifenilos policlorados,aceites y combustibles, alcoholes, aminas, bases, perxidos. Poliuretano: se emplea para bases, alcoholes, hidrocarburosalifticos. Alcohol polivinlico (PVA): adecuado para casi todos losproductos orgnicos. Cloruro de polivinilo (PVC): se emplea para cidos y bases,algunos compuestos orgnicos, aminas y perxidos. Viton: adecuado para hidrocarburos aromticos alifticos yaromticos, cidos. 14. ASPECTOS POSITIVOS YNEGATIVOSVentajas:Desventajas: tienen el potencial de ser con respecto al cauchoreciclables puesto que convencional o a lospueden ser moldeados,termoestables son costeextruidos yser relativamentealto dereutilizados comomaterias primas.plsticos. no esnecesario resistencia y qumica yagregarle agentestrmica pobre.reforzantes,estabilizadoreso estabilidad trmica baja yaplicarles mtodos derigidez altaalacurado.compresin. consume menos energay es posible un control 15. APOLIMERIZACIN Crecimientoencadena: las monmeros polmero.molculaspequeas seenlazan entre s, enforma covalentepara formarcadenas largas. Los monmerospasan a formarparte de la cadena 16. Por etapas. La cadenade polmerovacreciendogradualmente.las cadenasencrecimiento puedenreaccionar entre spara formar cadenasan ms largas. 17. POR CONDENSACIN GENERA SUBPRODUCTOS, POR ADICIN NO. Por adicinPor adicin el productopolimrico contienetodos los tomos delmonmero inicial.Por condensacin Paraque dos monmeros seunan, una parte de ste Por condensacinse pierde. 18. Sucesiva: losmonmeros reaccionan qumicamente entre si para producir polmeros lineales, implica a cada paso la formacin de una molcula de baja masa molecular, por ejemplo agua.Reticular: Reacciones que incluyen un reactivo qumico con mas de dos lugares reactivos. Se da al momento de curar los plsticos termofijos. 19. POLIMERIZACION EN SOLUCION El monmero se disuelve en un disolvente no reactivo que contiene un iniciador. La velocidad de la reaccin se reduce.POLIMERIZACIOPOLIMERIZACION ENN EN MASASUSPENSINEl monmero y el El monmero se disuelveiniciador se mezclanen un reactor queen un disolvente nose calienta y se reactivo que contiene unenfra. Se usa parainiciador,elcalorla polimerizacinpor condensacin. desprendido es absorbido porelagua. POLIESTIRENO 20. PRINCIPALES PROPIEDADESMECNICAS1. Mdulo de flexin y modulo dinmico 21. 2. Deformacin viscoelstica Siento Tg (temperatura de transicin vtrea), la frontera entre el comportamiento elstico y viscoso y Tm el punto de fusin. 22. 3. Deformacin elastomrica 23. 4. Deformacin por cedencia y relajacin de esfuerzo 24. PROCESADO PARAMATERIALES PLASTICOS 25. PROCESOS PARA MATERIALES TERMOPLSTICOS1. MOLDEO POR INYECCIN 26. Secuencia de operaciones para elproceso de moldeo por inyeccinpor tornillo rotatorio: a) se repartenlos grnulos de plsticos medianteun tambor en un tornillo giratorio.b) se funden los grnulos deplsticos mientras se desplazan alo largo del tonillo giratorio ycuando hay suficiente materialfundido al final del tornillo, eltornillo para de rotar. c) el tambordel tornillo se adelanta con unmovimiento de percusin e inyectael material fundido a travs de unaabertura dentro de un sistema decanales y puertas dentro de lacavidad de un molde cerrado. d) eltambor del tornillo es retirado y lapieza de plstico acabadaexpulsada. 27. 2. MOLDEO POR EXTRUSINLa resina de termoplstico se introduce en un cilindrocaliente y mediante un tornillo rotatorio se fuerza al plsticofusionado a travs de una abertura en un molde paragenerar formas continuas. 28. 3. MOLDEO POR SOPLADO Y TERMOMOLDEADOSecuencia de pasos para el moldeo del soplado de una botella deplstico. a) se introduce una seccin de tubo en el molde. b) secierra el molde y en la parte interior del tubo se aprieta por el molde.c) se echa aire a presin a travs de un molde dentro del tubo quese expande para llenar el molde, y la pieza es enfriada mientras semantiene a presin del aire. 29. PROCESOS DE SINTESIS DETERMOESTABLES Moldeo por compresin. Se utilizapara el conformado de muchasresinas termoestables como lasresinasdefenol-formaldehdo,melamina-formaldehdo. El moldeo por compresin consisteen comprimir un compuesto para queadopte la geometra deseada,manteniendo este compuesto bajo laaccin de presin y temperaturamientras tiene lugar una reaccinqumica. 30. ASPECTOS POSITIVOS YNEGATIVOSVentajas: Desventajas: Los costes iniciales delLas piezas de configuracionesmolde son pequeos. complicadas son difciles de El relativamenterealizar en este proceso.pequeo flujo dePuede ser difcil ajustar lasmaterialreduce el inserciones a toleranciasdesgaste y la abrasinpequeas.en los moldes.El sobrante debe recortarse de Esms factible la las piezas moldeadas.obtencin de variaspiezas. Los gases expelidos dela reaccin de curadopueden escapar duranteelproceso demoldeado. 31. Moldeo por transferencia: cuando se cierra el molde,un percutor fuerza a laresina de plstico de lacmara exterior a travs deun sistema de orificios decolada en las cavidades delmolde. Despus de que el materialmoldeado haya tenidotiempo de curarse, deforma que se haya formadouna red rgida de materialpolimrico,lapiezamoldeada es expulsada del 32. Ventajas:Desventajas: El moldeo por transferenciaLa deformacin es ms bien untiene la ventaja sobre elproblema porque el flujo demoldeo por compresin en materiales de transferencia es msque no se forma sobrante suave y se encoge ms que losdurante el moldeado, y por materiales de grado de compresinello la pieza moldeada y lo hace de manera no uniforme.necesita menor acabado. Se pueden hacer muchas La tasa de chatarra para las piezaspiezas al mismo tiempo moldeadas por transferenciamediante un sistema de usualmente ser mayor que lasorificios de colada. piezas moldeadas por compresin porque de la chatarra extra del El moldeado de transferencia desperdicio y canal.es especialmente til pararealizar pequeas piezascomplicadas que lo quepodra ser difcil de realizarpor moldeo por compresin. 33. Moldeo por inyeccin: Si la matriz es termoestable el molde secalienta mediante resistencias. Si la matrizes termoplstica el molde se enfra conagua. Temperatura del molde, Velocidad y Presinde inyeccin. 34. Ventajas:Desventajas: Velocidades de produccinAltos costes desuperiores a SMC y con maquinaria, suponenposibilidad deobtenerFormas complejas.una gran cantidad de Posibilidad de piezas para amortizar laautomatizacin.maquina. Susprincipales Se ha de controlar eldesventajas son: proceso para extraer un Propiedades mecnica producto de calidad.inferiores a las obtenidaspor SMC (porque se utilizanfibras cortas para que elmaterial fluya fcilmente). 35. DEFORMACION YENDURECIMIENTO DE LOSMATERIALES PLASTICOS 36. MECANISMOS DE DEFORMACION DE LOSTERMOPLASTICOS o Deformacin elstica o Deformacin plstica o Ambos La deformacin en los polmeros depende del esfuerzo aplicado y de la rapidez con que se aplica. 37. Curvas de tensin- deformacin respecto a la deformacin para elpoliemetacrilato de metilo a varias temperaturas. La transicinfragil-ductil ocurre entre 86 y 104C. 38. MECANISMOS DEENDURECIMIENTO 39. MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO DELOS TERMOPLASTICOS Factores que determinan la resistencia de los termoplsticos1. Masa molecular promedio de cadenas polimricas2. Grado de cristalinidad3. Efecto de grupos laterales voluminosos presentes en lascadenas principales4. Efecto de los tomos altamente polares en las cadenasprincipales5. Efecto de los tomos de oxgeno, nitrgeno y azufre en lascadenas principales de carbono6. Efecto de los anillos fenilo en las cadenas principales.7. La adicin de fibra de vidrio como refuerzo. 40. Endurecimiento debido a la masa molecularpromedio de las cadenas del polmero.Termoplstico Masa molecular Grado deg/molpolimerizacinPolietileno 28.000-40.0001.000-1.500Policloruro de67.000 1.080vinilo(promedio)Poliestireno60.000-500.000 600-6.000Polihexametilendi 16.000-32.0000 150-300amina(nylon 6,6) 41. Endurecimiento por aumento del grado decristalinidad en un material termoplstico. 42. Endurecimiento de los termoplsticosmediante la introduccin de grupos atmicoscomo ramificaciones en las cadenasprincipales de carbonoEl deslizamiento de la cadena durante ladeformacin permanente de los termoplsticos sepuede hacer mas difcil mediante la introduccin degrupos laterales masivos en la cadena de carbonoprincipal, aumentando su rigidez y resistencia peroreduciendo su ductilidad. 43. Endurecimiento de los termoplsticosmediante el enlace de tomos altamentepolares en la cadena principal de carbonoFigura tension-deformacion para el termoplstico amorfo depolicloruro de vinilo PVC y poliestireno. Los dibujos sealancomo se deforman algunas muestras en varios puntos de lacurva tensin- deformacin. 44. Endurecimiento de los termoplsticosmediante la introduccin de tomos deoxigeno y nitrgeno en la cadena principal decarbonoIntroduciendo un enlace de ter en la cadena decarbono principal aumenta la rigidez de lostermoplsticos. Al introducir nitrgeno en lascadenas principales de los termoplsticos lasfuerzas bipolares permanentes entre lascadenas del polmero se incrementan debido alos enlaces de hidrogeno.ter 45. Endurecimiento de los termoplsticosmediante la introduccin de anillos de fenilenoen la cadena principal del polmero encombinacin con otros elementos como el O,N y S en la cadena principal.Los anillos de fenileno producen impedimentoesfrico a la rotacin en las cadenas polimricasy a la atraccin electrnica de electronesresonantes entre molculas adyacentes. Es elmtodo mas importante. 46. Endurecimiento de los termoplsticosmediante la adicin de fibras de vidrioEl contenido de vidrio optimo es uncompromiso entrela resistenciadeseada, el costo total y la facilidad delprocesado.Termoplsticos comnmenteendurecidos con fibras de vidrio son porejemplo nylon, policarbonatos, xidos depolifenileno, polipropileno. 47. MECANISMOS DE ENDURECIMIENTODE LOS TERMOESTABLESLos polmeros termoestables sin refuerzoadquieren mayor resistencia con lacreacin de una red de enlaces covalentesa travs de la estructura del material.Debido a su red de enlaces covalentes,estosmaterialestienen valoresrelativamente altos de resistencia, moduloelstico y rigidez. 48. APLICACIONES DE LOS POLIMEROS 49. APLICACIONES EN LA SALUD La piel artificialdesarrollada en ellaboratorio enestructuras formadaspor largas cadenasde molculasdenominadaspolmeros puedecurar las heridas depacientes con lcerasprovocadas por lafalta de riegosanguneo. (clulashepticas en unarmazn depolmeros) 50. cidopolilctico (PLA).Acido gliclico (PGA).Copolmeros de cido lctico y gliclico (PLGA).Polidioxanona. 51. Aplicacionesbiomdicas: Equipos e instrumentos quirrgicos. Aplicacionespermanentes dentro del organismo: Prtesis o implantes ortopdicos, elementos de fijacin como cementos seos, membranas y componentes de rganos artificiales, entre otros. 52. ODONTOLOGIA Dientes ydentaduras. Restauracin(empastes) ycementos. Impresin. Instrumental yequipo auxiliar. 53. OFTALMOLOGIAPodemos sealarprincipalmente: Lentes de contacto. Lentes intraoculares. Lentes para gafas ("cristalesorgnicos") Los recipientes para lquidos. 54. POLMEROS INTELIGENTESpolimricosbiodegradables comoLa misin de estossoporteenlaregeneracin de tejidosmateriales es como implante para lamostrar la mismafijacin de fracturassensibilidado seas.La industria farmacutica"adaptabilidad" que utiliza polmeros por sulossistemas sensibilidad a cambiosde pH, son empleadosbiolgicos presentancomo recubrimiento deante los estmulosfrmacos.externos. 55. Polmeros elctricos Los polmeros industriales en general sonmalos conductores elctricos, por lo que seemplean masivamente en la industriaelctrica y electrnica como materialesaislantes. Los polmeros semiconductores han sidoempleados recientemente en diodosluminosos, clulas solares. Las celdas electrocrmicos, basadas en elcambio de color del polmero conductordependiendo de su estado redox. 56. POLIURETANOEl poliuretano (PUR) es un polmero que seobtiene mediante condensacin de di-baseshidroxlicas combinadas con disocianatos. Esun agente qumico ampliamente utilizado endistintos procesos industriales.Entre sus aplicaciones se encuentran:Pinturas sintticas, fabricacin de espumas,fibras textiles entre otras. 57. RECICLADO E INCIDENCIASAMBIENTALES Se puedensalvar grandescantidades derecursosnaturales norenovablescuando en losprocesos deproduccin seutilizanmateriales 58. Los polmeros biodegradables sepueden clasificar de la siguientemanera: Polmeros extrados o removidosdirectamente de la biomasa: polisacridoscomo almidn y celulosa. Protenas comocasena, queratina, y colgeno. Polmeros producidos por sntesis qumicaclsica utilizando monmeros biolgicos defuentes renovables. Polmeros producidos pormicroorganismos, bacterias productorasnativas o modificadas genticamente. 59. Problemasmedioambientales Actualmente estosplsticos son muyutilizados comoenvases oenvolturas desustancias oartculos alimenticiosque al desecharsesin control, tras suutilizacin, hanoriginadogigantescosbasureros marinos,como la llamadaSopa de plstico, elmayor vertedero del 60. En Chile, una grancantidad ganadocaprino de lasestancias ruralesaledaas a la RutaPanamericana sealiment en losrestos plsticos(bolsas depolietileno) que sedesechaban a lasorillas por losusuarios,provocando lamuerte en masa alcabo de unas pocashoras despus de la 61. PROPILCO S.A Producimosresinas depolipropileno,materia primapara el bienestarde la humanidad.Impulsamos sucrecimiento contecnologa yservicio. 62. GRACIAS