Qu son los polmeros?La materia esta formada por molculas que pueden ser de tamao normal o molculas gigantes llamadas polmeros.Los polmeros se producen por la unin de cientos de miles de molculas pequeas denominadas monmeros que forman enormes cadenas de las formas ms diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. algunas ms se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.Existen polmeros naturales de gran significacin comercial como el algodn, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polmero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, protena del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los rboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son tambin polmeros naturales importantes.Sin embargo, la mayor parte de los polmeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintticos con propiedades y aplicaciones variadas.Lo que distingue a los polmeros de los materiales constitudos por molculas de tamao normal son sus propiedades mecnicas. En general, los polmeros tienen una excelente resistencia mecnica debido a que las grandes cadenas polimricas se atraen. Las fuerzas de atraccin intermoleculares dependen de la composicin qumica del polmero y pueden ser de varias clases.Fuerzas de Van der Waals.Tambin llamadas fuerzas de dispersin, presentes en las molculas de muy baja polaridad, generalmente hidrocarburos. Estas fuerzas provienen de dipolos transitorios: como resultado de los movimientos de electrones, en cierto instante una porcin de la molcula se vuelve ligeramente negativa, mientras que en otra regin aparece una carga positiva equivalente. As se forman dipolos no-permanentes. Estos dipolos producen atracciones electroestticas muy dbiles en las molculas de tamao normal, pero en los polmeros, formados por miles de estas pequeas molculas, las fuerzas de atraccin se multiplican y llegan a ser enormes, como en el caso del polietileno.En la tabla 1.1 se observa como cambian la densidad y la temperatura de fusin, al aumentar el nmero de tomos de carbono en la serie de los hidrocarburos. Los compuestos ms pequeos son gases a la temperatura ambiente. al aumentar progresivamente el nmero de carbonos, los compuestos se vuelven lquidos y luego slidos, cada vez con mayor densidad y mayor temperatura de fusin, hasta llegar a los polietilenos con densidades que van de 0,92 a 0, 96 g / cm3 y temperaturas de fusin entre 105 y 135 C.HidrocarburoFrmula Peso molecular Densidad T. de fusin

MetanoCH4 16 gas -182 C

EtanoC2H6 30 gas -183 C

PropanoC3H8 44 gas -190 C

butanoC4H10 58 gas -138 C

PentanoC5H12 72 0,63 -130 C

HexanoC6H14 86 0,66 -95 C

HeptanoC7H16 100 0,68 -91 C

OctanoC8H18 114 0,70 -57 C

NonanoC9H20 128 0,72 -52 C

DecanoC10H22 142 0,73 -30 C

UndecanoC11H24 156 0,74 -25 C

DodecanoC12H26 170 0,75 -10 C

PentadecanoC15H32 212 0,77 10 C

EicosanoC20H42 283 0,79 37 C

TriacontanoC30H62 423 0,78 66 C

PolietilenoC2000H4002 28000 0,93 100 C

Densidad y temperatura de fusin de hidrocarburos. Fuerzas de atraccin.Debidas a dipolos permanentes, como en el caso de los polisteres. Estas atracciones son mucho ms potentes y a ellas se debe la gran resistencia tensil de las fibras de los polisteres.

Enlaces de hidrgeno.Como en las poliamidas (nylon).Estas interacciones son tan fuertes, que una fibra obtenida con estas poliamidas tiene resistencia tensil mayor que la de una fibra de acero de igual masa.Otros polmeros.Hay atracciones de tipo inico que son las ms intensas:Un ejemplo sera el copolmero etileno-cido acrlico, que al ser neutralizado con la base M(OH)2, producir la estructura indicada. Estos materiales se llaman ionmeros y se usan, por ejemplo, para hacer pelculas transparentes de alta resistencia.Tipo de enlaceKcal / mol

Van der Waals en CH42,4

Dipolos permanentes3 a 5

Enlaces hidrgeno5 a 12

Inicosmayores a 100

Energa requerida para romper cada enlace. La fuerza total de atraccin entre las molculas del polmero, dependera del nmero de las interacciones. Como mximo, sera igual a la energa de enlace segn la tabla, multiplicada por el nmero de tomos de carbono en el caso del polietileno o por el nmero de carbonlicos C = O en los polisteres, etc. rara vez se alcanza este valor mximo, porque las cadenas de los polmeros no pueden, por lo general, acomodarse con la perfeccin que sera requerida.Concepto y clasificacin.Un polmero (del griego poly, muchos; meros, parte, segmento) es una sustancia cuyas molculas son, por lo menos aproximadamente, mltiplos de unidades de peso molecular bajo. La unidad de bajo peso molecular es el monmero. Si el polmero es rigurosamente uniforme en peso molecular y estructura molecular, su grado de polimerizacin es indicado por un numeral griego, segn el nmero de unidades de monmero que contiene; as, hablamos de dmeros, trmeros, tetrmero, pentmero y sucesivos. El trmino polmero designa una combinacin de un nmero no especificado de unidades. De este modo, el triximetileno, es el trmero del formaldehdo, por ejemplo.Si el nmero de unidades es muy grande, se usa tambin la expresin gran polmero. Un polmero no tiene la necesidad de constar de molculas individuales todas del mismo peso molecular, y no es necesario que tengan todas la misma composicin qumica y la misma estructura molecular. Hay polmeros naturales como ciertas protenas globulares y policarbohidratos, cuyas molculas individuales tienen todas el mismo peso molecular y la misma estructura molecular; pero la gran mayora de los polmeros sintticos y naturales importantes son mezclas de componentes polimricos homlogos. La pequea variabilidad en la composicin qumica y en la estructura molecular es el resultado de la presencia de grupos finales, ramas ocasionales, variaciones en la orientacin de unidades monmeras y la irregularidad en el orden en el que se suceden los diferentes tipos de esas unidades en los copolmeros. Estas variedades en general no suelen afectar a las propiedades del producto final, sin embargo, se ha descubierto que en ciertos casos hubo variaciones en copolmeros y ciertos polmeros cristalinos.Polmeros ismeros.Los polmeros ismeros son polmeros que tienen escencialmente la misma composicin de porcentaje, pero difieren en la colocacin de los tomos o grupos de tomos en las molculas. Los polmeros ismeros del tipo vinilo pueden diferenciarse en las orientaciones relativas (cabeza a cola, cabeza a cabeza, cola a cola, o mezclas al azar de las dos.) de los segmentos consecutivos (unidades monmeras.).:Cabeza a cola CH2CHXCH2CHXCH2CHXCH2CHXCabeza a cabeza y cola a cola CH2CH2CHXCHXCH2CH2CHXCHXCH2 o en la orientacin de sustituyentes o cadenas laterales con respecto al plano de la cadena axial hipotticamente extendida.La isomera cis-trans puede ocurrir, y probablemente ocurre, para cualquier polmero que tenga ligaduras dobles distintas a las que existen en los grupos vinilo pendientes (los unidos a la cadena principal).Concepto de tacticidad.El termino tacticidad se refiere al ordenamiento espacial de las unidades estructurales.El mejor ejemplo es el polipropileno, que antes de 1.955 no tena ninguna utilidad. En ese ao, Giulio Natta en Miln, utiliz para hacer polipropileno los catalizadores que Karl Ziegler haba desarrollado para el polietileno. Esos catalizadores, hechos a base de cloruro de titanio y tri-alquil-aluminio, acomodan a los monmeros de tal manera que todos los grupos metilos quedan colocados del mismo lado en la cadena.En esta forma, Natta cre el polipropileno isotctico, que tiene excelentes propiedades mecnicas. Hasta ese momento, con los procedimientos convencionales, slo se haba podido hacer polmeros atcticos, sin regularidad estructural.El polipropileno atctico es un material ceroso, con psimas propiedades mecnicas.Otros catalizadores permiten colocar los grupos alternadamente, formando polmeros que se llaman sindiotcticos, los cuales, como los isotcticos, tienen muy buenas propiedades.Homopolmeros y copolmeros.Los materiales como el polietileno, el PVC, el polipropileno, y otros que contienen una sola unidad estructural, se llaman homopolmeros. Los homopolmeros, a dems, contienen cantidades menores de irregularidades en los extremos de la cadena o en ramificaciones.Por otro lado los copolmeros contienen varias unidades estructurales, como es el caso de algunos muy importantes en los que participa el estireno.Estas combinaciones de monmeros se realizan para modificar las propiedades de los polmeros y lograr nuevas aplicaciones. Lo que se busca es que cada monmero imparta una de sus propiedades al material final; as, por ejemplo, en el ABS, el acrilonitrilo aporta su resistencia qumica, el butadieno su flexibilidad y el estireno imparte al material la rigidez que requiera la aplicacin particular.Evidentemente al variar las proporciones de los monmeros, las propiedades de los copolmeros van variando tambin, de manera que el proceso de copolimerizacin permite hasta cierto punto fabricar polmeros a la medida.No solo cambian las propiedades al variar las proporciones de los monmeros, sino tambin al variar su posicin dentro de las cadenas. As, existen los siguientes tipos de copolmeros.Las mezclas fsicas de polmeros, que no llevan uniones permanentes entre ellos, tambin constituyen a la enorme versatilidad de los materiales polimricos. Son el equivalente a las aleaciones metlicas.En ocasiones se mezclan para mejorar alguna propiedad, aunque generalmente a expensas de otra. Por ejemplo, el xido de polifenilo tiene excelente resistencia trmica pero es muy difcil procesarlo. El poliestireno tiene justamente las propiedades contrarias, de manera que al mezclarlos se gana en facilidad de procedimiento, aunque resulte un material que no resistir temperaturas muy altas.. Sin embargo en este caso hay un efecto sinergstico, en el sentido en que la resistencia mecnica es mejor en algunos aspectos que a la de cualquiera de los dos polmeros. Esto no es frecuente, porque puede ocurrir nicamente cuando existe perfecta compatibilidad ente los dos polmeros y por regla general no la hay, as que en la mayora de los casos debe agregarse un tercer ingrediente para compatibilizar la mezcla. Lo que se emplea casi siempre es un copolmero injertado, o uno de bloque que contenga unidades estructurales de los dos polmeros.Otras veces se mezcla simplemente para reducir el costo de material.En otros casos, pequeas cantidades de un polmero de alta calidad puede mejorar la del otro, al grado de permitir una nueva aplicacin.

CermicosUn material cermico es un tipo de material inorgnico, no metlico, buen aislante y que adems tiene la propiedad de tener una temperatura de fusin y resistencia muy elevada. Asimismo, su mdulo de Young (pendiente hasta el lmite elstico que se forma en un ensayo de traccin) tambin elevado, adems presentan un modo de rotura frgil.Todas estas propiedades, hacen que los materiales cermicos sean imposibles de fundir y de mecanizar por medios tradicionales (fresado, torneado, brochado, etc). Por esta razn, en las cermicas realizamos un tratamiento de sinterizacin. Este proceso, por la naturaleza en la cual se crea, produce poros que pueden ser visibles a simple vista. Un ensayo a traccin, por los poros y un mdulo de Young y una fragilidad elevados y al tener un enlace interatmico (inico y/o covalente),[1] es imposible de realizar. Existen materiales cermicos cuya tensin mecnica en un ensayo de compresin puede llegar a ser superior a la tensin soportada por el acero. La razn, viene dada por la compresin de los poros/agujeros que se han creado en el material. Al comprimir estos poros, la fuerza por unidad de seccin es mayor que antes del colapso de los poros