Clasificación y Deterioro de Materiales Poliméricos: Termoplásticos y Termoestables
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Clasificación y Propiedades Fundamentales de los Polímeros
Termoplásticos
- Estos materiales se ablandan por la acción del calor, permitiendo que sean recalentados y reformados varias veces sin sufrir cambios estructurales permanentes.
- En la mayoría de los termoplásticos, la cadena principal está compuesta por átomos de carbono unidos covalentemente.
- Las moléculas de estos plásticos se ubican una al lado de la otra, facilitando su desplazamiento relativo entre sí.
Ejemplos comunes: Polietileno (PE), PVC, Polipropileno (PP) y Poliestireno (PS).
Termoestables
- No pueden ser refundidos. Si son calentados después de su endurecimiento, se degradan térmicamente.
- Generalmente, los plásticos termoestables no son reciclables mediante fusión.
- Muchos de estos plásticos presentan una red tridimensional de átomos de carbono enlazados covalentemente con átomos de hidrógeno, oxígeno y azufre.
Ejemplos comunes: Resinas, poliésteres, y materiales feródicos.
Procesos de Deterioro en Materiales Poliméricos
Degradación de Polímeros
Se denomina degradación a cualquier cambio no deseado en las propiedades de un material que ocurre después de que este ha sido puesto en servicio.
Degradación Térmica
Consiste en la rotura de las cadenas del polímero ocasionada por la acción de la temperatura.
- La facilidad con la que un polímero se degrada térmicamente depende de la magnitud de la energía de los enlaces presentes en la molécula.
- Compuestos con enlaces muy resistentes, como el Teflón, serán más estables térmicamente que aquellas moléculas que contienen enlaces débiles.
- Este proceso está caracterizado por la temperatura inicial de degradación y por la temperatura media de transición.
Degradación Fotoquímica
El fenómeno a través del cual las cadenas poliméricas se degradan debido a la incidencia sobre ellas de la radiación electromagnética se denomina degradación fotoquímica.
Al efecto combinado de esta radiación con otros factores ambientales (oxígeno, temperatura y humedad) se le denomina weathering.
Degradación Mecánica
Es debida a todas las reacciones químicas que tienen lugar como consecuencia de la aplicación de una tensión al material polimérico. Esta tensión mecánica generalmente está asociada con la maquinaria o el uso estructural.
Para que ocurra degradación mecánica, la tensión a la que deben estar sometidos los polímeros debe superar un umbral crítico, el cual está determinado por la energía de rotura de los enlaces. El resultado depende de si el material puede disipar esa energía en una forma distinta a la ruptura de sus enlaces.
Origen de los Materiales: El Petróleo
Composición y Naturaleza del Petróleo
El petróleo es una mezcla compleja en la que coexisten fases sólidas, líquidas y gaseosas de compuestos denominados hidrocarburos, constituidos principalmente por átomos de carbono e hidrógeno.
También presenta pequeñas proporciones de heteroátomos con presencia de nitrógeno, azufre, oxígeno y algunos metales. Ocurre de forma natural en depósitos de roca sedimentaria. Su color varía entre el ámbar y el negro.