Polímeros
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Los polímeros o plásticos sonproducidos tras un proceso denominadopolimerización que consiste en enlazar mediante enlaces covalentesmiles depequeñas moléculas orgánicas denominadas monómeros, o meros.Los monómeros son moléculas orgánicas fundamentalmente formadas porátomos de carbono, hidrógeno y oxígeno entre los cuales se establecenuniones oenlaces covalentes. Metano (CH 4 ), propano (C 2 H 2 ) y etileno (C 2 H4 ), son algunosejemplos de moléculas monoméricas. No todos los monómeros son aptospararealizar el proceso de polimerización que permite enlazar en cadenadiversosmonómeros idénticos.los termoplásticos para ser conformados precisan de laaplicación previa al enfriamiento que les confiere la forma definitiva.Estosmateriales pueden ser recalentados y reformados varias veces sincambiossignificativos en sus propiedades. Deben su nombre a que se ablandan yplastifican.Su estructura molecular es mayoritariamente lineal, con o sinramificaciones. Lasmoléculas están enlazadas unas con otras, pero sin reticulaciones. Lostermoestables se fabrican de manera permanente por reacciones químicas,no sepueden refundir ni almacenar, y se degradan por calentamiento aelevadastemperaturas. En general son duros y rígidos aún a temperaturaselevadas. Existennumerosas reticulaciones entre cadenas. Los elastómeros o gomas recibenunamención especial dentro de los materiales conformados de formapermanente porlas extraordinarias deformaciones elásticas que experimentan al aplicaruna fuerzasobre ellos, pudiendo recuperar su forma original totalmente o casitotalmentecuando cesa la fuerza. Su estructura es reticulada pero en menorextensión que enlos materiales termoestables. Polimerización por mecanismo de adición :Las moléculas de monómero se activan por efecto de la temperatura,presióno catalizador produciendo la rotura de los dobles enlaces y permitiendolas unionesentre los meros completando las cadenas siempre que existan electroneslibres enel terminal de la cadena polimérica en formación.Polimerización por mecanismo de condensación: Este mecanismo permiteconseguir cadenas a partir de monómeros que noprecisan de la presencia de un doble enlace y liberan en la reacciónuna moléculapequeña. En este proceso también se produce la activación por efecto delatemperatura, presión o catalizador, produciéndose la reacción de dosgrupos activosque dan lugar a un tercero que se repite en la cadena polimérica.Polimerización reticular: En esta la reacción tiene lugar cuandointervienen monómeros con mas de doslugares activos o sitios donde pueden unirse mas moléculas al monómero.En estetipo de polimerización se forman redes tridimensionales debido a lapresencia demás de dos lugares activos, lo que permite el crecimiento de lascadenas en las tresdirecciones.Estereoisómero atáctico. Los grupos metilo del polipropileno estándispuestos de forma aleatoria a un lado y otro de la cadena principal.Estereoisómero isotáctico. Los grupos metilo se encuentran siempre enel mismo lado de la cadena principal. Estereoisómero sindiotáctico. Losgrupos metilo sustituyentes están distribuidos alternativamente en unoy otro lado de la cadena principal. De los tres, es el isotáctico elque a escala industrial se producemayoritariamente puesto que su alta cristalinidad hace que presentemejoresresistencias en general y en particular al calor que los otrosestereoisómeros.POLIETILENO: Existen dos tipos dePE, el de baja densidad, LDPE y el (a)de alta densidad, HDPE. El de bajase caracteriza por tener unaestructura de cadena ramificada,menor grado de cristalinidad ydensidad, mientras que el de altapresentageneralmenteuna (b)estructura de cadena lineal, conmayor cristalinidad y más altaresistencia. propiedades más sobresalientes : Gran tenacidad atemperatura ambiente y bajas temperaturas, Resistencia mecánicasuficiente para las aplicaciones de producción, Buena flexibilidad enun amplio rango de temperaturas, Excelente resistencia a la corrosiónCLORURO DE VINILO: Esel segundo en importancia basado en su alta resistenciaquímica y su facilidad para mezclarse con numerosos aditivos que danlugar a unelevado número de compuestos de gran variedad de propiedades físicas yquímicas. POLIPROPILENO: Este plástico resulta interesante por su bajoprecio al obtenersede derivados petroquímicos. propiedades: Buena resistencia química a lahumedad y calor, Baja densidad, Buena dureza superficial.POLIESTIRENO: Este material incorpora la presencia de un anillo de fenilo queproporciona una configuración con fuerte impedimento estérico de gran rigidez,fácilmente procesable pero relativamente frágil y quebradizo.ACRILICOS: El polímero mas extendido de este grupo es el polimetacrilato demetilo, PMMA, que es un termoplástico duro, rígido, transparente y de buenaresistencia atmosféricaFLUORPLASTICOS: Presentan uno o más átomos de F en el monómero lo queproporciona unas propiedades muy especiales, destacando su uso como aislante, ysus excelentes propiedades autolubricantes por su bajo coeficiente de fricción .
Los termoplásticos se deforman fundamentalmente por deformación elástica por debajo de su temperatura detransición vítrea,aumentando su resistencia y por encima de esta temperatura la deformación es de tipoplástico, disminuyendo la resistencia y aumentando las características dúctiles, como puede observarse en larepresentación de la figura 15.10 para el PMMA ensayado desde -40ºC a 68ºC, experimentando una transición dúctil-frágil entre los 86 y 104ºC, que corresponde a su transición vítrea.COMPORTAMIENTO ELASTICO: Se debe a 2 mecanismos. 1)Enlaces cobalentes de atomos de carbono de la cadena principal del polímero sufren deformación elástica produciendo el alargamiento de los mismos. En el momento en que la tensión se elimina la distorsión de la cadena puede desaparecer casi instantáneamente, por lo que una fracción inicial de la curva tensión-deformación puede ser lineal y calcular de este modo de la gráfica el módulo de elasticidad de manera similar al caso de metales y cerámicos. 2) Es cuando fragmentos de la cadena del polímero que se deforman pero al suprimir la tensión, los segmentos vuelven a sus posiciones de origen por un periodo de tiempo variable, de horas a meses. Esta dependencia con el tiempo en el comportamiento elástico puede contribuir a algo de comportamiento elástico no lineal.COMPORTAMIENTO PLASTICO:La viscosidad: Se define como el cociente entre la tensión que causa el deslizamiento y el gradiente de velocidadCAUCHO NATURAL: Se extrae del latex, un liquido lechoso que es una suspensión que contiene partículas pequeñas de caucho, que se diluye y coagula formando el ácido fórmico, el cual se deshidrata y lamina.CAUCHOS SINTETICOS: Estos proporcionan el 70% de todo el caucho existente en el mundo. Los mas extendidos son el estireno-butadieno, cauchos de nitrilo y policloroprenos.POLIMEROS TERMOESTABLES Presentan una estructura del tipo reticular a base de uniones covalentes, con entrelazamiento transversal de cadenas producido por el calor o por una combinación de calor y presión durante la reacción de polimerización. A menudo, los polímeros termoestables se obtienen en forma de dos resinas liquidas. Una contiene los agentes de curado, endurecedores y plastificantes, la otra materiales de relleno y/o reforzantes que pueden ser orgánicos o inorgánicos.
Los termoplásticos se deforman fundamentalmente por deformación elástica por debajo de su temperatura detransición vítrea,aumentando su resistencia y por encima de esta temperatura la deformación es de tipoplástico, disminuyendo la resistencia y aumentando las características dúctiles, como puede observarse en larepresentación de la figura 15.10 para el PMMA ensayado desde -40ºC a 68ºC, experimentando una transición dúctil-frágil entre los 86 y 104ºC, que corresponde a su transición vítrea.COMPORTAMIENTO ELASTICO: Se debe a 2 mecanismos. 1)Enlaces cobalentes de atomos de carbono de la cadena principal del polímero sufren deformación elástica produciendo el alargamiento de los mismos. En el momento en que la tensión se elimina la distorsión de la cadena puede desaparecer casi instantáneamente, por lo que una fracción inicial de la curva tensión-deformación puede ser lineal y calcular de este modo de la gráfica el módulo de elasticidad de manera similar al caso de metales y cerámicos. 2) Es cuando fragmentos de la cadena del polímero que se deforman pero al suprimir la tensión, los segmentos vuelven a sus posiciones de origen por un periodo de tiempo variable, de horas a meses. Esta dependencia con el tiempo en el comportamiento elástico puede contribuir a algo de comportamiento elástico no lineal.COMPORTAMIENTO PLASTICO:La viscosidad: Se define como el cociente entre la tensión que causa el deslizamiento y el gradiente de velocidadCAUCHO NATURAL: Se extrae del latex, un liquido lechoso que es una suspensión que contiene partículas pequeñas de caucho, que se diluye y coagula formando el ácido fórmico, el cual se deshidrata y lamina.CAUCHOS SINTETICOS: Estos proporcionan el 70% de todo el caucho existente en el mundo. Los mas extendidos son el estireno-butadieno, cauchos de nitrilo y policloroprenos.POLIMEROS TERMOESTABLES Presentan una estructura del tipo reticular a base de uniones covalentes, con entrelazamiento transversal de cadenas producido por el calor o por una combinación de calor y presión durante la reacción de polimerización. A menudo, los polímeros termoestables se obtienen en forma de dos resinas liquidas. Una contiene los agentes de curado, endurecedores y plastificantes, la otra materiales de relleno y/o reforzantes que pueden ser orgánicos o inorgánicos.