cinética en la polimerización
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POLPOLMEROSMEROS
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Industria del Siglo XX
5% de petrleo es empleado
Beneficios productos
POLIMEROSPOLIMEROSPOLIMEROS
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100 millones de
Toneladas/ anual
En Colombia el crecimientoanual 7%
En el ao 2000, la actividadde materias plsticas registr
un valor de produccin de 2.215
millares de pesos.En el ao 2002 el sector de losplsticos export 227 mil lones
de dlares, con un promedio de
participacin del 3,75% en eltotal de las exportaciones
industriales.
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Polimeros Aplicaciones Tpicas
PolietilenoTereftalato
(PET)
Botellas; envases farmacuticos; tejas; pelculas para el empaque de alimentos; cuerdas, cintasde grabacin; alfombras; fibras.
Polietileno dealta densidad(PE-AD)
Tuberas; embalajes y lminas industriales; tanques, cubetas para lquidos; botellas;recubrimiento de cables; contenedores para transporte; vajillas plsticas; baeras;cerramientos; juguetes; conos de sealizacin.
Cloruro dePoliviniloPVC
Rgido
Tuberas y accesorios para sistemas de suministro de agua potable, riego y alcantaril lado;ductos, componentes para la construccin, ventanas, puertas, cielorasos y barandas; tejasy tabletas para pisos; partes de electrodomsticos y computadores; tarjetas bancarias y
otros elementos de artes grficas; envases de alimentos.
PVCEmulsin Papel decorativo para recubrimientos interiores, cueros sintticos para muebles y calzado,juguetes.
PVC-Flexible Membranas para impermeabil izacin de suelos o techos, recubrimientos aislantes para cablesconductores; empaques y disposit ivos de uso hospitalario, mangueras para riego, suelaspara calzado.
Polietileno debaja densidad(PE-BD, PE-
LBD)
Pelculas para envolver productos, pelculas para uso agrcola y de invernadero; lminasadhesivas; botellas y recipientes varios; tuberas de irr igacin y mangueras de conduccinde agua.
Polipropileno(PP) Pelcula para empaques f lexibles, confitera, laminaciones, bolsas en general. Fibra texti l,muebles plsticos, utensil ios domsticos, mallas plsticas, carcasas de bateras, vasosdesechables, empaques para detergentes, tubera, botellas, juguetera.
Poliestireno(PS)
EspumadoExpandido
Su principal aplicacin es la fabricacin de envases. Aplicaciones como elementos paraequipos elctricos y electrodomsticos; gabinetes interiores; contrapuertas de neveras;
estuches para casetes de audio y video. Aplicaciones en la industr ia farmacutica yaccesorios mdicos. Juguetera y recipientes de cosmticos.
Elementos en la industr ia de la construccin. Industria Automotriz. Artculos escolares y deoficina. Elementos decorativos para el hogar.
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MacromolMacromol
culacula
MolMolculas de grandes dimensiones (pesosculas de grandes dimensiones (pesos
moleculares superiores a 1000g)moleculares superiores a 1000g)Molculas de grandes dimensiones (pesosmoleculares superiores a 1000)
Son molculas lineales o ramificadasformadas por la repeticin indefinida degrupos funcionales simples (monmeros).
Su composicin y estructura qumica essimple.
Se componen bsicamente de C, H, O, N.
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MonMonmerosmeros
COPOLCOPOLMEROMERO
POLY-MEROS
(muchas- partes)
HOMOPOLHOMOPOLMEROMERO
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REACCIONES DEREACCIONES DE
POLIMERIZACIPOLIMERIZACINN
Adicin
Condensacin
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PolPolmetros por RX Adicimetros por RX AdicinnAbreviatura Nombre Monmero
PE Polietileno CH2 = CH2
PP Polipropileno CH2 = CH(CH3)
PS Poliestireno CH2 = CH (C6H5)
PVC Policloruro de vinilo CH2 = CHCl
PAN Poliacronitrilo CH2 = CHCN
PMMA Polimetacrilato de metilo CH2 = C- COO-CH3CH3
BUNA Polibutadieno CH2= CH- CH=CH2
POM Polixido de metileno CH2 =O
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ReacciReaccin de Adicin de Adicinn
MONMEROVinlico (C = C)Gas o lquido (Tamb.)
REACCIN EN CADENA
Iniciacin, Propagacin yTerminacin
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PolietilenoPolietileno
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Grado de PolimerizaciGrado de Polimerizacin (GP)n (GP)
NNmero de subunidades o meros (n) quemero de subunidades o meros (n) que
hay en la cadena molecular del polhay en la cadena molecular del polmero.mero.GP muy bajosGP muy bajos
llquidos a T ambientequidos a T ambiente
(aceites sint(aceites sintticos y ceras).ticos y ceras).El GP promedio para rangos de polietilenoEl GP promedio para rangos de polietileno
que van de 3 500 a 25 000, corresponde aque van de 3 500 a 25 000, corresponde amasas moleculares promedio que varmasas moleculares promedio que varan dean de
100000 a 700000 g/mol, aproximadamente.100000 a 700000 g/mol, aproximadamente.
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ReacciReacci
n en Cadenan en Cadena
1. Iniciaci1. Iniciacin:n: FormaciFormacin Radicaln Radical
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CRECIMIENTO
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2. Propagaci2. Propagacinn
Las cadenas de polmero en lapolimerizacin en cadena siguen
creciendo de forma espontneaporque la energa del sistema qumico
disminuye en virtud del proceso depolimerizacin en cadena.
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3.3. TerminaciTerminacinn
Puede ocurrir por la adicin de un radicallibre finalizador o cuando se combinandos cadenas.
Otra forma posible es que cantidades
insignificantes de impurezas finalicen elcrecimiento de la cadena del polmero.
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POLMEROS VINLICOS
Polmero de vinilideno
(R1 y R2)
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Polixido de metileno
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CopolCopolmerosmerosCopolCopolmeros aleatoriosmeros aleatorios
CopolCopolmeros alternantesmeros alternantesCopolCopolmeros de bloquemeros de bloque
CopolCopolmeros injertadosmeros injertados
Aleatorio
Alternante
Bloque
Injertado
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CINCINTICATICA
IniciaciIniciacinn ((EaEa>100 KJ/>100 KJ/molmol))
PropagaciPropagacinn ((EaEa
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TRATAMIENTOCINTICO
V= ??
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INICIADORES IINICIADORES INICOSNICOSPolimerizacin Aninica:
Iniciador : KNH2
K+ + NH2-
NH2-
+ CH2: CHPh
H2NCH2 CHPh (M1-
)
M1- + CH2: CHPh
M2-
Mx- + CH2: CHPh
M-x+1
Mx- + NH3 H2N(CH2CHPh)xH + NH2-
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TRATAMIENTOCINTICO
V= ??
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POLIMERIZACIPOLIMERIZACIN PORN POR
CONDESACICONDESACINNLos monmeros reaccionan qumicamente entre
si para producir polmeros lineales.
La reactividad de los grupos funcionales que
estn en los extremos de un monmero, engeneral, es aproximadamente igual cualquieraque sea el tamao del polmero.
En muchas reacciones de polimerizacinsucesiva se produce una pequea molculacomo subproducto
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POLIMERIZACIPOLIMERIZACIN RETICULARN RETICULAR
Plsticofenlico termofijo
(trifuncional)
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Plstico reticular de tres dimensione
Baquelita
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TRATAMIENTOCINTICO
V= ??
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Estereoisomerismo enEstereoisomerismo en
termopltermoplsticossticos
Compuestos moleculares queCompuestos moleculares que
tienen las mismastienen las mismascomposiciones qucomposiciones qumicas, peromicas, pero
diferentes arreglos estructuralesdiferentes arreglos estructurales
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Estereoismero atctico
Estereoismero isotctico
Estereoismero sindiotctico
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Catalizadores de Ziegler y NattaCatalizadores de Ziegler y Natta
(PN Qca 1963)(PN Qca 1963)Con un catalizadorCon un catalizador estereoespecestereoespecficofico , el, el
polipropileno isotpolipropileno isotctico puede producirse actico puede producirse aescala comercial.escala comercial.
El polipropileno isotEl polipropileno isotctico es un materialctico es un materialpolimpolimrico altamente cristalino con unrico altamente cristalino con unpunto de fusipunto de fusin de 165 a 175n de 165 a 175C.C.
Debido a su alta cristalinidad, el propilenoDebido a su alta cristalinidad, el propilenoisotisotctico tiene resistencias yctico tiene resistencias ytemperaturas de deflexitemperaturas de deflexin tn trmica mrmica mssaltas que el polipropileno ataltas que el polipropileno atcticoctico
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Halogenurode Ti
Alquil metal(Al)
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REACCIONESEN CADENA
RAMIFICADA
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REACCIN EN CADENA RAMIFICADA
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REACCIONES ENCADENA
RAMIFICADA:
En cada etapa depropagacin se producenms propagadores de los
que se consumen
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2H2 + O2
2 H2O
H2
2HO2
2O
H + O2
OH + OO + H2
OH + H
OH + H2
H2O + HH + Pared
H2
H + O2 + M
HO2 + M
Iniciacin
Cadenaramificada
Terminacin
Propag. Lineal
V Vi i i i + (K Kt ) (H)
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tiempo
K ramificacin > K terminacin
K ramificacin < K terminacin
V= Viniciacin + (Kram. - Kterm) (H)
Explosiva!!
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Si la reaccin en cadena prosigue sin control
ExplosinAtmica
Si se controla Reactor Nuclear
Semenov y Hinshelwood PN Qca 1956
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H +O en n recipiente rec bierto de KCl con n d 7 4cm
T Constante
Primer Lmite
Segundo Lmite
Tercer Lmite
Semenov y Hinshelwood PN Qca 1956