MATERIALES : MATERIALES : POLIMEROSPOLIMEROS

PLASTICOSPLASTICOS- Los polímeros - Son moléculas de gran tamaño formadas

por la unión de compuestos orgánicos (monómeros) mediante enlaces covalentes.

Es una macromolécula formada por la unión de moléculas de menor tamaño que se conocen como monómeros.

1 MONOMERO

n n

2 DIMERO

3 TRIMERO

4 -20 OLIGOMEROS

> 20 POLIMERO

POLIMEROS:POLIMEROS:¿Que es un polímero?¿Que es un polímero?

POLIMEROS NATURALESPOLIMEROS NATURALES

PROTEÍNASPROTEÍNAS

HemoglobinaHemoglobina

POLIMEROS NATURALES: POLIMEROS NATURALES: ADNADN

AT

G

C

C

G

T

A

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PO2

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OPO2

PO2

P

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CELULOSA CELULOSA

Hidrato de carbonoHidrato de carbono

ALMIDÓNALMIDÓN

POLIMEROS SINTETICOSPOLIMEROS SINTETICOS TIPOS DE POLÍMEROSTIPOS DE POLÍMEROS

Plásticos:Plásticos: polietileno polietileno Elastómeros:Elastómeros: caucho caucho Termorrígidos:Termorrígidos: baquelita baquelita Fibras:Fibras: poliéster poliéster

LinealLineal

RamificadoRamificado

EntrecruzadoEntrecruzado

ESTRUCTURA DE LA CADENAESTRUCTURA DE LA CADENATIPOS DE POLÍMEROSTIPOS DE POLÍMEROS

ESTRUCTURAESTRUCTURA Cristalinos vs. AmorfosCristalinos vs. Amorfos

En general, al aumentar la En general, al aumentar la cristalinidad no sólo aumenta la cristalinidad no sólo aumenta la opacidad sino también la rigidez opacidad sino también la rigidez

y la resistencia a la tracción –y la resistencia a la tracción –estiramiento- de los polímeros estiramiento- de los polímeros

debido a las debido a las fuerzas fuerzas intermolecularesintermoleculares que actúan que actúan

entre las cadenas. entre las cadenas.

POLICARBONATOPOLICARBONATO

200 veces más resistente 200 veces más resistente que el vidrio al impactoque el vidrio al impacto

POLIETILENOPOLIETILENO

El polietileno de alta densidad (PAD):El polietileno de alta densidad (PAD): es un sólido rígido translúcido es un sólido rígido translúcido se ablanda por calentamiento y puede ser moldeado como películas se ablanda por calentamiento y puede ser moldeado como películas

delgadas y envasesdelgadas y envases a temperatura ambiente no se deforma ni estira con facilidad. Se a temperatura ambiente no se deforma ni estira con facilidad. Se

vuelve quebradizo a -80 °C. vuelve quebradizo a -80 °C. es insoluble en agua y en la mayoría de los solventes orgánicos. es insoluble en agua y en la mayoría de los solventes orgánicos.

El polietileno de baja densidad (PBD):El polietileno de baja densidad (PBD): Es un sólido blando translúcidoEs un sólido blando translúcido Se deforma completamente por calentamiento. Sus films Se deforma completamente por calentamiento. Sus films

se estiran fácilmente, por lo que se usan comúnmente se estiran fácilmente, por lo que se usan comúnmente para envoltorios (de comida, por ejemplo). para envoltorios (de comida, por ejemplo).

Es insoluble en agua, pero se ablanda e hincha en Es insoluble en agua, pero se ablanda e hincha en presencia de solventes hidrocarbonadospresencia de solventes hidrocarbonados

También se vuelve quebradizo a -80 ° CTambién se vuelve quebradizo a -80 ° C

GOMA:CAUCHO uniones S-S entre cadenasGOMA:CAUCHO uniones S-S entre cadenas

La goma natural es un sólido opaco, blando y La goma natural es un sólido opaco, blando y fácilmente deformable que se vuelve pegajoso fácilmente deformable que se vuelve pegajoso al calentarlo y quebradizo al enfriarlo. Es al calentarlo y quebradizo al enfriarlo. Es impermeable al agua pero puede disolverse en impermeable al agua pero puede disolverse en solventes orgánicos. Puede pensarse como solventes orgánicos. Puede pensarse como derivado del monómero isopreno, el cual es derivado del monómero isopreno, el cual es un líquido volátil.un líquido volátil.

GOMA GOMA VULCANIZADAVULCANIZADA

NYLON:NYLON: UNIONES PUENTE DE HIDRÓGENO ENTRE CADENAS UNIONES PUENTE DE HIDRÓGENO ENTRE CADENAS

NYLON 6,6NYLON 6,6

Resistencia: Tensión

Tensión = Fuerza/Area = N/cm2 = Mpa = Gpa1 megapascal = 100 N/cm2 1 gigapascal = 1000 Mpa

Lo

Le

Lmax

Muestra de polímero

Resistencia a la tensión = Tensión necesaria para romper la muestra

PROPIEDADES MECANICASPROPIEDADES MECANICAS

SINTESIS DE POLIMEROSSINTESIS DE POLIMEROS

UNA NUEVA CLASIFICACIÓNUNA NUEVA CLASIFICACIÓN

POLÍMEROS DE ADICIÓNPOLÍMEROS DE ADICIÓN POLÍMEROS DE CONDENSACIÓNPOLÍMEROS DE CONDENSACIÓN

POLICARBONATO POLICARBONATO (COMERCIAL)(COMERCIAL)

Bisfenol A

Fosgeno

Reacción bifásica (H2O/solvente)

Bu4NX catalizador de transferencia de fase

Uno de los pomos contiene un polímero de bajo peso molecular

con grupos epoxi en sus extremos, mientras que el segundo pomo

contiene una diamina

POXIPOL 1POXIPOL 1

¿Por qué el pegamento epoxi (Poxipol) viene en dos pomos diferentes que se mezclan?

FIBRAS NATURALESFIBRAS NATURALES

FIBRAS ARTIFICIALESFIBRAS ARTIFICIALES

POLIACRILONITRILO

POLIPROPILENO

SPINNING (HILADO)SPINNING (HILADO)

ElectrospinningLas soluciones de polímero se rotan en un campo eléctrico de alto voltaje. La gota

suspendida de polímero se carga y colapsa formando “chorros”.

Spinning por fusión o Spinning por fusión o en soluciónen solución

ALGUNAS FIBRASALGUNAS FIBRAS

Acetato: El acetato se prepara a partir de celulosa extraída de pulpa de madera por una esterificación con ácido acético y anhídrido acético en presencia de ácido sulfúrico. Luego se hidroliza parcialmente para acortar las cadenas y eliminar el sulfato, y una cantidad de grupos acetato suficiente como para obtener un producto a partir del cual se puedan formar fibras o películas delgadas. La resistencia de las fibras está dada por la linealidad de las moléculas (poca ramificación), lo cual hace que puedan encajarse bien una al lado de la otra y las fuerzas intermoleculares las mantengan unidas. Se puede obtener con un amplio rango de colores y lustres, es suave, seca rápidamente, es resistente a la humedad y polillas, no encoge. Usos: ropa, telas, películas fotográficas, filtros de cigarrillo, almohadas.

Acrílico: está compuesto por unidades repetitivas (–CH2-CH(CN)-)n. Las moléculas se encuentran unidas entre sí principalmente gracias a las interacciones dipolo-dipolo de los grupos –CN. Es suave, de aspecto similar a la lana, retiene su forma, es resistente a polilla, luz solar, aceite y agentes químicos. Usos: frazadas, alfombras, buzos, medias.

Aramida: contiene anillos aromáticos en su cadena. Debido a la estabilidad de la estructura aromática y la conjugación de los grupos amida, posee gran estabilidad química y térmica, incluyendo resistencia al fuego, por lo cual se utiliza en ropa de protección para los bomberos y policías. Sus usos industriales están limitados por su alto punto de fusión e insolubilidad en solventes comunes. Es más liviano y más duro que el acero, por lo cual un chaleco antibalas de poco más de un kilogramo de peso puede detener una bala calibre 38 disparada desde 3 metros de distancia.

ALGUNAS FIBRASALGUNAS FIBRAS

SILICATOS Y SILICONASSILICATOS Y SILICONAS

El silicio forma una El silicio forma una variedad de polímeros variedad de polímeros

naturales inorgánicos, los naturales inorgánicos, los silicatossilicatos, que contienen , que contienen

unidades SiOunidades SiO44

SILICATOS Y SILICONASSILICATOS Y SILICONAS

En las siliconas, dos de los oxígenos de la unidad SiO4 han sido reemplazados por grupos hidrocarbonados, dando lugar a polímeros con estructura (-O-SiR2-)n.

APLICACIONESAPLICACIONES

TAPAS DE BUJÍASCABLESMANGUERAS DE CALEFACCIÓNBURLETES DE VENTANASTUBOS PARA DIÁLISIS Y TRANSFUSIONESCATÉTERESIMPLANTES.

Tipos y componentes de los plásticosTipos y componentes de los plásticos

FAMILIAS DE PLÁSTICOS

Termoplásticos ElastómerosTermoestables

Producto plástico: repetición de la estructura molecular típica de cada polímero concreto

Colorantes

Estabilizadores

cargas

Refuerzos

Agentes espumantes

+

2 Moldeo por compresión2 Moldeo por compresión

Proceso más antiguo

Termoestables y elástomeros

Calor y presión

Figura 8.1 Moldeo por compresión

Funcionamiento automático: (precalentamiento...extracción de la pieza conformada)

Tiempos entre 40s y 5minutos

Problemas: en el curso de las reacciones de polimerización de muchos termoestables, se generan gases como subproductos que pueden quedar atrapados en el interior de la pieza y generar huecos internos.

Termoestables y elástomeros

Reduce tiempos de ciclos de fabricación con respecto al moldeo por compresión (ciclos entre 30s y 3minutos)

El material plástico se carga desde una unidad adicional

Permite fabricar simultáneamente varias piezas coste unitario de la pieza es menor, aunque conlleva una mayor pérdida de material

Piezas de paredes más finas y formas más complejas

Peor control dimensional de la pieza

3 Moldeo por transferencia3 Moldeo por transferencia

4 Extrusión4 Extrusión

Termoplásticos y espumas plásticas

Método más utilizado para conformar materiales plásticos

Piezas largas de sección transversal constante

Precalentamiento

Consistencia líquida

Presión necesaria

5 Soplado y moldeo rotacional5 Soplado y moldeo rotacional

Piezas huecas sin costuras

Soplado piezas pequeñas

Aspecto principal a controlar: la uniformidad del espesor del producto

Muy alta productividadTermoplásticos