Polímeros

Propiedades Generales

Autores:

Alban Gustavo Alcoser Luis Alban Carlos Cruz Diego Chimbo Darwin Chiriboga Edison Manotoa William Sanchez Lenin Tello Luis Villacres Henry

Palabras clave:

Polímeros, monómeros, intermoleculares, Fluidez, melamínicas , Copolimero, Terpolimero.

Resumen del capitulo

Los polímeros son una clase principal de materiales y poseen una amplia gama de propiedades mecánicas, físicas, químicas y ópticas. En comparación con los metales, los polímeros en general se caracterizan por una menor densidad, resistencia, modulo elástico, conductividad térmica y eléctrica y costo, así como por una relación de resistencia a peso más alta, una resistencia a la corrosión más elevada, dilatación térmica más alta, una selección de colores y de transparencias más amplias y una mayor facilidad para su manufactura de formas complejas.

Los plásticos están formados de moléculas de polímeros y de varios aditivos. La unidad repetitiva más pequeña de una cadena de polímeros se llama mero. Los monómeros se enlazan mediante procesos de polimerización (condensación y adición) para formar moléculas más grandes.

Las propiedades de los polímeros dependen del peso molecular, de la estructura (lineal, ramificada, de enlace cruzado o de red), del grado de polimerización, de la cristalinidad y de los aditivos. Loa aditivos tiene funciones como la mejoría de la resistencia, el retardar la flama, la lubricación, el impartir flexibilidad y color y proporcionar estabilidad contra la radiación ultravioleta y el oxigeno.

Dos clases principales d polímeros son los termoplásticos y los termoestables. Los termoplásticos se ablandan y s hacen fáciles de formar a temperatura elevadas; regresan a sus propiedades originales al enfriarse.(1)

Introducción

Aunque la palabra plásticos sinónimo de polímeros; los plásticos son uno de los numerosos materiales poliméricos y tienen moléculas extremadamente grandes (macromoléculas). Los productos de consumo e industriales fabricados de polímeros, incluyen los recipientes de alimentos y bebidas, empaques, anuncios, artículos domésticos, textiles, material médico, espumas, pinturas etc.

Los polímeros han venido reemplazando cada vez más a los componentes metálicos en aplicaciones para automóviles, aeronaves civiles y militares, artículos deportivos, juguetes, aparatos domésticos, lentes, productos electrónicos y eléctricos.

Características de los polímeros:

Resistencia a la corrosión y a los productos químicos Baja conductividad eléctrica y térmica Elevada relación resistencia a peso, particularmente cuando es reforzado Reducción de ruido Amplia selección de colores y trasparencias Facilidad d manufactura y posibilidades de diseños complejos Costo relativamente bajos

La palabra plástico proviene de la palabra griega plastikos, que significa “que se puede moldear y formar”. Los primeros polímeros se fabricaron de materiales orgánicos naturales provenientes de de productos animales y vegetales. Un ejemplo es la celulosa q se convierte en acetato de celulosa que se utiliza para fabricar películas fotográficas.(1)

¿Qué son los polímeros?

La materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. Algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.

Existen polímeros naturales como el algodón, 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 y la lana son otros ejemplos. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales importantes.

Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases.(2)

Propiedades de los polímeros

Propiedades Reológicas.

o Distribución de Pesos Moleculares (DPM)

La distribución de pesos moleculares (DPM), es una medida de la proporción en número (o en peso) de moléculas de diferentes pesos moleculares que componen una muestra de resina polimérica. En otras palabras, la DPM indica la variación en el tamaño de las cadenas moleculares. Si las moléculas presentan longitudes de cadena diferentes, la distribución es amplia. En el caso de longitudes de cadena similares, la distribución es estrecha. Este último caso es típico del polipropileno obtenido vía reología controlada.

o Índice de Fluidez (IF)

El índice de fluidez (IF) es una medida de la capacidad de flujo de la resina bajo condiciones controladas y se puede medir fácilmente con un equipo denominado plastómetro, utilizando velocidades de deformación muy bajas, una temperatura de 230 °C y un peso de 2.16 Kg, de acuerdo a la Norma ASTM D 1238. Esta variable se relaciona inversamente con la viscosidad y el peso molecular (PM), es decir, a medida que aumenta el índice de fluidez de la resina, se obtiene una disminución en la viscosidad y el peso molecular.

Propiedades Físicas

o Densidad ( )ρ

La densidad es la medida de peso por unidad de volumen de un material a 23 °C.

Propiedades Mecánicas

Por otro lado están las propiedades mecánicas, dentro de las cuales se tienen: la tensión que indica la resistencia del material y al realizar dicho ensayo se obtienen los siguientes parámetros: módulo elástico, elongación, resistencia a la fluencia y la resistencia a la ruptura; la flexión que también involucra la resistencia del material para determinar el módulo de flexión y la resistencia a la flexión; la dureza que es la resistencia que opone un material a ser penetrado o rayado.

Los materiales poliméricos presentan 3 tipos distintos de comportamiento esfuerzo-deformación: frágil, dúctil y totalmente elástico. En los polímeros, el módulo de elasticidad, resistencia a la tracción y ductilidad se determina de la misma forma que en las aleaciones metálicas.

Propiedades Térmicas

En el área de las propiedades térmicas se pueden mencionar: la cristalinidad que se refiere al ordenamiento de las cadenas del polímero que contrario a lo que se piensa le imparte a la resina opacidad debido a que las moléculas presentan mayor empaquetamiento y por lo tanto impiden el paso de la luz por medio de ellas, es decir, que entre más cristalino sea un polímero menos transparencia. La cristalinidad le imparte al material alta rigidez y temperaturas de fusión elevadas, entre otras propiedades.

Propiedades Químicas

Finalmente se encuentran las propiedades químicas, dentro de las cuales cabe destacar la resistencia química de los polímeros, ya que la misma determina si es compatible o no con otros elementos. (3)

Polímeros termoestablesLos polímeros termoestables son polímeros infusibles e insolubles. La razón de tal comportamiento estriba en que las cadenas de estos materiales forman una red tridimensional espacial, entrelazándose con fuertes enlaces covalentes. La estructura así formada es un conglomerado de cadenas entrelazadas dando la apariencia y funcionando como una macromolécula, que al elevarse la temperatura de esta, simplemente las cadenas se compactan más haciendo al polímero más resistente hasta el punto en que se degrada. (4)

Clasificación

Los plásticos termoestables son polímeros que mediante la presión y la temperatura se reblandecen y pueden moldearse en su fase fluida una sola vez y

antes de que la reacción de polimerización haya finalizado por completo. El producto final termoestable ya no se reblandece nuevamente por acción de la presión y la temperatura, pues a elevadas temperaturas experimenta su descomposición. Una vez que han sufrido el proceso de calentamiento-fusión y formación-solidificación, se convierten en materiales rígidos que no vuelven a fundirse. Generalmente para su obtención se parte de un aldehído, entre los que podemos distinguir:

Polímeros del fenol: Son plásticos duros, insolubles e infusibles pero, si durante su fabricación se emplea un exceso de fenol, se obtienen termoplásticos.

Resinas epoxi. Resinas melamínicas. Baquelita. Amino plásticos: Polímeros de urea y derivados. Pertenece a este grupo la

melamina. Poliésteres: Resinas procedentes de la esterificación de polialcoholes, que suelen

emplearse en barnices. Si el ácido no está en exceso, se obtienen termoplásticos.(5)

COPOLIMEROS

Copolímero de estireno-acrilonitrilo en los que el contenido de estireno varía entre 65 y 80 %. Estos materiales tienen buena resistencia a los aceites lubricantes, a las grasas y a las gasolinas.

Asimismo, tiene mejores propiedades de impacto, tensión y flexión, que los homopolímeros del estireno. Los copolímeros son transparentes, pero con un ligero color amarillo que se vuelve más oscuro a medida que aumenta el contenido en acrilonitrilo. Al mismo tiempo mejora la resistencia química, la resistencia al agrietamiento ambiental y la resistencia térmica al aumentar el porcentaje en acrilonitrilo.

Si en la formación de la macromolécula durante la polimerización ha intervenido solamente un tipo de monómero, el polímero que se forma se denomina homopolímero El monómero es una molécula de pequeña masa molecular que unida a otros monómeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, forman macromoléculas llamadas polímeros.

Fig.6.- Enlaces de los copolimeros [6]

Si en la formación de la macromolécula durante la polimerización han intervenido dos o tres monómeros en la formación de la macromolécula, el polímero se denomina copolímero o terpolimero respectivamente y las unidades estructurales

Fig.7.- Comonomero Estireno [7]

La obtención de copolímeros resulta una práctica muy habitual para conseguir estructuras con propiedades específicas, que cada homopolímero por separado no es capaz de ofrecer las propiedades que pueden controlarse por cambios en la composición del copolímero incluyen:

- Módulo elástico

- Tenacidad

- Viscosidad del fundido

- Estabilidad térmica Además, la distribución de los respectivos monómeros dentro de las cadenas del polímero también influyen en las propiedades del copolímero. La combinación de monómeros diferentes para formar copolímeros puede compararse con la mezcla de metales para formar soluciones sólidas, que es la base de la formación de las aleaciones

Dependiendo del proceso de polimerización y de las fracciones de las unidades monoméricas, es posible obtener diferentes tipos de secuencias en las cadenas de polímeros.

COPOLÍMEROS AL AZAR. Las dos unidades monoméricas están distribuidas

aleatoriamente a lo largo de la cadena

COPOLÍMEROS ALTERNADOS. Las dos unidades monoméricas se van

alternando en las posiciones de la cadena

COPOLÍMEROS EN BLOQUE. Las unidades monoméricas se encuentran separadas en largas secciones de la cadena polimérica principal. cada una de estas secciones, llamadas bloques, se ve como si fuera una especie de homopolímero

COPOLÍMEROS DE INJERTO. La cadena principal está formada por un solo tipo de unidad monomérica y todas las cadenas laterales están constituidas por el otro tipo de unidad monomérica

Fig.8-Cadena de copolimeros en bloque y alternativo [8]

Copolimero de estireno y de anhídrido maleico que comprende una composición de resina epoxidica y un agente de CO-Reticulacion

Fig.9-Copolimero Alternativo [9]

Fig.10-Copolimero Randomico [10]

Un copolímero en bloque conocido es el caucho SBS (estireno-butadieno-estireno) se emplea para las suelas de los zapatos y también para las cubiertas de neumáticos.

Dicho copolímero está constituido por una corta cadena de poliestireno, seguida por otra larga cadena de polibutadieno y finalmente por otra corta cadena de poliestireno.

Fig.11- cadena de poliestireno [11]

Un tipo de copolímero de injerto es el poliestireno de alto impacto, abreviado en inglés como hips. El poliestireno le confiere resistencia al material, en tanto que las cadenas del elastómero polibutadieno le otorgan la elasticidad suficiente como para lograr que sea menos quebradizo esto lo hace más fuerte, no quebradizo y capaz de soportar impactos más violentos, sin romperse como el poliestireno normal. Este copolímero de injerto permite que la tensión sea transferida de la fase poliestireno a la fase polibutadieno el polibutadieno es elástico y disipa la energía que de otra forma causaría la ruptura de la frágil fase de poliestireno

Aplicaciones:

Llantas,

Espumas,

Empaques,

Suelas para zapatos,

Aislamiento de alambres y cables eléctricos,

Mangueras.

TERPOLIMEROS

Terpolímero acrilonitrilo-butadieno-estireno. Son materiales heterogéneos formados por una fase homogénea rígida y una elastomérica.

Originalmente se mezclaban emulsiones de los dos polímeros de SAN (Copolímero de estireno-acrilonitrilo) y polibutadieno. La mezcla era coagulada para obtener ABS. (Terpolímero acrilonitrilo-butadieno-estireno)

Ahora se prefiere polimerizar estireno y acrilonitrilo en presencia de polibutadieno. De esa manera, una parte del estireno y del acrilonitrilo se copolimerizan formando SAN y otra porción se injerta sobre las moléculas de polibutadieno.

El ABS se originó por la necesidad de mejorar algunas propiedades del poliestireno de alto impacto. Este material tiene tres desventajas importantes:

Baja temperatura de ablandamiento. Baja resistencia ambiental Baja resistencia a los agentes químicos.

La incorporación del acrilonitrilo en la fase continua, imparte mayor temperatura de ablandamiento y mejora considerablemente la resistencia química. Sin embargo, la resistencia ambiental se vuelve todavía menor, pero este problema se resuelve empleando aditivos. Las propiedades del ABS son suficientemente buenas para varias aplicaciones:

Como ejemplo de terpolimero se tiene al ABS ( acrilonitrilo –butadieno – estireno), que es un plástico muy fuerte y muy poco pesado, que se usa para parachoques de coche. Es un termoplástico duro, resistente al calor y a los impactos Artículos moldeados, Artículos extruidos. Son materiales heterogéneos formados por una fase homogénea rígida y una elastomérica

Fig.12- Terpolimeros [12]

Fig.13- Cadena de un terpolimero [13]

PROPIEDADES GENERALES Es una armazón de dos fases una armazón de copolimero estireno acrilonitrilo con unas partículas incrustadas de caucho butadieno acrilonitrilo donde se da las siguientes mezclas

ABS +PVC = Auto extinguible ABS +PC = Gran resistencia al impacto a bajas temperaturas

La resistencia química es similar a la del SAN con resistencia a la interperie menor las piezas ABS metalizadas poseen mejor resistencia a la interperie USOS:Carcasas de teléfonos , televisores , aparatos de radio , calculadoras, cámaras fotográficas , máquinas de oficina , relojes , pulsadores de estos aparatos , máquinas de afeitar , carcasas de aspiradoras , accesorios de máquinas de cocina y muebles , sillas cepillos dentales , cascos de motociclistas y de seguridad , maletas , juguetes etc.

Temperatura de transición vítrea

Autor:Lenin Sánchez

Resumen:

Unas de las propiedades más importantes y características que definen a un polímero (y por ende a un adhesivo) es su temperatura de transición vítrea, el valor de la temperatura de transición vítrea está directamente relacionado con las propiedades mecánicas (resistencia, dureza, fragilidad, elongación…) que el polímero (adhesivo) presenta a la temperatura que se encuentra expuesta, ¿nunca has observado porque ciertos plásticos en invierno se vuelven duros y quebradizos?, la explicación se encuentra en su temperatura de transición vítrea.

Actualmente, el alcohol poli vinílico (PVA) es un biomaterial ampliamente utilizado en biomedicina ya que resulta un polímero sintético muy atractivo por sus excelentes propiedades físicas y químicas El alcohol poli vinílico ha sido ampliamente estudiado por una gran variedad de técnicas con la finalidad de obtener un mejor entendimiento de sus propiedades físicas, sin embargo, el análisis e interpretación de su dinámica molecular ha sido repetidamente mal interpretado debido a que anteriormente se han obviado efectos como el contenido de humedad y el cambio en su fracción cristalina por efectos de calentamiento. En los polímeros y sus compuestos, el conocer la temperatura de transición vítrea (Tg) es de gran importancia para este fin, sin embargo, dado que las relajaciones del PVA puro han sido anteriormente mal interpretadas, se han asignado de igual forma temperaturas de transición vítrea y relajaciones moleculares erróneas también en compuestos base PVA. A través de la espectroscopia de impedancia eléctrica y el análisis dinámico mecánico (DMA) se propone la evaluación de las relajaciones térmicas en compuestos de PVA/nano partículas de plata. La caracterización integral de estos compuestos conllevará a potenciar sus aplicaciones y/o mejorar las condiciones de procesamiento, aprovechando al máximo el manejo adecuado de sus propiedades físicas, lo que origina una disminución en los costos de procesamiento y una aplicación óptima a la temperatura corporal. Estos compuestos actualmente son evaluados para aplicaciones biomédicas, y la determinación adecuada de su Tg es esencial para un manejo adecuado a la temperatura corporal, por lo que se pretende determinar el efecto del agua y del cambio en la fracción cristalina por efectos de calentamiento sobre la temperatura de transición vítrea y en general sobre sus relajaciones moleculares

Introducción:

La temperatura de transición vítrea (Tg) se define como la temperatura a la cual las propiedades mecánicas de un plástico / adhesivo cambian radicalmente debido a los movimientos internos de las cadenas poliméricas que componen al plástico / adhesivo.

Todos los polímeros termoplásticos presentan una Tg, ya sean estos amorfos o semicristalinos. Los polímeros amorfos al calentarse presentan solamente una

transición, la Tg. Los polímeros semicristalinos presentan dos, la Tg y la temperatura de fusión de los cristales (Tm).

Tg es un valor de extrema importancia en ingeniería de polímeros, pues indica la temperatura de trabajo del plástico y por ende determina si un plástico concreto puede ser utilizado para una aplicación dada.

Procedimiento:

La Temperatura de transición vítrea (Tg) es la temperatura a la que se da una seudotransición termodinámica en materiales vítreos, por lo que se encuentra en vidrios, polímeros y otros materiales inorgánicos amorfos. Esto quiere decir que, termodinámicamente hablando, no es propiamente una transición. La Tg se puede entender de forma bastante simple cuando se entiende que en esa temperatura el polímero aumenta su densidad, dureza y rigidez, además su porcentaje de elongación disminuye de forma drástica.

Vidrio soplado a una temperatura justo por encima de la transición vítrea

Análisis:

La Tg no es una temperatura a la cual específicamente ocurre el cambio de estado, existen diferentes métodos experimentales para determinarla, pero debido al carácter termodinámico de esta pseudotransición, cada método provee de un valor de Tg diferente, es por ello que en los artículos científicos se provee siempre del método por el cual se determinó su valor. Para fines prácticos, no es tan importante el valor exacto de Tg, pues es comprensible que alrededor de esta temperatura, el polímero adquiere cierta plasticidad.

Tomando en cuenta la ley de Vogel-Fulcher, se tiene que la temperatura de transición vítrea, del estado líquido al estado vítreo es un fenómeno cinético que corresponde al punto de referencia de un estado de no-equilibrio debido al congelamiento de la relajación .α

Además de los experimentos de dilatometría, la Tg se puede calcular por otras técnicas, una de ellas incluye el uso de experimentos de DSC o barrido de calorimetría diferencial. Esta técnica es una de las más populares debido a la mínima cantidad de polímero requerido, lo confiable de sus mediciones y la información extra reflejada, aunque el equipo moderno necesario es de alto precio.

Los experimentos de DSC se pueden dividir en dos, el de temperatura modulada y el de potencia compensada. De cualquiera de ellos se puede extraer la información sobre Tg, además de otros valores como Cp, H, Tm, y el comportamiento deΔ cristalización de polímeros, copolímeros, mezclas, aleaciones de polímeros, etc.

Aplicaciones:

Generalmente la temperatura de transición vítrea es un dato aportado por el fabricante del adhesivo y se puede encontrar en las fichas técnicas del producto, para conocer dicho valor el fabricante o usuario utiliza alguna de las siguientes técnicas de análisis térmico:

Calorimetría diferencial de barrido Análisis termo mecánico Análisis termodinámico

En cada una de las técnicas anteriores se somete una muestra del adhesivo a un ensayo en el cual se mide la cantidad de calor, la variación dimensional o la deformación que sufre la pieza en función de la temperatura, es decir la recolecta de datos se realiza cuando existe un cambio en la temperatura a la cual se somete la muestra, de tal forma que somos capaces de representar las propiedades mecánicas del adhesivo en función de la temperatura en el cual se encuentre, y por ende somos capaces de identificar su temperatura de transición vítrea.

Por último es necesario indicar que la Tg es aplicable en los adhesivos / polímeros termoplásticos y elastómeros, siendo inapreciable en los termoestables donde los movimientos de sus cadenas poliméricas quedan muy restringidos por su propia configuración altamente reticulada, es por ello que los adhesivos termoestables siempre se comportan como materiales rígidos y duros, es decir siempre se comportan como materiales vítreos.

ACETAL.

Definición: Un acetal es una molécula con dos grupos alcoxi, unidos a un mismo átomo de carbono. Se suele diferenciar a los acetales de los cetales. Mientras que el átomo de carbono funcional de los cetales está unido necesariamente a dos átomos de carbono, en los acetales al menos una de las valencias la ocupa un átomo de hidrógeno. Sin embargo, las definiciones actuales consideran a los cetales como un subgrupo de los acetales. [1]

Propiedades:

Son altamente inertes a la acción de las bases o de reactivos nucleófilos. Son resistentes a los ácidos en ausencia de nucleófilos moderadamente

fuertes. Reaccionan con nucleófilos en presencia de cantidades catalíticas de ácidos

minerales, produciendo la ruptura del enlace acetálico.

Aplicaciones:El acetal dietílico del acetaldehído es un compuesto saborizante importante en los destilados alcohólicos. La transformación de un aldehído, cetona o alcohol a acetal, denominada acetalización, constituye un método para introducir un grupo protector de dichos grupos funcionales a los reactivos básicos. Los acetales también son utilizados para preparar polímeros plásticos.

Ventajas de los plásticos basados en acetales:

Absorción de agua muy baja Resistentes químicamente Resistente a la hidrólisis por bases.

ACRILICO.

[2]

El acrílico es el mejor, entre todos los plásticos, por su resistencia a la intemperie y por excelentes cualidades para el mecanizado y el termodoblado. 

El acrílico constituye un material utilizado en diferentes aplicaciones donde resulta necesario que el material permanezca inalterable por un largo período de tiempo. 

Contamos con stock de planchas de acrilico en diferentes espesores y colores. 

Realizamos cortes a medida de acrilico, trabajos especiales y pulidos. 

Famad le ofrece acrilico de primera calidad, diversidad de grosores y tonos. 

El acrilico es un plástico, un polímero que ofrece propiedades que no hallamos en otros materiales. 

El acrilico es un material manipulable por calentamiento o moldeado. 

El acrilico o polipropileno constituye un material que se utiliza en diferentes procesos productivos y que se caracteriza por poseer poco peso, ser agradable al tacto, y contar con una alta resistencia. 

El acrilico constituye un material frecuentemente utilizado en cartelería y señalética por su resistencia a la corrosión y su cualidad de aislante eléctrico. 

El acrilico es un plástico que a determinada temperatura se convierte en líquido, para luego endurecerse cuando se enfría lo suficiente, esto permite trabajar en diferentes formas de moldeo: inyección, compresión, inflación, etc. 

Características del acrilico:

Buena resistencia térmica y química. 

Muy buena procesabilidad por métodos empleados para los termoplásticos, como inyección y extracción. 

Transparente. 

Copia detalles de molde con gran fidelidad.

Aplicaciones:

El acrilico o metacrilato es utilizado en innumerables aplicaciones:

Componentes para automóviles.

Utensilios de cocina.

Bandejas.

Artículos médicos.

Artículos para el hogar.

Carteleria.

Premios/ Trofeos.

Regalos empresariales.

Incrustaciones.

El acrilico se destaca por tener una dureza tres veces mayor a la del vidrio y por tener una superficie lisa y brillante similar a este.

El acrilico es un material muy versátil ya que permite ser elaborado con herramientas similares a la de carpintería permitiendo ser cortado con sierra sinfín y escuadradora, ser lijado con tela de medil y pulido con panó suave.

El acrilico es un material apto para realizar regalos empresariales, porta hojas, porta folletos, etc.

Por la propiedades y características del acrilico es un material que es utilizado para realizar artículos para exteriores por poseer aditivos que rechazan la radiación ultravioleta. Es por ello que es utilizado en carteleria, señalética y como reemplazo de parabrisas y vidrios para automóviles. 

En la fabricación de muebles el acrilico es un material muy requerido ya que por su fácil transformación y versatilidad puede adoptar formas requeridas por el diseño con matricerias que pueden ser desarroladas en hierro, madera o resina Las Cuales con de sencilla fabricación. 

Por su tolerancia a la intemperie, teniendo una larga vida útil, es el material más utilizado en la fabricación de claraboyas y cúpulas; adoptando formas cuadradas semicirculares y esféricas permitiendo de esta modo el escurrimiento del agua. 

Por su gran variedad de colores y por tener una superficie lisa y brillante, el acrílico es el material por excelencia, utilizado en la fabricación de carteles, letreros y señalizacion de interiores. 

El acrílico es un material muy amigable ya que permite ser pintado, caldo routeado, y termoformado con suma facilidad, permitiendo lograr piezas que con otros materiales resultaría imposible. 

Con el acrílico podemos elaborar barras macizas y tubos o caños en una gran variedad de diámetros internos y externos, siendo estas barras y tubos muy requeridos en la industria como elementos de medición y visores. 

Las barras y tubos de acrílicos pueden ser fabricadas en una amplia gama de colores y espesores que oscilan entre los 3mm y 6 mm, permitiendo en los espesores más gruesos ser mecanizados y torneados. 

Las planchas de acrílico se fabrican en una gran cantidad de medidas, espesores y colores permitiéndonos elaborar desde simples porta retratos hasta sofisticados elementos de arquitectura, requerimientos para la industria como protectores de máquinas y las más complejas formas realizadas con máquinas control numérico como el router. 

En la industria publicitaria el acrilico es el sustrato más utilizado para el montaje de impresiones digitales, gigantografias, y ploteados de grafica autoadhesiva. Se caracteriza por ser muy resistente alta durabilidad y ser muy liviano en el momento de la instalación. 

El acrilico es uno de los materiales más nobles junto con la madera por tener gran similitud en su proceso y mecanizado facilitando el llevar a cabo las ideas de diseño. 

El acrilico permite ser grabado con láser y router por medio de programas de diseño como korel dreaw y autocard, esto es muy utilizado para la fabricación de tableros para máquinas para la industria eléctrica y frentes de barco. 

En la industria de la iluminación, con el acrilico, se pueden desarrollar formas exóticas y requerimientos sofisticados para realizar lámparas luminarias, tulipas, y artefactos de pie. 

La industria automotriz le da gran trascendencia al acrilico al ser utilizado en la fabricación de faros delanteros y traseros por el método de inyección con matrices muy elaboradas. 

En la industria eléctrica y electrónica el acrilico es muy requerido ya que con él se pueden realizar frentes de tableros eléctricos y carteles para señalización de interruptores térmicos y disyuntores. 

En la industria naval el acrilico se utiliza para la fabricación de escotillas, ojos de buey y parabrisas para lanchas y fuera de borda, gracias a sus propiedades de inalterabilidad. 

Una de las máximas atribuciones que tiene el acrilico es el poder mecanizarlo con suma facilidad con herramientas de corte y grabado como tornos, sierras, agujereadoras, fresadoras, routers y roscadoras. 

En la industria de la carteleria, el acrilico, es el material más utilizado ya que permite termoformarlo y realizar letras de cuerpo o corporeas, bandejas termoformadas con logos sobre o bajo relieve. [3]

Polímeros ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) [17]

El ABS es el nombre dado a una familia de termoplásticos. El acrónimo deriva de los tres monómeros utilizados para producirlo: acrilonitrilo, butadieno y estireno.

Las primeras formulaciones se fabricaban a través de la mezcla mecánica de, o los ingredientes secos, o la mezcla del látex de un caucho basado en butadieno y la resina del copolímero acrilonitrilo-estireno (SAN). Aunque este producto tenía buenas propiedades comparado con otros materiales disponibles en aquellos años, tenía varias deficiencias entre las que se puede contar una mala capacidad para ser procesado así como también una falta de homogeneidad. 

[18]

Para mejorar sus propiedades se fueron incorporando modificaciones en el proceso. El más exitoso de estos consistió en la polimerización del acrilonitrilo–estireno en presencia del caucho. El caucho en un principio tenía un alto contenido en acriolonitrilo y fueron reemplazados por otros con bajo contenido como el polibutadieno, el caucho natural, el caucho estireno butadieno y elastómeros acrílicos.

Estructura del ABS

La estructura del ABS es una mezcla de un copolímero vítreo (estireno– acrilonitrilo) y un compuesto elástico principalmente el polímero de butadieno. La estructura con la fase elastómera del polibutadieno (forma de burbujas) inmersa en una dura y rígida matriz SAN.

[19]

El ABS es un plástico más fuerte, por ejemplo, que el poliestireno debido a los grupos nitrilo. Estos son muy polares, así que se atraen mutuamente permitiendo que las cargas opuestas de los grupos nitrilo puedan estabilizarse. Esta fuerte atracción sostiene firmemente las cadenas de ABS, haciendo el material más fuerte.

También el polibutadieno, con su apariencia de caucho, hace al ABS más resistente que el poliestireno.

Propiedades

Los materiales de ABS tienen importantes propiedades en ingeniería, como buena resistencia mecánica y al impacto combinado con facilidad para el procesado.

La resistencia al impacto de los plásticos ABS se ve incrementada al aumentar el porcentaje de contenido en butadieno pero disminuyen entonces las propiedades de resistencia a la tensión y disminuye la temperatura de deformación por calor.

El amplio rango de propiedades que exhibe el ABS es debido a las propiedades que presentan cada uno de sus componentes.

El acrilonitrilo proporciona:

Resistencia térmica Resistencia química Resistencia a la fatiga Dureza y rigidez

El butadieno proporciona:

Ductilidad a baja temperatura Resistencia al impacto Resistencia a la fusión

El estireno proporciona:

Facilidad de procesado (fluidez) Brillo Dureza y rigidez

La mayoría de los plásticos ABS son no tóxicos e incoloros.

Pueden ser extruidos, moldeados por inyección, soplado y prensado. Generalmente los grados de bajo impacto son los que más fácil se procesan. Los de alto impacto son más dificultosos porque al tener un mayor contenido en caucho los hace más viscosos.

A pesar de que no son altamente inflamables, mantienen la combustión. Hay algunos tipos autoextinguibles para cuando se requiere algún producto incombustible, otra solución consiste en aplicar algún retardante de llama.

Dentro de una variedad de termoplásticos el ABS es importante por sus balanceadas propiedades. El ABS se destaca por combinar dos propiedades muy importantes como ser la resistencia a la tensión y la resistencia al impacto en un mismo material, además de ser un material liviano.

Las aplicaciones habituales del ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) son las siguientes:

General: juguetes, bienes de consumo, teléfonos, cascos de seguridad

Automóvil: paneles interiores para puertas, pilares, tapicería de asientos, rejillas, tableros de mandos, carcasas para espejos

Electrodomésticos: carcasas de electrodomésticos de cocina, carcasas de aspiradoras, paneles de control o productos de línea blanca

Extrusión: chapados, platos de ducha, techos para tractores, cantos de mobiliario, revestimientos de neveras, equipaje[20]

Polímeros celulósicos [21]

Los polímeros celulósicos son producidos por modificación química o natural de la celulosa. Los ejemplos más comunes son el celofán y el acetato de celulosa. Fibras de algodón y de madera son las principales materias primas utilizadas para la producción de celulosa de uso industrial.

[22]

La celulosa es un complejo polisacárido con morfología cristalina. Químicamente, la celulosa es parecida al almidón: ambos son polímeros de glucosa. Sin embargo, la celulosa es más resistente a la hidrólisis, por esta razón la modificación de la misma es más costosa, requiriendo condiciones de procesamiento más importantes.

Obtención

Los polímeros celulósicos son producidos principalmente a partir de madera, pero algunas veces la celulosa a partir de fibras de algodón también es usada (puede contener hasta un 95% de celulosa pura, mientras que la madera contiene alrededor de un 50%). Actualmente existen dos tipos de procesos para separar la celulosa del resto de los componentes de la madera (lignina y hemicelulosa) -a partir de los cuales se llega a obtener celulosa de una pureza cercana al 97%-, un proceso de tipo químico (también denominado “Fraft”) y uno de tipo mecánico.

El celofán, un tipo de celulosa regenerada, es producido mediante trituración de la pulpa de madera y tratamiento con soda cáustica. Posteriormente, una vez concluida la despolimerización, se agrega sulfuro de carbono lo cual forma un compuesto denominado “xantato de celulosa” el cual se disuelve con el agregado de soda cáustica formando una solución amarillenta denominada “viscosa”. La viscosa es extruida en un baño ácido para regeneración en forma de film.

Los tipos de polímeros celulósicos más importantes son los siguientes:

acetato de celulosa [CH3COOC2H5], fabricado a partir de la reacción entre la celulosa y el ácido acético.

acetato butirato de celulosa, es un éster compuesto producido por el tratado de fibras de celulosa con ácido butírico [CH3CH2CH2COOH], anhídrido butírico [(CH3CH2CH2CO) 2O], ácido acético [CH3COOH] y anhídrido acético [(CH3CO) 2O] en presencia de ácido sulfúrico [H2SO4].

propionato de celulosa, formado al tratar las fibras de celulosa con ácido propiónico [CH3CH2CO2H], ácido acético y anhídridos en presencia de ácido sulfúrico.

Nitrato de celulosa, fabricado al tratar las fibras de celulosa con una mezcla de ácido nítrico [HNO3] y ácido sulfúrico.

Fibras celulósicas

Las fibras de viscosa (también denominado como “rayón” o “celulosa regenerada”) son fabricadas mediante el mismo proceso de obtención del celofán, excepto que la solución de viscosa (xantato de celulosa) es bombeada a través de un hilador, que contiene cientos de orificios, hacia un baño de ácido sulfúrico diluido de modo que la celulosa es regenerada como finos filamentos a medida que el xantato se descompone.

Proceso de obtención de celulosa regenerada

En 1992 se desarrolló un proceso para producir celulosa regenerada: el proceso Lyocell, en el cual la pulpa de celulosa se disuelve en el solvente óxido N-metilmorfolin (NMMO). Ésta solución es luego filtrada y pasada a través de un hilador para obtener los filamentos que se hilan en agua. El NMMO se recupera de la solución acuosa para su reuso.

El proceso Celsol y CC son similares al Lyocell excepto que el NMMO como activador de la celulosa es reemplazado por enzimas en el proceso Celsol y por urea en el proceso CC. Se ha demostrado que el proceso Lyocell es el que usa menor cantidad de químicos a lo largo del proceso en comparación con el resto.

El acetato de celulosa, siendo soluble en solventes orgánicos como acetona, es también apropiado para hilado en fibras, las cuales se denominan “fibras de acetato”. La celulosa a partir de la madera es hinchada con ácido acético, convertida en acetato de celulosa usando anhídrido acético y luego disuelta en acetona. La solución viscosa resultante es bombeada a través de hiladores formando, en aire caliente, filamentos. La acetona se evapora y es recuperada.

Celulosa a partir de bacterias

Si bien la celulosa para propósitos industriales se obtiene generalmente de las plantas, se está desarrollando la producción por medio de una bacteria denominada Acetobacter xylinum que genera celulosa en condiciones de fermentación agitada. Para dicho proceso se utilizan como alimento para la bacteria desechos agrícolas de gran diversidad, lo cual hace a esta tecnología de gran potencial a futuro.

Propiedades

Los polímeros celulósicos tienen buenas propiedades mecánicas pero son muy sensibles a la humedad. El celofán es generalmente recubierto con una cera de nitrocelulosa (NCW) o cloruro de polivinilo (PVC) para mejorar sus propiedades hidrofílicas.

El acetato, butirato y propionato de celulosa, comúnmente usados en la industria eléctrica y para aplicaciones electrónicas, tienen propiedades antiestáticas, gran resistencia eléctrica, son transparentes, duros y resistentes y soportan grandes tensiones térmicas; sin embargo, sufren de deterioro frente a la exposición del medio ambiente.

Las fibras de viscosa, como las del algodón, tienen gran capacidad para absorber humedad, se secan rápido, no se reducen al calentar y son biodegradables.

Las fibras de Lyocell también son absorbentes de la humedad y tienen mayor resistencia mecánica (en seco) que cualquier otro derivado de la celulosa siendo de valores cercanos a las de los poliésteres. Incluso conservan el 85% de su resistencia al humedecerse. Tienen gran aplicación en la industria textil.

La celulosa obtenida a partir de bacterias (biocelulosa) es químicamente pura, libre de lignina y de hemicelulosa, posee un alto grado de cristalinidad y un alto grado de polimerización que la distingue del resto de los tipos de celulosa. Posee gran resistencia mecánica lo que la hace ideal para materiales moldeados de resistencia relativamente alta.

Sustituciones técnicas potenciales

Las celulosas regeneradas y derivados de celulosa pueden sustituir a las fibras de celulosa natural y otras fibras de índole sintética. Algunas fibras pueden reemplazar parcialmente al poliéster, nylon y polipropileno. El acetato de celulosa puede ser combinado con termoplásticos derivados del almidón (TPS) y reemplazar termoplásticos sintéticos. Otra posible sustitución, especialmente para la celulosa a partir de bacterias, puede ser en el campo de las aplicaciones para alta tecnología.

Aplicaciones

Además de las aplicaciones en el sector de films, los polímeros celulósicos pueden también ser usados para procesos de moldeo y extrusión. Los derivados más comunes para estas aplicaciones son el acetato de celulosa, el acetato butirato de celulosa y el acetato propionato de celulosa. Los productos pueden ser desde juguetes y packaging hasta partes para automóviles, así como también material para aislamiento eléctrico.

La celulosa regenerada suele usarse para fines de uso en indumentaria, generalmente combinada con otras fibras. Una versión de este producto se utiliza en Europa para reforzar neumáticos de alta velocidad. De los distintos derivados

celulósicos solamente dos son de importancia comercial para la producción de fibras en la actualidad: el acetato y el éster de xantato.

Polímeros generados a partir de lignina

Merece una mención especial el desarrollo en los últimos años de tecnologías para producir polímeros generados a partir de lignina. Ésta es un producto derivado de la industria papelera (es separada de la celulosa para fabricar la pulpa) y se estima que su producción anual es de 50 millones de toneladas por año.

En el proceso de obtención, la lignina se mezcla con fibras naturales (lino, cáñamo u otras fibras vegetales) y aditivos naturales generando una fibra compuesta que puede ser procesada a altas temperaturas y, como si fuera un material termoplástico sintético, puede ser moldeada en máquinas de procesamiento de plástico convencionales.

Sus aplicaciones son sumamente diversas y pueden darse en la industria de la construcción, en la fabricación de piezas para el interior de automóviles, muebles, juguetes, instrumentos musicales, instrumentos de precisión, etc.

LOS FLUOROCARBONOS

Los fluorocarbonos, a veces se hace referencia como perfluorocarbonos o PFC, son compuestos organofluorados que contienen solamente carbono y flúor unidos entre sí en enlaces carbono-flúor fuertes. Fluoroalcanos que contienen sólo enlaces simples son más químicamente y térmicamente estable que alcanos. Sin embargo, fluorocarbonos con enlaces dobles y triples especialmente bonos son más reactivos que los correspondientes hidrocarburos. Fluoroalcanos pueden servir como fluoropolímeros oil-repellent/water-repellent, disolventes, agentes de investigación de respiración líquidos y potentes gases de efecto invernadero. Fluorocarbonos insaturados tienden a ser utilizados como reactivos.

Muchos compuestos químicos se etiquetan como fluorocarbonos, perfluorados, o con el prefijo perfluoro-a pesar de que contiene átomos

distintos de carbono o flúor, tales como clorofluorocarbonos y compuestos perfluorados, sin embargo, estas moléculas son derivados de fluorocarbono, y no verdaderos fluorocarbonos. Derivados de fluorocarbonos que comparten muchas de las propiedades de los fluorocarbonos, mientras que también posee nuevas propiedades debido a la inclusión de nuevos átomos. Por ejemplo, los derivados de fluorocarbono pueden funcionar como fluoropolímeros, refrigerantes, disolventes, anestésicos, fluorotensioactivos, y agotador de ozono.

Propiedades

Propiedades físicas

Líquidos de fluorocarbono son incoloros. Tienen alta densidad, de hasta más de dos veces la del agua, debido a su alto peso molecular. Bajas fuerzas intermoleculares dan los líquidos de baja viscosidad en comparación con los líquidos con puntos de ebullición similares. También, baja tensión superficial, calores de vaporización, y los índices de refracción son notables. Ellos no son miscibles con la mayoría de disolventes orgánicos, pero son miscibles con algunos hidrocarburos. Ellos tienen muy baja solubilidad en agua, y el agua tiene una solubilidad muy baja en los mismos. El número de átomos de carbono en una molécula de fluorocarbono determina en gran medida las propiedades físicas más. Cuanto mayor es el número de átomos de carbono, mayor será el punto de ebullición, la densidad, la viscosidad, la tensión superficial, propiedades críticas, presión de vapor y el índice de refracción. Solubilidad del gas disminuye a medida que aumentan átomos de carbono, mientras que el punto de fusión se determina por otros factores, así y por lo tanto no se prevé fácilmente.

 Londres dispersión de reducción de la fuerza

A medida que la alta electronegatividad del flúor reduce la polarizabilidad del átomo, fluorocarbonos son sólo débilmente susceptibles a los dipolos fugaces que forman la base de la fuerza de dispersión Londres. Como resultado, fluorocarbonos tienen fuerzas de atracción intermoleculares bajos y son lipofóbico además de ser hidrófobo/no polar. Así fluorocarbonos encuentran aplicaciones como aceite, agua, y las manchas en los productos repelentes, como Gore-Tex y revestidos de suelo fluoropolímero. La menor participación en la fuerza de dispersión de London hace que el politetrafluoroetileno resbaladiza sólida ya que tiene un muy bajo coeficiente de fricción. Además, las bajas fuerzas de atracción en los líquidos de fluorocarbono a hacer compresible y soluble gas mientras fluorocarbonos más pequeños son extremadamente volátiles. Hay cinco gases fluoroalcano; tetrafluorometano, hexafluoroetano, octafluoropropano, perfluoro-n-butano y perfluoro-iso-butano. Casi todos los otros fluoroalcanos son líquidos con la excepción de perfluorociclohexano, que se sublima a 51 C. Como resultado de la alta solubilidad de gas de los líquidos de fluorocarbono, que han sido objeto de investigación médica como portadores debido a su solubilidad de oxígeno

en sangre. Fluorocarbonos también tienen energías superficiales bajas y altas resistencias dieléctricas.

DERIVADOS

Fluorados Ácido perfluorooctanosulfónico

Ácido perfluorooctanoico

Ácido Perfluorononanoic

Anestésicos Metoxiflurano

Enflurane

Isoflurano

Sevoflurano

Desflurane

Derivados halogenados Policlorotrifluoroetileno

Bromuro perfluorooctil

Diclorodifluorometano

Chlorodifluoromethane

Hidrofluorocarbonos Fluoruro de polivinilideno

Tetrafluoroetano (24)

SUSTANCIAS Y USOS

Los compuestos perfluorados (PFC) son sustancias químicas sintéticas que repelen tanto el aceite como el agua.

Estas sustancias, con las que se construyen los acabados, son persistentes debido a la fortaleza inherente de los enlaces entre carbono y flúor.

Los perfluoroalquil sulfonatos, un tipo de PFC, vienenproduciéndose desde hace 50 años. También los carboxilatos perfluorados llevan varios años produciéndose para usos similares a los primeros.

EFECTOS

Estas sustancias han sido objeto de gran preocupación debido a su gran proliferación en el medio ambiente. De hecho, la empresa 3M retiró voluntariamente algunos de sus productos basados en fluorocarburos en el año 2000 a causa de las preocupaciones medioambientales relativas al PFOS (ENDS 2000).

• La investigación científica revela que algunos PFCtienen capacidad para acumularse en tejidos vivos.

• En cuanto a su toxicidad, dos PFC, llamados perfluorooctanosulfonato (PFOS) y ácido perfluorooctánico (PFOA), presentan muchos efectos adversos en mamíferos y organismos acuáticos. En animales de laboratorio se han descrito efectos de ambas sustancias en el hígado. El PFOA, además, provoca disfunciones en el sistema inmunológico y se comporta como promotor tumoral. El PFOS causa efectos en el desarrollo incluyendo la muerte de crías de ratón.

• A concentraciones menores de las que se encuentran en el medio ambiente, el PFOS actúa como disruptor hormonal en ratas afectando a su ciclo estrogénico.

• En seres humanos expuestos laboralmente a PFC hubo un incremento de muertes por cáncer. Sin embargo, es necesario realizar investigaciones más exhaustivas para confirmar esta relación.

CÓMO PREVEMOS QUE AFECTARÁ REACH

Los PFC son persistentes, ya que resisten los procesos de degradación naturales debido a los fuertes enlaces químicos entre el flúor y el carbono.

La Comisión Europea está redactando actualmente una propuesta para reducir la venta y uso de PFOS. Suecia ha propuesto que esta sustancia se incluya en el listado de COPs del Convenio de Naciones Unidas sobre

Contaminación Atmosférica Transfronteriza a Larga Distancia. Los COPs son Contaminantes Orgánicos Persistentes que prevemos formen parte del listado desustancias más peligrosas de REACH.

A la vista de la información ya existente, muchas sustancias de la familia de los perfluorados serán clasificadas como COPs en un futuro

ALTERNATIVAS

Se pueden otorgar a las telas cualidades hidrófobas de varias maneras. En el mercado, desde hace años, se utilizan métodos basados en la cera de parafina. A pesar de sus costes comparativos, los fluoropolímeros han ido ganando en popularidad gracias a su rendimiento (IPPC 2003).

También existen tratamientos de silicona y resinas.

La cera de parafina se ha utilizado en combinación con sales de aluminio o de zirconio, ya que éstas suelen exhibir una toxicidad más baja que los demás metales.(25)

POLIAMIDA

Una poliamida es un tipo de polímero que contiene enlaces de tipo amida. Las poliamidas se pueden encontrar en la naturaleza, como la lana o la seda, y también ser sintéticas, como el nailon o el Kevlar.

Las primeras poliamidas fueron sintetizadas por la empresa química DuPont Corporation, por el equipo dirigido por el químico Wallace Hume Carothers, que comenzó a trabajar en la firma en 1928.

Las poliamidas como el nailon se comenzaron a emplear como fibras sintéticas, aunque han terminado por emplearse en la fabricación de cualquier material plástico.

Las aramidas son un tipo de poliamidas en las que hay grupos aromáticos formando parte de su estructura. Por ejemplo, se obtienen fibras muy resistentes a la tracción como elKevlar, o fibras también muy resistentes al fuego, como el Nomex, ambas comercializadas por DuPont. (26)

PA 6 y PA  66 (Poliamidas)

Nylon es el nombre genérico de los termoplásticos generados a partir de poliamidas (PA) y su aparición en el mercado se dio a partir de 1939. Las aplicaciones típicas del nylon son para packaging, usos eléctricos o electrónicos y para partes de automóviles.

Los productos más comunes que se pueden obtener de la producción de poliamidas a partir de intermediarios biogenerados son: nylon 66 y nylon 6.Las poliamidas son generalmente sintetizadas a partir de diaminas, ácidos dicarboxílicos, aminoácidos o lactamas. Los tipos de nylon comerciales incluyen: 

Nylon 66 a partir de ácido adípico biogenerado: 66 se genera a partir de la reacción polimerización de ácido adípico y diamina.

Nylon 6 a partir de caprolactama biogenerada: Caprolactama, el monómero del nylon 6, puede ser producido por fermentación de la glucosa a través de un intermediario y, finalmente, rompiendo su estructura de anillo para polimerizar y obtener el compuesto final.

Propiedades de las Poliamidas

Sus propiedades más importantes son la resistencia a aceites y solventes así como también a la fatiga y la abrasión, baja fricción, estabilidad a altas temperaturas, buena procesabilidad y apariencia.

Los nylons 6 y 66 son usados cuando se requiere de resistencia térmica y mecánica a costo moderado. Las desventajas son sus altas absorciones ante un medio acuoso y su baja estabilidad dimensional. Para resolver estos problemas se suele reforzar el nylon con fibras de vidrio. Otros tipos de nylon útiles como plásticos industriales son los nylons 69, 610, 612, 11 y 12. Estos productos tienen mejores propiedades respecto a la absorción ala humedad y estabilidad dimensional. Sin embargo, sus resistencias térmicas y mecánicas son más pobres. (27)

Clasificación

Las poliamidas se clasifican de acuerdo con la composición de la cadena principal:

Familia de poliamidas

Cadena principal

Ejemplos de poliamidas

Ejemplos de marcas comerciales

Poliamidas alifáticasHidrocarburo alifático

Nailon 6 o PA 6 y nailon 6-6 o PA 66

Nailon de DuPont

PolitereftlamidasHidrocarburo semi-aromático

PA 6T = Hexametilendiamina + ácido tereftálico

Trogamid de Evonik Industries, Amodel de Solvay

Aramidas = aromatic polyamides

Hidrocarburo aromático

Parafenilendiamina + ácido tereftálico

Kevlar y Nomex de DuPont, Teijinconex, Twaron y Technora

de Teijin, Kermel de Kermel

(28)

Poliamida:

Una poliamida es un tipo de polímero que contiene enlaces de tipo amida. Las poliamidas se pueden encontrar en la naturaleza, como la lana o la seda, y también ser sintéticas, como el nailon o el Kevlar.

Las poliamidas como el nailon se comenzaron a emplear como fibras sintéticas, aunque han terminado por emplearse en la fabricación de cualquier material plástico.

Las aramidas son un tipo de poliamidas en las que hay grupos aromáticos formando parte de su estructura. Por ejemplo, se obtienen fibras muy resistentes a la tracción o fibras también muy resistentes al fuego.

Las poliamidas se pueden aditivar con fibra de vidrio, molibdeno, grafito, teflón... con ello conseguimos aumentar la resistencia a la fricción , al calor, aumentar el impacto, estabilidad dimensional… También los podemos encontrar ignífugas.

Las poliamidas son materiales versátiles que se utilizan en numerosas aplicaciones; automoción, equipos industriales, maquinaria, engranajes, soportes, y en general en piezas que sufran mecánicamente.

Características

Rango de temperatura de trabajo -40ºC +90ºC.

Alta resistencia mecánica.

Buena resistencia a la fatiga.

Alto poder amortiguador.

Buenas propiedades de deslizamiento.

Resistencia sobresaliente al desgaste.

Autoextingible. (29)

Descripción de poliamidas. Aplicaciones.

Una poliamida es un polímero termoplástico de condensación que contiene enlaces de tipo amida.

Las poliamidas pueden encontrarse en la naturaleza como lana o seda, o ser sintéticas como el Nylon.

Resistentes a la tracción y a la fricción.

Altísima linealidad

Alta cristalinidad, y una estructura esferulítica.

Su estructura es la que más se parece a la estructura de un metal, con la ventaja de poseer conformabilidad y que no requiere lubricación.

Es de fácil conformabilidad. También se utiliza para material de refuerzo.

Aplicaciones:

Como fibra:

Refuerzo de neumáticos

Cordones

Hilos trenzados para sogas o cuerdas

Industria textil (medias, ropa interior)

Como sólido:

Sustituto de los metales (engranajes, cojinetes, ruedas dentadas)

Uso eléctrico (aislantes) (30)

POLIAMIDA O NYLON.

Las poliamidas se designan con las siglas PA. La más conocida es el nylon. Puede presentarse de diferentes formas aunque los dos mas conocidos son la rígida y la fibra. Es duro y resiste tanto al rozamiento y al desgaste como a los agentes químicos.

En su presentación rígida se utiliza para fabricar piezas de transmisión de movimientos tales como ruedas de todo tipo (convencionales, etc.), tornillos, piezas de maquinaria, piezas de electrodomésticos, herramientas y utensilios caseros, etc.

En su presentación como fibra, debido a su capacidad para formar hilos, se utiliza este plástico en la industria textil y en la cordelería para fabricar medias, cuerdas, tejidos y otros elementos flexibles.

Tipos: Poliamida 6: es un termoplástico semicristalino que posee buena resistencia mecánica, tenacidad y resistencia al impacto, tiene buen comportamiento al deslizamiento, posee buena resistencia al desgaste; por ello es apropiado como plástico de ingeniería de

uso universal, en construcciones mecánicas y trabajos de mantenimiento industrial.

Poliamida 66 se caracteriza por una buena rigidez, dureza, resistencia a la abrasión y una estabilidad termo-dimensional. Se puede utilizar a temperaturas de servicio continuas de hasta 100°C y es particularmente adecuada para piezas que están sujetas a cargas mecánicas y térmicas elevadas.

Propiedades:Es un Material duro, elástico con alta resistencia mecánica, alto poder amortiguador, resistencia sobresaliente al desgaste y a la abrasión, con una rigidez, dureza y tenacidad que lo hacen recomendable para distintas piezas técnicas sometidas a desgaste e impacto.

Aplicaciones:La poliamida es usada generalmente en engranajes, bujes, roldanas, ruedas, tornillos, arandelas.

POLICARBONATOS

Definición: El policarbonato es un termoplástico resistente, dimensional estable, transparente, fácil de trabajar, moldear y termoformar, y son utilizados ampliamente en la manufactura moderna.

Tipos: Policarbonato Cristal y Negro para Inyección.

Propiedades: Entre otras el Policarbonato tiene las siguientes propiedades

Buena resistencia al impacto Buena resistencia a la temperatura, ideal para aplicaciones que requieran

esterilización. Buena estabilidad dimensional Buenas propiedades dieléctricas Escasa combustibilidad.

Es amorfo, transparente y tenaz, con tendencia al agrietamiento. Tiene buenas propiedades mecánicas, tenacidad y resistencia química. Es atacado por los hidrocarburos halogenados, los hidrocarburos

aromáticos y las aminas. Es estable frente al agua y los ácidos. Buen aislante eléctrico. No es biodegradable.

Aplicaciones:El policarbonato empieza a ser muy común tanto en los hogares como en laboratorios y en la industria debido a sus tres principales cualidades: gran resistencia a los impactos y a la temperatura así como a sus propiedades ópticas. El policarbonato viene siendo usado en una gran variedad de campos:

Óptica: usado para crear lentes para todo tipo de gafas. Electrónica: se utilizan como materia prima para CD, DVD y algunos

componentes de los ordenadores. Seguridad: cristales antibalas y escudos anti-disturbios de la policía. Diseño y arquitectura: cubrimiento de espacios y aplicaciones de diseño. Decoración: Como piso de policarbonato y ventanas de policarbonato Moldes de Pastelería: utilizados para la elaboración de bombones y figuras

de chocolate.

POLIESTERES

Es una categoría de elastómeros que contiene el grupo funcional éster en su cadena principal. Los poliésteres que existen en la naturaleza son conocidos desde 1830, pero el término poliéster generalmente se refiere a los poliésteres sintéticos (plásticos), provenientes de fracciones pesadas del petróleo.

 Producción y consumo mundial

Se produce 8323 kg de poliéster cada segundo en el mundo, 42 millones de toneladas de poliéster al día.

Los mayores productores mundiales son India y China.

Otros países asiáticos de importancia son: Indonesia, Tailandia, Malasia, Paquistán, Vietnam y Bangladesh. Los países fuera del sudeste asiático de importancias son: Irán, Sudáfrica, Egipto y Arabia Saudita.

Usos y aplicaciones

Se emplea para la fabricación de tejidos para camisería, pantalones, faldas, hilos, trajes completos, ropa de cama y mesa, cortinas delgadas.

Artículos que no cambien mucho de forma como ropa interior o para ropa exterior ya que tienen que mostrar alta estabilidad y forma consistente.

Tiene múltiples aplicaciones como la fabricación de botellas de plástico que anteriormente se elaboraban con PVC.

Las resinas de poliéster (termoestables) son usadas también como matriz para la construcción de equipos, tuberías anticorrosivas, fabricación de pinturas.

Se usa en la fabricación de fibras recubrimientos de láminas.

Fabricación de envases para bebidas

Fabricación de vasijas en la ingeniería, medicina, agricultura etc.

Sutura o fijación ósea o para sustituir fragmentos óseos (biomedicina)

Fabricación de juguetes, agentes adhesivos, colorantes y pinturas

Fabricación de componentes eléctricos y electrónicos

Fabricación de cintas adhesivas, hilos de refuerzo para neumáticos.

Fabricación de carcasas, interruptores, capacitores.

Piezas para la industria automotriz

Propiedades:

Buena resistencia mecánica

Rigidez y dureza elevadas

Baja resiliencia

Excelente resistencia a la fluencia

Baja dilatación térmica

Elevada estabilidad de forma

Buena resistencia a ataques por productos químicos (ácidos)

Excelentes características de deslizamiento/fricción

Resistencia al desgaste

Bajísima absorción de agua

 Es flamable

Excelente resistencia a los agentes oxidantes

Ventajas:Alta elasticidad para alta estabilidad y forma consistenteBaja amplificación, la fibra parece lisa y en forma de barra. Usualmente es circular en las zonas transversalesSon extremadamente fuertes tenacidad= 3.6 a 4.5 g dtex.35 a .45 en tex y resistentes a la abrasiónResistente al estiramientoExtensible y no se arruga fácilmente las fibras no son atacadas por bacterias, moho o polillas

DesventajasNo puede ser teñido con colorantes normales solubles al aguaSe utilizan colorantes dispersosAfinidad a la tierra, grasa y aceiteTiene una fuerte carga electrostática, lo que favorece que se ensucie rápidamentePropiedades bajas de absorción de agua y sudor, afecta su utilización en ropaDificultades en su tintura

POLIETILENOS

Es un polímero sintético termoplástico que se obtiene por polimerización del etileno. Es un material parcialmente cristalino y parcialmente amorfo, de color blanquecino y translucido. Los diversos tipos de Polietileno que se encuentran en el mercado son el resultado de las diferentes condiciones de operación, llevadas a cabo en la reacción de polimerización. Clasificación:

Polietilenos de alta densidad (HDPE)

Se hacen de tal forma que las cadenas de polímero son rectas, lo que permite que están apiñadas, produciendo un material de alta densidad. Al estar las cadenas muy juntas las fuerzas de atracción entre ellas son muy grandes y tienen menos libertad para moverse.

El resultado es un plástico bastante rígido, fuerte y resistente. Se ablanda a una temperatura bastante alta ( 120 – 130 ºC) y es resistente al ataque químico.

Aplicaciones:

Cajas, juguetes, tuberías, botellas….

Propiedades:

Buena resistencia al rasgado

Amplio rango de temperaturas de trabajo (40 grados bajo cero-120 grados)

Impermeabilidad al agua

No retiene olores

Resistencia a la abrasión

Resistencia al impacto

Bajo coeficiente de fricción

Polietilenos de baja densidad

Se fabrican mediante un proceso que produce en las cadenas del polímero bifurcaciones laterales. Estas bifurcaciones impiden que las cadenas se apiñen, y como consecuencia la atracción entre ellas es más débil. El plástico es más blando y más flexible que el polietileno de alta densidad. Hace falta menos energía para separar las cadenas, lo que se traduce en que se ablanda a una temperatura inferior ( 85 ºC).

Este polímero puede ser transparente u opaco y es muy buen aislante.

Aplicaciones:

Bolsas, sacos de dormir, invernaderos…

Propiedades:

Soporta altas presiones

Es elástico

Transparente dependiendo el grosor

POLIPROPILENO (PP)

Es un polímero formado de enlaces simples carbono-carbono y carbono-hidrógeno.

El polipropileno o PP es un plástico de desarrollo relativamente reciente que ha logrado superar las deficiencias que presentaba este material en sus inicios, como eran su sensibilidad a la acción de la luz y al frío. Ello es posible mediante la adición de estabilizantes y la inclusión de cargas reforzantes como: el talco o las fibras de vidrio.

El polipropileno se obtiene a partir del propileo extraído del gas del petróleo. Es un material termoplástico incoloro y muy ligero. Además, es un material duro, y está dotado de una buena resistencia al choque y a la tracción, tiene excelentes propiedades eléctricas y una gran resistencia a los agentes químicos y disolventes a temperatura ambiente.

Es el tercer plástico más importante desde el punto de vista de las ventas y es uno de los de más bajo costo puesto que pueden sinterizarse de materiales petroquímicos que a su vez son más económicos. Es un material parcialmente cristalino, con una cristalinidad del 65% aproximadamente y con una entalpía, en estado fluido de unos 110j/g. Tiene además, un buen equilibrio de propiedades interesantes para producir muchos productos manufacturados, no se oxida, ni se deteriora, reduce la permeabilidad, tiene alta resistencia a los ambientes alcalinos y ácidos, posee buena tenacidad. Por todo esto, el polipropileno es considerado uno de los plásticos más competitivos hoy en día.

Aplicaciones:

Entre las más importantes tenemos: los utensilios domésticos, juguetes, casetes, block de dibujo o escritura, piezas de dispositivos, empaquetados, utensilios de laboratorio y botellas de diferentes tipos.

Es también utilizable para la conducción de todo tipo de fluidos. En el transporte, el polipropileno, ha sustituido los cauchos duros en las carcasas de las baterías, y cuando posee relleno, tiene aplicaciones en la tapicería de automóviles y en conductos de calefacción, por su alta resistencia a la deformación, por calor, además es utilizado como material de protección y refuerzo en el transporte de mercancías. Se utiliza en la fabricación de sacos y se emplea como bolsas y envolturas debido al lustre satinado, y como se dijo anteriormente, buena tenacidad. Dentro de las ventajas del polipropileno, se encuentra por ejemplo el hecho de no requerir mano de obra especializada, el tener menor tiempo de montaje y fácil manipuleo, es totalmente anticorrosivo, tiene vida útil ilimitada, se adapta a sistemas tradicionales, no forma sarro y no requiere protección especial.

Un segmento importante del mercado es el sector de envasado de productos alimenticios y de artículos de lujo con películas transparentes y opacas, con estas últimas se envuelven y envasan sobre todo, tabletas de chocolate y galletas, para

todo esto, se utilizan películas del mismo material, y el crecimiento de estas en el mercado, se estima de un 8 a un 10% a escala mundial, a causa de las numerosas posibilidades de aplicación, el elevado potencial de sustitución y la buena compatibilidad con el medio ambiente.

Por eso es tenido en cuenta hoy en día más que todo para ser utilizado a nivel automotriz, ya que sus ventajas, como lo es su peso reducido, precio, facilidad de conformación y muchas otras mencionadas anteriormente, es seguramente lo que más ha influido en la notable influencia del polipropileno en los automóviles de nuestros tiempos.

Hay además varios tipos de tratamientos térmicos aislantes que brinda el polipropileno. Por ejemplo:

El polipropileno expandido:

Es anticorrosivo, y aplicado por extrusión lateral en altos espesores . Sirve para la protección anticorrosiva externa de tuberías de acero, sumergidas para el transporte de fluidos. De baja conductividad térmica, alta resistencia mecánica e impermeabilidad, es ideal para su utilización en aguas poco profundas. Es utilizado en la Aislación térmica y protección anticorrosiva externa de tuberías de acero sumergidas para el transporte de fluidos. De baja conductividad térmica, alta resistencia mecánica e impermeabilidad, es ideal para su utilización en aguas poco profundas.

El polipropileno compacto:

Que igualmente sirve como revestimiento anticorrosivo, y aislante a base de polímeros termoplásticos aplicados a altos espesores. Es utilizado al igual que el anterior en la protección anticorrosiva externa y aislación térmica de tuberías de acero sumergidas para el transporte de fluidos. Es de alta resistencia mecánica e impermeabilidad es ideal para una amplia gama de condiciones de instalación, en aguas muy profundas.

El polipropileno sintáctico:

Es un Revestimiento aislante térmico y anticorrosivo a base de Polipropileno adicionado con micro-esferas de vidrio

Propiedades:

Resiste bastante el calor

Se ablanda aproximadamente a 170 grados Celsius,

Es bastante duro

Alta resistencia al impacto

Aguanta varias dobladas

Tiene excelente transparencia.

Alta resistencia a agentes químicos.

No es tóxico

Es un material fácil de reciclar

Posee una gran capacidad de recuperación elástica.

Posee alta resistencia al impacto.

Tiene buena resistencia superficial.

Es un material fácil de reciclar

Una resistencia débil a los rayos UV

Bibliografía

(1)Manufactura-ingenieria-y-tecnologia-s-kalpakjian.pdf

(2)http://www.textoscientificos.com/polimeros/introduccion

(3)http://tecnopolimeros.blogspot.com/2011/03/propiedades-de-los-polimeros.html

(4) http://www.losadhesivos.com/termoestable.html (5) http://procesosfisicoquimico.wikispaces.com/CLASIFICACION+DE+LOS+POLIME ROS+TERMOESTABLES

[6]Fig.6.- Enlaces de los copolimeros

[7]Fig.7.- Comonomero Estireno

[8]Fig.8-Cadena de copolimeros en bloque y alternativo

[9] Fig.9-Copolimero Alternativo

[10]Fig.10-Copolimero Randomico

[11]Fig.11- cadena de poliestireno

[12] Fig.12- Terpolimeros

[13] Fig.13- Cadena de un terpolimero

[14] http://www.textoscientificos.com/polimeros/copolimeros

[15] http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/ POLIMEROS.Tema1.Copolimeros.2009.2010.pdf

[16] http://www.vapensa.com/infoterpol.htm

[17]http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion3.POLIMEROS.TransicionVitrea.CorrespondenciaTiempo.Temperatura.ppt.pdf

[17]http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Temperatura_de_transicion_vitrea_de_polimeros.png

[17] http://www.textoscientificos.com/polimeros/temperatura

[17] http://www.efsplasticos.cl/pag/materiales-de-ingenieria.php#3

[18] http://www.painbrot.com/files/producto/045400.jpg

[19] http://www.famadacrilicos.com.ar/acrilicos.htm

[20] http://www.famadacrilicos.com.ar/comomaterial.htm

[17] http://www.google.com.ec/? gws_rd=cr&ei=j1doUoaJG5LGkQf0lIGQAQ#q=polimeros+abs+pdf

[18] https://www.google.com.ec/search? q=polimeros+abs&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=pFtoUtetD8-gkAenwoGAAQ&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1366&bih=673#facrc=_&imgdii=_&imgrc=WWGXcGMyReHpwM%3A%3BQNNfKGxL13ClwM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.textoscientificos.com%252Fimagenes%252Fpolimeros%252Fpoliacrilonitrilo.gif%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.textoscientificos.com%252Fpolimeros%252Fabs%3B102%3B100

[19] http://www.textoscientificos.com/polimeros/abs

[20] https://www.google.com.ec/search? q=polimeros+abs&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=pFtoUtetD8-gkAenwoGAAQ&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1366&bih=673#facrc=_&imgrc=rTZUbUJ7RPX-1M%3A%3BQNNfKGxL13ClwM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.textoscientificos.com%252Fimagenes%252Fpolimeros%252Fabs-estructura.gif%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.textoscientificos.com%252Fpolimeros%252Fabs%3B505%3B370

[21] http://www.textoscientificos.com/polimeros/abs

[22] http://www.textoscientificos.com/polimeros/polimeros-celulosicos

[23] https://www.google.com.ec/search? q=polimeros+celulosicos&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=8mNoUsjXLo7k4AOpk4HoCw&sqi=2&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1366&bih=673#facrc=_&imgrc=CqBQ4yhUK2RYcM%3A%3BCMWjhNmoxey2BM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.textoscientificos.com%252Fimagenes%252Fpolimeros%252FMonomero-celulosa.gif%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.textoscientificos.com%252Fpolimeros%252Fpolimeros-celulosicos%3B350%3B188

(24) http://centrodeartigos.com/articulos-noticias-consejos/article_144004.html

(25) http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/report/other/sustituci- n-de-fluorocarbonos.pdf

(26) http://es.wikipedia.org/wiki/Poliamida

(27) http://www.decoracionesmediterraneo.net/caracteristicas-del-polipropileno- y-la-poliamida_art22.php

(28) http://cienciamateriales.argentina-foro.com/t40-107-descripcion-de- poliamidas-aplicaciones

(29-30) http://www.ossurplasticos.com.ar/poliamidas.html

http://www.ensinger.es/es/materiales/plasticos-de-ingenieria/poliesteres/

http://www.pslc.ws/spanish/pet.htm

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http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_0639_Q.pdf

http://crispassinato.files.wordpress.com/2009/05/plasticos.pdf

http://www.textoscientificos.com/polimeros/polietileno-verde

http://www.goodfellow.com/S/Polipropileno.html

Palabras claves

Termoplásticos

Celulósicas

Acrilonitrilo

Elastómera

Polibutadieno