Materiales Polímericos

Materiales Poliméricos

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                                                    Integrantes:

1. Valentina Martínez Gemio
2. Samuel Peña Arévalo
3. Sebastián Maldonado Cuellar
4. Willy Dorado Dorado

          Docente: Eduardo Gianella

           Materia: Resistencia de Materiales

     Fecha: 29/10/18

MATERIALES POLIMÉRICOS

Objetivos.-

Aprender sobre el uso de los materiales poliméricos.

Conocer las diferencias que existen entre estos materiales con relación a otros.

Introducción.-

La materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes, son grandes moléculas formadas por la unión de muchas pequeñas moléculas. Los polímeros son la base de todos los procesos de la vida, y nuestra sociedad tecnológica es dependiente en gran medida de los polímeros.  La mayoría de los materiales poliméricos constan ce largas cadenas o redes moleculares que frecuentemente se basan en compuestos orgánicos (precursores que contienen carbono). La resistencia y ductilidad de los materiales poliméricos varía considerablemente. Los materiales poliméricos son malos conductores de electricidad. Los polímeros son buenos aislantes y se emplean como aislantes eléctricos.

Índice

• Propiedades generales de los materiales poliméricos
• Características de los polímeros
• Tipo de sustancia
• Sustancia Cristalina
• Propiedades Físicas
• Propiedades Mecánicas
• Propiedades Químicas
• Clasificación
• Fractura de polímeros
• Aplicación

PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES

POLIMÉRICOS

La utilización de los materiales plásticos en envases, recipientes e, incluso, maquinaria (bombas, ventiladores, agitadores, etc.) para el almacenamiento y manipulación de productos químicos supone frecuentemente grandes ventajas sobre los metales, el vidrio y los materiales cerámicos: Inexistencia del fenómeno de corrosión electroquímica, que tanto afecta a los metales, y propiedades mecánicas más favorables que el vidrio y la cerámica, con unos costes competitivos.

 Aún en el caso de que las exigencias mecánicas a que debe estar sometida la pieza sean excesivas para los materiales plásticos (ejes, palas de agitadores, etc) el empleo de estos en forma de recubrimiento de elementos metálicos, siempre que se consigua una buena adherencia entre ambos, suele ser una solución satisfactoria.

El metal proporciona la resistencia mecánica y el plástico la química.

Como característica fundamental, los materiales poliméricos que estén en contacto con el agua potable deben cumplir la legislación sanitaria vigente y no contendrán ningún elemento soluble ni producto susceptible de dar color, olor o sabor al agua.

CARACTERISTICAS DE LOS POLIMEROS

1) Composición química: La mayoría de los polímeros importantes están constituidos por átomos de unos pocos elementos no metálicos: C, H, O, N, F, Cl y Si. Los elementos químicos que más abundan en los polímeros son el carbono e hidrógeno, el oxígeno está presente en el poliéster y los acrílicos, el nitrógeno en las poliamidas (nylon), el flúor en el teflón, el cloro en el PVC y el silicio en las siliconas.

2) Enlaces primarios: Son de tipo covalente. Dada la proximidad de los elementos constituyentes de los polímeros en la Tabla Periódica, poseen electronegatividades muy parecidas y por tanto se unen mediante enlace covalente (compartición de electrones).

3) Fuerzas intermoleculares: Son fuerzas de atracción electrostática entre los dipolos eléctricos existentes en una cadena polimérica y los dipolos que existen en las cadenas poliméricas adyacentes.

Existe una relación estrecha entre la intensidad de las fuerzas intermoleculares y la estructura y usos del polímero.

La intensidad de las fuerzas intermoleculares es creciente con:

1. Proximidad entre cadenas poliméricas

2. Polaridad de los dipolos eléctricos existentes en las cadenas.

3. Longitud de las cadena poliméricas.

4) Peso molecular. Grado de polimerización

Al aumentar la longitud de la cadena aumenta la posibilidad (y por tanto el número) de enlaces intermoleculares.

 La aparición de las propiedades físicas características delos polímeros ocurre a partir de una determinada longitud de la cadena que depende, sobre todo, del tipo de enlaces que puedan establecerse.

La longitud de las cadenas puede expresarse en función del grado de polimerización (GP), es decir el número de unidades del monómero que se encuentran en la cadena del polímero. El comportamiento como polímero aparece en los polihidrocarburos a partir de unos 100 monómeros (GP= 100), mientras que en las poliamidas se da a partir de 40, aproximadamente. Un posterior crecimiento de las cadenas provoca un aumento de las características mecánicas (resistencia a la tracción o al impacto), hasta llegar a un punto crítico a partir del cual su variación es pequeña y, en cambio, aumenta rápidamente la viscosidad del polímero fundido (200 monómeros aproximadamente para las poliamidas, unos 500 para los polihidrocarburos). Las dificultades de procesamiento crecen al aumentar el peso molecular (PM), como consecuencia del incremento de la viscosidad, de manera que para GP de 10000 o PM de 107

Los polímeros resultan prácticamente imposibles de trabajar mecánicamente. En el proceso de polimerización se debe buscar la longitud de cadena óptima (buenas propiedades y fácil manipulación).

 5) Estructura Molecular De Los Polímeros:

Se diferencian tres casos:

1. Lineales: constituidos por cadenas poliméricas individuales, no ramificadas.

2. Ramificados: constituidos por cadenas poliméricas individuales, con ramificaciones más o menos largas.

3. Reticulados: las cadenas de polímeros están unidas entre sí por enlaces químicos primarios, de la misma intensidad que los enlaces en la cadena principal.

 Tipo de sustancia

Un polímero es un compuesto químico, natural o sintético formado por polimerización y que consiste esencialmente en unidades estructurales repetitivas.

Provienen mayoritariamente del petróleo (mezcla de hidrocarburos), gas natural y carbono.

Los dos materiales poliméricos más importantes son:

        -Elastómeros (caucho): material natural o artificial que tiene gran elasticidad

        -Plásticos: son ciertos materiales sintéticos que pueden moldearse fácilmente y en cuya composición entra principalmente derivados de la celulosa, proteínas y resinas

Los plásticos pueden dividirse en dos clases, termoplásticos y termoestables, dependiendo de la estructura química de su enlace.

        -Termoestable: plástico que no pierde su forma por la acción del calor y la presión.

        -Termoplásticos: plástico que si pierde su forma por la acción del calor y la presión.

 Estructura Cristalina

En general, los materiales poliméricos no suelen ser cristalinos, pero en muchos casos tenemos polímeros con estructura semicristalina (una parte amorfa y otra cristalina).

Estos polímeros, al calentarse, alcanzan la temperatura de transición plástica y se vuelven más flexibles. La temperatura que necesitemos va a depender del tipo de aplicación:

• Para los elastómeros, la temperatura debe ser lo más baja posible.
• Para las fibras, la temperatura debe ser lo más alta posible.

En función de su cristalinidad tenemos:

-Elastómero: polímeros de baja cristalinidad (amorfo). Son flexibles, que pueden expandir y contraer fácilmente cuando aplicamos una fuerza externa.

-Plástico: polímeros con una cristalinidad intermedia. No van a ser tan resistente como las fibras ni tan flexibles como los elastómeros.

-Fibra: polímeros con alto grado de cristalinidad. Su resistencia se debe a la existencia de numerosas interacciones entre cadenas distintas.

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