Materiales polimericos y compuestos

Índice

1.        Introducción        4

2.        Materiales Poliméricos        5

2.1.        Clasificación de Polímeros        5

2.1.1.        Plásticos        6

2.1.1.1.        Termoplásticos.        7

2.1.1.2.        Termoestables (Termofijos).        8

2.1.2.        Elastómeros        9

2.1.2.1.        Poliuretanos.        10

2.1.2.2.        Plásticos Termoestables Alifáticos.        10

2.2.        Adhesivos y Aditivos Empleados en Polímeros        11

2.2.1.        Adhesivos        11

2.2.1.1.        Adhesivos Químicamente Reactivos.        11

2.2.1.2.        Adhesivos por Evaporación o Difusión.        11

2.2.1.3.        Adhesivos de Fusión por Calor.        12

2.2.1.4.        Adhesivos Sensibles a la Presión.        12

2.2.1.5.        Adhesivos Conductores.        12

2.2.2.        Aditivos        12

2.2.2.1.        Rellenos.        13

2.2.2.2.        Agentes colorantes.        13

2.2.2.3.        Estabilizadores.        13

2.2.2.4.        Agentes antiestáticos.        13

2.2.2.5.        Plastificantes.        13

2.2.2.6.        Retardantes de Llama.        14

2.2.2.7.        Reforzantes.        14

3.        Materiales Cerámicos        14

3.1.        Clasificación de Cerámicos        14

Bibliografía        18

1. Introducción

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Los materiales polímeros han sido parte importante de la vida desde tiempos remotos, a pesar de que se desconocía su naturaleza. Por ejemplo, en el siglo XV, a la llegada a América de Cristóbal Colón, se encontró con que los nativos de Haití jugaban con pelotas hechas de un material obtenido de un árbol —era el caucho natural—, lo que después sería conocido como un tipo de polímero natural, este tipo de polímero se venía usando por el hombre desde la prehistoria para diversas aplicaciones, como textiles para ropa y producción de papiro. Sin embargo, no es hasta el siglo XX que su verdadera naturaleza y potencial se empiezan a comprender. En este siglo se inventan los primeros polímeros sintéticos como la baquelita de Baekeland, marcando un inicio de una nueva era para los materiales poliméricos. A lo largo de las décadas, científicos como Herman Staudinger y Carothers realizaron descubrimientos revolucionarios en esta materia, como la identificación de los polímeros como macromoléculas y el desarrollo de materiales tan versátiles como el nylon y el polietileno (Harper, 2004; IUPAC, s.f.).

Estudio Integral de Materiales Poliméricos y Cerámicos: Tipos y Aplicaciones

1. Materiales Poliméricos

De acuerdo con Newell (2009), es posible definir la palabra polímero a partir de su etimología, pues deriva del griego “poli” y “meros”, significando así la “muchas unidades”. Los polímeros son cadenas de moléculas enlazadas covalentemente con unidades monómeras pequeñas repetidas de extremo a extremo.  

Los polímeros se forman a partir del proceso llamado polimerización, donde es a través del enlace de monómeros —unidades de bajo peso molecular que determinarán las propiedades del polímero final— para formar cadenas que estos se pasan a llamar como oligómeros —cadenas cuyas propiedades cambian por la adición de una unidad monómera—, el crecimiento de las cadenas oligómeras provocan que, en algún punto de la adición de monómeros, ya no se discierna un cambio en las propiedades de la cadena, es en este punto que se le denomina polímero (Smith & Hashemi, 2006; Newell, 2009). Un polímero puede formarse a partir de 10,000 o 1,000,000 unidades de monómeros, por lo que al representarse visualmente solo se dibuja su unidad estructural —parte de la cadena sucesivamente repetida— (Newell, 2009).

A diferencia de otros materiales como los metálicos y los cerámicos, los polímeros se caracterizan por sus bajas densidades —haciéndolos materiales más livianos—. Además, su versatilidad permite la creación de compuestos con gran gama de propiedades, como la conductividad térmica y eléctrica, buscadas para un amplio abanico de aplicaciones.

1. Clasificación de Polímeros

Newell (2009) y Callister Jr. & Rethwisch (2014) concuerdan que es posible clasificar a los polímeros de varias maneras: se podrían clasificar en base a la manera en que las moléculas son sintetizadas, en función a su estructura molecular, por la familia química del polímero, por su aplicación final o por su capacidad para ser refusionados y reconformados.

Pese a referenciar todas esas formas de clasificar los materiales poliméricos, autores como Askeland, Fulay & Wright (2011), Smith & Hashemi (2006), Harper (2004), Newell (2009) prefieren —algunos parcialmente— clasificarlos en base a su capacidad para ser refusionados y reconformados —“según sean los enlaces químicos de su estructura” menciona Smith & Hashemi (2006) o “en función a su comportamiento mecánico y térmico” pronuncia Askeland, Fulay & Wright (2011), siendo los productos de su clasificación los mismos—.  En esta investigación se aplicará este método de clasificación de polímeros (Ver Tabla 1), con ligeras variaciones en la clasificación.

Table 1

Comparación de las tres clases de polímeros  

Nota: Adaptada de Askeland, Fulay & Wright (2011) y Askeland (1998).

1. Plásticos

Los plásticos constituyen una de las categorías más amplias de materiales poliméricos, abarcando una gran variedad de compuestos que se diferencian por sus propiedades y aplicaciones. Los plásticos presentan una rigidez estructural bajo carga, haciéndolos aptos para aplicaciones generales. Entre los plásticos más comunes se encuentran el polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, poliestireno, fluorocarbonos, epoxis, fenólicos y poliésteres, cada uno con diferentes combinaciones de características que los hacen adecuados para muchos usos (Askeland, Fulay, & Wright, 2011).

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