Polímeros Y Ceramicos

Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.

Un polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero.

La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por ejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a lo largo de toda la cadena.

Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-……

Monómero

Los monómeros son compuestos de bajo peso molecular que pueden unirse a otras moléculas pequeñas (ya sea iguales o diferentes) para formar macromoléculas de cadenas largas comúnmente conocidas como polímeros.

Los polímeros son mezclas de macromoléculas de distintos pesos moleculares.

Por lo tanto no son especies químicas puras y tampoco tienen un punto de fusión definido.

Cada una de las especies que forman a un polímero sí tiene un peso molecular determinado (Mi) y por lo tanto, para caracterizar una muestra de polímero se busca caracterizar la distribución de pesos moleculares de las moléculas de las especies que lo conforman: la proporción (generalmente en peso, wi) de cadenas de cada Mi que forma la mezcla.

Homopolimeros

Los homopolímeros son materiales que están constituidos por cadenas de polímeros compuestas de unidades sencillas repetidas. Es decir si A es una unidad de repetición, una cadena de un homopolímeros tendrá la secuencia AAAAA... En la cadena molecular del polímero.

Los homopolímeros son altamente isostáticos y por ende muy cristalinos. Los artículos producidos con estos materiales presentan alta rigidez, dureza y resistencia a la deformación por calor.

Copolímeros

Los copolímeros son polímeros compuestos de dos o más monómeros diferentes. Por ejemplo, si etileno y propileno son polimerizados simultáneamente el polímero resultante contendrá unidades de ambos monómeros. Si la mayor concentración es de etileno el copolímero tendrá características más parecidas al polietileno. Viceversa, si la mayor concentración es de propileno tendrá propiedades más parecidas al polipropileno.

Existen cuatro clases de copolímeros, cada una de las cuales ofrece diferentes propiedades como módulo elástico, tenacidad, viscosidad del fundido y estabilidad térmica. Imaginemos dos monómeros diferentes A y B.

Cuando los dos monómeros están organizados en un patrón alternativo, se tiene un copolímero alternativo:

Copolímero alternativo

En un copolímero aleatorio, los monómeros están ubicados en cualquier orden:

Copolímero aleatorio

En un copolímero bloque, cada tipo de monómero está agrupado con los de su misma clase y se unen en sus extremos con un grupo de los del otro monómero. Un copolímero así puede ser imaginado como la unión de cadenas de homopolímeros acopladas por sus extremos:

Copolímero bloque

Cuando las cadenas de copolímero B están ancladas a la cadena principal de copolímero A, tenemos un copolímero graft (injertado):

Copolímero graft

Tipos de cadenas

Cadena lineal: Los polímeros tipo cadena que aparecen en la figura (a) se llaman polímeros lineales debido a su estructura secuencial. Una molécula lineal no necesariamente es de forma recta. Además de las mostradas, otros polímeros lineales son las poliamidas (nylon 6,6) y el floruro de polivinilo. En general un polímero está formado de más de un tipo de estructura; un polímero lineal puede contener algunas cadenas ramificadas y algunas entrelazadas. Como resultado de estas ramificaciones y entrelazamientos, pueden modificarse las propiedades del polímero.

Cadena ramificada: Las propiedades de un polímero no solo dependen del tipo de monómero, sino también de su arreglo en la estructura molecular. En los polímeros ramificados (figura b), cadenas de ramas laterales se conectan a la cadena principal durante la síntesis del polímero. La ramificación interfiere con el movimiento relativo de las cadenas moleculares; como resultado, se incrementa la resistencia a la deformación y la resistencia al agregamiento por esfuerzo. La densidad de los polímeros ramificados es menor que la de los polímeros de cadena lineal, por que las ramas interfieren con la eficiencia de empacamiento de las cadenas de polímero.

El comportamiento de los polímeros ramificados se puede comparar con la de los polímeros de cadena lineal haciendo una analogía con una pila de tres ramas (polímeros ramificados) y un paquete de troncos rectos (lineal). Nótese que es más difícil mover una rama dentro de la pila que mover un tronco en el paquete. El enmarañamiento tridimensional de ramas dificultan los movimientos, un fenómeno similar a un incremento a la resistencia.

Cadena entrelazada: Generalmente de estructura tridimensional, los polímeros entrelazados tienen cadenas adyacentes unidas por enlaces covalentes (figura C). Los polímeros con una estructura de cadena entrelazada se conocen como termoestables; ejemplos son los epóxicos, los fenólicos y las siliconas. El enlace cruzado tiene una importante influencia en las propiedades del polímero (por lo general impartiendo dureza, resistencia, rigidez, fragilidad y una mejor estabilidad dimensional.

Cadena en red o tridimensional: Estos están formados de redes espaciales (tridimensionales) con tres o más enlaces covalentes activos (figura d). Un polímero muy entrelazado también se considera como un polímero en red. Los polímeros termoplásticos que ya han sido formados pueden entrelazarse, a fin de obtener mayor resistencia, sometiéndolos a una radiación de alta energía, como luz ultravioleta, o haz de electrones, aunque una radiación excesiva puede causar degradación del polímero.

Componentes

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