TEMA No.1 "POLÍMEROS"

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD TICOMAN

QUIMICA BÁSICA

PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS

ALUMNO

SAAVEDRA RODRIGUEZ ALAN GUILLERMO

GRUPO

1AV1

PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS

ALUMNO

SAAVEDRA RODRIGUEZ ALAN GUILLERMO

GRUPO

1AV1

TEMA No.1

"POLÍMEROS"[pic 3]

MARCO TEÓRICO

1.1 POLÍMEROS.

Un polímero es un compuesto molecular que se distingue por tener una masa molar muy grande,  puede ser desde miles a millones de gramos y además está formado por muchas unidades que se repiten. Tienen características diferentes a las de las moléculas pequeñas y se tienen que estudiar con técnicas especiales.

Entre los polímeros naturales figuran las proteínas, los ácidos nucleicos, la celulosa, y el hule; la mayor parte de los polímeros sintéticos son compuestos orgánicos, los más comunes son el nailon o el poli (hexametilenadipamida); el dacrón o poli (etilen tereflato); y la lucita o plexiglas , poli (metil metacrilato).

Durante muchos años se pensó que los polímeros consistían en agregados de unidades moleculares pequeñas unidos por fuerzas intermoleculares; Herman Staudinger demostró que de hecho, esos agregados eran moléculas extraordinariamente grandes y que cada una contenía muchos miles de átomos unidos por enlaces covalentes.

MONOMEROS.

Los polímeros orgánicos sintéticos se componen esencialmente por moléculas compuestas en monómeros , es decir, unidades simples que se repiten muchas veces y por ser así y no como un polímero natural, se limitan los posibles números de combinaciones  y por lo tanto su isomería. Los polímeros sintéticos se obtienen al unir estos monómeros, pero uno cada vez, mediante reacciones de adición y condensación.

HOMOPOLIMEROS.

Los polímeros hechos de un solo tipo de monómero, como el polietileno, se llaman homopolímeros, también tenemos al teflón, el cloruro de vinilo y el PVC, y estos homopolímeros se sintetizan por un radical.

COPOLIMEROS.

Gran parte de los polímeros sintéticos se hicieron a partir del hule natural, con el propósito de mejorar sus propiedades o satisfacer su escases, entonces surgen los copolímeros,  es decir, un polímero que contiene dos o más monómeros distintos, como estírenos, etilenos, butadienos, etc.    

Los polímeros isómeros  son polímeros que tienen la misma composición de porcentaje pero difieren en la colocación de los átomos  o grupos de átomos en la molécula.

1.2 TIPOS DE CADENAS de POLÍMEROS

Una cadena o más bien cadena carbonada es el esqueleto de los compuestos orgánicos y está formada por un conjunto de varios átomos de carbono, unidos entre sí mediante enlaces covalentes carbono-carbono y a la que se unen o agregan otros átomos como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno, formando variadas estructuras, lo que origina infinidad de compuestos diferentes.

Las cadenas carbonadas son bastante estables y no sufren variación en la mayoría de las reacciones orgánicas.

Las cadenas pueden ser abiertas (llamadas acíclicas) y cerradas (llamadas cíclicas), y en ambos casos pueden existir homogéneas (todos los elementos que componen la rama principal son carbonos) y heterogéneas (al menos uno de los elementos que componen la rama principal no es carbono). La longitud de las cadenas carbonadas es muy variable, pudiendo contener desde sólo dos átomos de carbono hasta varios miles en compuestos. Entre los tipos de cadenas tenemos:

Polímeros lineales.

Lo polímeros lineales son llamados así debido a su estructura secuencial. Una molécula lineal no necesariamente es de forma recta. Además de las mostradas, otros polímeros lineales son las poliamidas 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.

Polímeros ramificados.

 Las propiedades de un polímero no sólo dependen del tipo de monómero, sino también de su arreglo en la estructura molecular. En los polímeros ramificados, 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 agrietamiento por esfuerzo. La densidad de los polímeros ramificados es menor que la de los polímeros de cadena lineal, porque las ramas interfieren con la eficiencia de empacamiento de las cadenas de polímero.

Polímeros de cadena entrelazada.

 Generalmente de estructura tridimensional, los polímeros entrelazados tienen cadenas adyacentes unidas por enlaces covalentes. Los polímeros con una estructura de cadenas entrelazadas se conocen como termostables; 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), así como en la vulcanización del hule.

Polímeros de cadena tridimensional.

A veces ocurre que en ciertas reacciones de polimerización que incluyen un reactivo químico con más de otros dos reactivos, se puede producir un material plástico reticular de tres dimensiones. Este tipo de polimerización se da al momento de curar los plásticos termofijos, por ejemplo los fenólicos, epóxicos y algunos poliésteres.

1.3 PLÁSTICOS, ELASTÓMEROS Y FIBRAS

Los plásticos son sustancias químicas sintéticas que vienen de los polímeros sintéticos, poseen una estructura macromolecular que es normalmente moldeada mediante calor o presión y cuyo componente principal es el carbono. Estos polímeros son grandes agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado polimerización. Los plásticos proporcionan el balance necesario de propiedades que no pueden lograrse con otros materiales, por ejemplo: color, poco peso, tacto agradable y resistencia a la degradación ambiental y biológica, sin embargo son de los polímeros que si sufren una aplicación de una gran fuerza se deforman y ya no vuelven a su forma original. Existen miles de tipos de plásticos, pero los "Plásticos- termoplásticos" suelen ser los más comerciales debido a sus propiedades internas y su bajo coste de producción;   Los termoplásticos son los polímeros en que piensa la mayoría de las personas cuando se menciona la palabra plástico. Estos polímeros tienen una alta temperatura de transición (Tg), por lo que son duros a temperatura ambiente, pero se hacen blandos y viscosos cuando se calientan. Como resultado se pueden moldear en forma de juguetes, cuentas, casquetes para teléfono y en una infinidad de artículos.

Los elastómeros son polímeros amorfos que poseen la propiedad de estirarse y recuperar su forma original. Estos polímeros deben poseer valores de Tg bajos y pocos enlaces cruzados para que las cadenas no se deslicen unas sobre otras. Además, las cadenas deben tener una forma irregular a fin de evitar la formación de cristalitos. Cuando se estiran, las cadenas enrolladas al azar se extienden y se orientan en el sentido de la fuerza aplicada. Sin embargo, las fuerzas de van der Waals son demasiado débiles y escasas para mantener esta orientación y el elastómero vuelve a enrollarse cuando se libera de la fuerza aplicada. Además tienen la capacidad de absorber energía en cada extensión y contracción, es decir, resiliencia. El hule natural es el ejemplo más común de elastómero. El hule o caucho tiene cadenas largas y los entrecruzamientos ocasionales necesarios para su elasticidad, pero su geometría irregular evita que las cadenas se empaquen apretadamente en cristalitos.

Las Fibras son hebras delgadas producidas por extrusión de un polímero fundido a través de pequeños orificios en una matriz o espinereta. Luego, se enfrían y extraen. Esto orienta las regiones del cristalito lo largo del eje de la fibra y aumenta su resistencia a la tensión de manera considerable. El nailon, el dacrón y el polietileno tienen la estructura semicristalina necesaria para volverlas fibras orientadas. Las fibras permiten formar tejidos con buenas propiedades y sobre todo estables.

1.4 APLICACIONES EN INGENIERÍA

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