Polimeros

UNIVERSIDAD SAN IGNACIO DE LOYOLA

Facultad de Ingeniería Industrial y Comercial

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Trabajo: “ Polímeros ”

CURSO:

Procesos de manufactura

CATEDRATICO:

 David Tinoco Neyra

Lima 2010

INTRODUCCIÓN

La palabra polímero proviene de dos palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes. Son macromoléculas (pesan más de 10.000 dalton) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. La mayoría de los polímeros son orgánicos, pero también existen algunos que son inorgánicos, como el silicio.

POLIMERIZACIÓN

Es aquella reacción donde se sintetiza a un polímero partiendo de sus monómeros, creando cadenas largas. Dicha reacción emplea diversos mecanismos, por lo cual recibe el nombre de:

• Polimerización por adición: si la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos. Este tipo de polimerización genera subproductos.
• Polimerización por condensación: proceso donde se combinan monómeros con la pérdida simultánea de una pequeña molécula, como la del agua, la del monóxido de carbono, o cloruro de hidrógeno. Casi todos son copolímeros. Entre los polímeros naturales por condensación tenemos la celulosa, las proteínas, la seda, el algodón, la lana y el almidón.
• Polimerización por pasos: reaccionan entre sí para formar cadenas aún más largas.
• Polimerización en cadena: los monómeros pasan a formar parte de la cadena de uno en uno.

PROPIEDADES

• Fotoconductividad: mayor conductividad eléctrica de algunos sólidos cuando son iluminados.
• Electrocromismo: propiedad única de los polímeros conductores que les permite cambiar de color en forma reversible dependiendo del potencial externo aplicado al sistema.
• Fotoluminiscencia: fluorescencia y fosforescencia.
• Electroluminiscencia: iluminación directa por acción del efecto de un campo eléctrico.
• Efecto fotoeléctrico: emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta).
• Efectos ópticos no lineales: modulación de fase de la señal óptica inducida por la potencia óptica de la propia señal o de otra portadora óptica o canal vecino.
• Eléctricas:

• Son malos conductores eléctricos, se emplean como materiales aislantes.
• La principal desventaja de los materiales plásticos en estas aplicaciones está en relación a la pérdida de características mecánicas y geométricas con la temperatura. Sin embargo, ya se dispone de materiales que resisten sin problemas temperaturas relativamente elevadas (superiores a los 200 °C).
• Los polímeros conductores han sido recientemente (1974) desarrollados y sus aplicaciones están siendo estudiadas.

CLASIFICACIÓN

Según su origen

• Polímeros naturales: provenientes directamente del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, ácidos nucleicos.

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• Polímeros artificiales: son el resultado de alteraciones mediante procesos químicos de ciertos polímeros naturales. Ejemplo: nitrocelulosa (empleado para la elaboración de explosivos y propulsores de cohetes).

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• Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre a partir de materias primas de bajo peso molecular. Ejemplo: nylon, polietileno. Los que se obtienen de dicha forma se les conoce como plástico.

Según su composición química

• Polímeros orgánicos. Posee en la cadena principal átomos de carbono.
• Polímeros vinílicos. La cadena principal de sus moléculas está formada exclusivamente por átomos de carbono. Dentro de ellos se pueden distinguir:

• Poliolefinas, formados mediante la polimerización de olefinas. Ejemplos: polietileno y polipropileno.

• Polímeros estirénicos, que incluyen al estireno entre sus monómeros. Ejemplos: poliestireno y caucho estireno-butadieno.

• Polímeros vinílicos halogenados, que incluyen átomos de halógenos (cloro, flúor...) en su composición. Ejemplos: PVC y PTFE.

• Polímeros acrílicos. Ejemplos: PMMA.

• Polímeros orgánicos no vinílicos. Además de carbono, tienen átomos de oxígeno o nitrógeno en su cadena principal. Algunas sub-categorías de importancia:

• Poliésteres 
• Policarpios 
• Poliamidas 
• Poliuretanos

• Polímeros ignorantes. Entre otros:

• Basados en azufre. Ejemplo: polisulfuros.
• Basados en silicio. Ejemplo: silicona.

Según su estructura

• Lineal. formados por sólo una cadena de monómeros

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• Ramificada. que pueden ser de mayor o menor tamaño, presentando cruzamientos incitados por el enlace entre átomos de distintas cadenas.

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Según el orden estereoquímico

Los enlaces de carbono en los polímeros no son equivalentes entre sí, por ello, un polímero puede ser:

• Atáctico. sin orden
• Isotáctico. mismo orden
• Sindiotáctico. orden alternante

Según sus aplicaciones

Atendiendo a sus propiedades y usos finales, los polímeros pueden clasificarse en:

• Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensión y contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada resiliencia.
• Plásticos. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Hay que resaltar que el término plástico se aplica a veces incorrectamente para referirse a la totalidad de los polímeros.
• Fibras. Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables.
• Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo resistencia a la abrasión.
• Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.

Según el tipo de monómeros

• Homopolímero. único tipo de  monómeros. Ej. Poliestireno, ya que esta compuesto solamente de estireno.
• Copolímero o heteropolímero. varios tipos de monómeros. Ej. Nylon, ya que es la reacción de una diamina con un ácido dicarboxílico. Se distribuyen de diversas maneras, los monómeros se pueden repetir de:
• Forma aleatoria
• Informativa: como los polipéptidos de las proteínas
• Periódica: como el peptidoglucano

Según su comportamiento al elevar su temperatura

Para clasificar polímeros, una de las formas empíricas más sencillas consiste en calentarlos por encima de cierta temperatura. Según si el material funde y fluye o por el contrario no lo hace se diferencian dos tipos de polímeros:

• Termoplásticos, que fluyen (pasan al estado líquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer (vuelven al estado solido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ningún) entrecruzamientos. Ejemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), PVC.
• Termoestables, que no fluyen, y lo único que conseguimos al calentarlos es que se descompongan químicamente, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con muchos entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de las moléculas.

NOMENCLATURA

Existe una organización llamada UPAC (Internacional union of pure an applied chemestry/ Unión internacional de química pura y aplicada) que rige las normas de nomenclatura. Se indica que para el caso de los polímeros se debe emplear el sufijo poli- seguido de la unidad estructural repetitiva que define al polímero, escrita entre paréntesis.

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