¿Cómo Se Sintetizan Los Materiales Elásticos?

¿Cómo se sintetizan los materiales elásticos?

La fuerza impulsora de la deformación elástica es un parámetro termodinámico llamado entropía, que mide el grado de desorden del sistema. La entroia aumenta al aumentar el desorden. Al aplicar un esfuerzo a un elastómero las cadenas se alargan y alinean: el sistema se ordena.

A partir de este estado, la entropía aumenta al volver las cadenas a su original enmarañamiento.

Este efecto en trópico origina dos fenómenos. En primer lugar, al aplicar un esfuerzo al elastómero, este aumenta su temperatura; en segundo lugar, el módulo de elasticidad aumenta al incrementar la temperatura, comportamiento contrario al de otros materiales.

Químicos de materiales elásticos

Polímero

El poliestireno es un polímero formado a partir de la unidad repetitiva conocida como estireno.

Los polímeros (del Griego: poly: muchos y mero: parte, segmento) son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales, entre los más comunes de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y la baquelita.

Polimerización

La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción de polimerización para dar lugar al polímero, esta se clasifica como "polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena". En cualquier caso, el tamaño de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de masa promedio del polímero.

Tipos de polimerización

Existen dos tipos fundamentales de polimerización:

• Polimerización por condensación.

En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua. Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero. Los polímeros de condensación se dividen en dos grupos:

• Los Homopolímeros.

Polietilenglicol

Siliconas

• Los Copolímeros.

Baquelitas.

Poliésteres.

Poliamidas.

La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros bifuncionales. Deben de saber que los polímeros pueden ser maquinables.

Ejemplo: HOOC--R1--NH2

Si reacciona consigo mismo, entonces:

2 HOOC--R1--NH2 <----> HOOC--R1--NH• + •OC--R1--NH2 + H2O <----> HOOC--R1-NH--CO--R1--NH2 + H2O

• Polimerización por adición.

En este tipo de polimerización la masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemolítica:

Iniciación: CH2=CHCl + catalizador ⇒ •CH2–CHCl•

Propagación o crecimiento: 2 •CH2–CHCl• ⇒ •CH2–CHCl–CH2–CHCl•

Terminación: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.

. El policarbonato (PC) es un grupo de termoplásticos fácil de trabajar, moldear y termoformar, y son utilizados ampliamente en la manufactura moderna. El nombre "policarbonato" se basa en que se trata de polímeros que presentan grupos funcionales unidos por grupos carbonato en una larga cadena molecular.

También el monóxido de carbono fue usado para sintetizar carbonatos a escala industrial y producir difenil carbonato, que luego se esterifica con un derivado difenólico para obtener carbonatos poliaromáticos.

Teniendo en cuenta la síntesis al grupo carbonato, se puede dividir a los policarbonatos en carbonatos poliaromáticos y carbonatos polialifáticos. Estos últimos son producto de la reacción del dióxido de carbono con epóxidos. Teniendo en cuenta que la estabilidad termodinámica del dióxido de carbono, se requiere usar catalizadores.

Propiedades

• Densidad: 1,20 g/cm3

• Rango de temperatura de uso: -100 °C a +135 °C

• Punto de fusión: apróx. 250 °C

• Índice de refracción: 1,585 ± 0,001

• Índice de transmisión lumínica: 90% ± 1%

• Combustibilidad limitada.

Propiedades eléctricas

• Constante dieléctrica a 1 MHz 2,9

• Factor de Disipación a 1 MHz 0,01

• Resistencia Dieléctrica 15 - 67 kV/mm

• Resistividad Superficial 1015 Ω•m

• Resistividad de Volumen 1014 - 1016 Ω/cm3

Propiedades mecánicas

• Alargamiento a la Rotura 100-150 %

• Coeficiente de Fricción 0,31

• Dureza - Rockwell M70

• Módulo de Tracción 2,3 - 2,4 GPa

• Relación de Poisson 0,37

• Resistencia a la Abrasión - ASTM D1044: 10-15 mg/1000 ciclos

• Resistencia a la Compresión >80 MPa

• Resistencia a la Tracción 55-75 MPa

• Resistencia al Impacto Izod 600-850 J/m

• Tensión de Fluencia / Limite Elástico 65 MPa

• Se raya muy fácilmente y no tiene fácil reparación a diferencia del metacrilato.

Propiedades físicas

• Absorción de agua - equilibrio 0,35 %

• Absorción de agua - en 24 horas 0,1 %

• Densidad 1,20 g/cm3

• Índice de refracción 1,584 - 1,586

• Índice de Oxígeno Límite 5 - 27 %

• Inflamabilidad V0-V2

• Número Abbe 34,0 o

• Resistencia a los rayos ultra-violetas muy reducida.

Propiedades térmicas

• Calor Específico: aprox. 1200 J/(K• kg)

• Coeficiente de Expansión Térmica: 65×10−6 - 70×10−6 K-1

• Conductividad Térmica a 23 °C: 0,19-0,22 W/(m•K)

• Temperatura Máxima de Utilización: 115 - 130 °C

• Temperatura Mínima de Utilización: -135 °C

• Temperatura de deflexión en Caliente - 0,45 MPa: 140 °C

• Temperatura de deflexión en Caliente - 1,8 MPa: 128 - 138 °C

Polímeros

Características físicas y químicas

Polietileno de alta densidad (HDPE)

Recipientes El polietileno (PE) es un plástico translúcido, es decir, permite el paso de poca luz a través de él; también se puede de formaron calor. El polietileno es uno de los plásticos más baratos y más sencillos químicamente; su monómero consta de dos átomos de carbono y dos de hidrógeno: el etileno. Básicamente, está formado por una molécula de etileno que se repite formando cadenas moleculares muy largas.

Polietileno de baja densidad(LDPE)

Bolsas de supermercado Bolsas para basura En general, hay dos tipos de polietileno: de baja densidad y de alta densidad.

El de alta densidad se utiliza para fabricar recipientes de gran dureza, como los botes de basura y tinas de baño. Por el contrario, el de baja densidad lo podemos encontrar en las distintas bolsas de supermercado y para basura.

Tereftalato de polietileno(PET)

Envases

Es un polímero en cuya unidad estructural se encuentra la molécula de etileno, pero a diferencia del polietileno está unida a otros átomos de carbono y oxígeno.

Entre otras propiedades, el PET casi no reacciona químicamente, por lo que puede estar en contacto con alimentos y bebidas, tiene mucha resistencia al desgaste y es altamente reciclable.

En general es transparente, aunque permite ser coloreado. Una gran cantidad de envases y botellas se fabrican con PET.

Nylon

Estambres, Medias, Ropa, Cuerdas para guitarra

Las poliamidas o nylon son plásticos cuya estructura está formada por la molécula amida, conformada por un átomo de carbono, uno de oxígeno, uno de nitrógeno y uno de hidrógeno. Esta unidad se repite formando cadenas muy largas y ordenadas. Una de las mayores aplicaciones del nylon se da en la industria textil, ya que permite obtener fibras muy resistentes.

Grupo amida: es la unidad que se repite para formar las cadenas de nylon.

Caucho, Aletas de buzo, Llantas.

El caucho es un material cuyas dimensiones pueden cambiar en gran medida cuando se someten a esfuerzos; es decir, se estiran, y retornan a sus dimensiones originales al cesar la fuerza deformante. El caucho natural se produce comercialmente a partir del látex del árbol

Hevea brasiliensis, que se cultiva en plantaciones del sudeste asiático. El látex líquido se

...