poli meros

5/25/2018 Poli Meros

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POLMEROS

I.Q. Wilson PulidoEspecialista en Diseo y Desarrollo de ProductoU.N.


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Es una macromolcula formada por la unin de molculas

de menor tamao que se conocen como monmeros.

1 MONOMERO

n n2 DIMERO3 TRIMERO

4 -20 OLIGOMEROS> 20 POLIMERO

Que es un polmero?


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PROPIEDADES DE LO POLIMEROS

Los polmeros pueden ser de tres tipos: Polmeros naturales: provenientes directamentedel reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa,almidn, protenas, caucho natural, cidosnucleicos, etc. Polmeros artificiales: son el resultado demodificaciones mediante procesos qumicos, deciertos polmeros naturales. Ejemplo:nitrocelulosa, etonita, etc. Polmeros sintticos: son los que se obtienen por

procesos de polimerizacin controlados por elhombre a partir de materias primas de bajo pesomolecular. Ejemplo: nylon, polietileno, cloruro depolivinilo, polimetano, etc. Muchos elementos como el silicio formantambin polmeros, llamados polmeros

inorgnicos siliconas).


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POLIMEROS NATURALES: ADN

A

T

G

C

C

G

T

A

O

OH H

HH

H H

CH2

N

N

N

N

O

N H

H

H

NN

O

N

H

H

O

PO2

O

O

O H

HH

H H

CH2

N

NN

N

NHH

NN

O

O

H3C

HPO2

O

O H

HH

H H

CH2

N

N

N

N

O

N H

H

H

NN

O

N

H

H

O

PO2

O

O

O H

HH

H H

CH2

N

NN

N

N

HH

NN

O

O

H3C

H

P O

H

H H

HH

CH2

O

OH

H H

HH

O

CH2

O

OH

H H

HH

CH2

O

OH

H H

HH

CH2

O

PO2

O

OPO2

PO2

P

OH


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CELULOSA

Hidrato de carbono

ALMIDN


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POLIMEROS ARTIFICIALESter de celulosa


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POLIMEROS SINTTICOS

Polietileno Poliestireno Policarbonato

Epxicos Nylon Tefln


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Lineal

Ramificado

Entrecruzado

ESTRUCTURA DE LA CADENATIPOS DE POLMEROS


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POLIMEROS SINTTICOSTIPOS DE POLMEROS

Plsticos o termoplsticos:polietileno Elastmeros:caucho

Termorrgidos o termoestables:baquelita

Fibras:polister


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POLIMEROS SINTETICOSTERMOPLSTICOS


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POLIMEROS SINTETICOSTERMOPLSTICOS

Los polmeros termoplsticos se componen delargas cadenas producidas al unir molculaspequeas o monmeros y tpicamente se comportande una manera plstica y dctil. Al ser calentados atemperaturas elevadas, estos polmeros se

ablandan y se conforman por flujo viscoso. Lospolmeros termoplsticos se pueden reciclar confacilidad.

La mayor parte de los termoplsticos son polmerosde alto peso molecular, los cuales poseen cadenasasociadas por medio de dbiles fuerzas Van derWaals (polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrgeno, o incluso anillosaromticos apilados (poliestireno).


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POLIMEROS SINTTICOSTERMOPLSTICOS

Se diferencian de los termoestables(baquelita, gomavulcanizada) en que stos ltimos no funden alelevarlos a altas temperaturas, sino que se queman,

siendo imposible volver a moldearlos.

Los ms usados son: el polietileno(PE), elpolipropileno(PP), el poliestireno(PS), elpolimetilmetacrilato(PMMA), el policloruro de vinilo

(PVC), el politereftalato de etileno(PET), el tefln(opolitetrafluoretileno, PTFE) y el nylon(un tipo depoliamida).
http://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico_termoestablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Polietilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Polipropilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliestirenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Polimetilmetacrilatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Policloruro_de_vinilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Politereftalato_de_etilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tefl%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Politetrafluoretilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/PTFEhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nylonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliamidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliamidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Nylonhttp://es.wikipedia.org/wiki/PTFEhttp://es.wikipedia.org/wiki/Politetrafluoretilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tefl%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Politereftalato_de_etilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Policloruro_de_vinilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Polimetilmetacrilatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliestirenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Polipropilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Polietilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico_termoestable


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POLIMEROS SINTTICOSTERMOESTABLES

Los plsticostermoestablesson polmerosinfusibles einsolubles. La razn de tal comportamiento estriba enque las cadenas de estos materiales forman una red

tridimensional espacial, entrelazndose con fuertesenlaces covalentes.

La estructura as formada toma el aspectomacroscpico de una nica molculagigantesca, cuya

forma se fija permanentemente, debido a que lamovilidad de las cadenas y los grados de libertad pararotacin en los enlaces es prcticamente cero.
http://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1sticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_covalentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_covalentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico


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Pueden obtenerse plsticos termoestables apartir de dos resinaslquidas, producindosela reaccin de entrelazamiento de las

cadenas al ser mezcladas (comnmente conun catalizador y un acelerante).

La reaccin de curado es irreversible, deforma que el plstico resultante no puede serreciclado, ya que si se incrementa latemperatura el polmero no funde, sino quealcanza su temperatura de degradacin.
http://es.wikipedia.org/wiki/Resinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reciclajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Reciclajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_degradaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_degradaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_degradaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reciclajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Resina


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Los plsticos termoestables poseen algunaspropiedades ventajosas respecto a los termoplsticos.Por ejemplo, mejor resistencia al impacto, a lossolventes, a la permeacin de gases y a las

temperaturas extremas. Entre las desventajas seencuentran, generalmente, la dificultad deprocesamiento, la necesidad del curado, el carcterquebradizo del material (frgil) y el no presentarreforzamiento al someterlo a tensin.

Los termoestables que se presentan en resina, sepuede reforzar en forma relativamente fcil con fibras,como las de fibras de vidrio, por ejemplo, formandoas, los plsticos reforzados.
http://es.wikipedia.org/wiki/Termopl%C3%A1sticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Termopl%C3%A1sticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_de_vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_de_vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_de_vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Termopl%C3%A1stico


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Polmeros de Vinilo

CH2=CHX

X = H Polietileno

X = Me PolipropilenoX = Cl PVC

X = C6H5PoliestirenoCF

2=CF2

Politetrafluoroetileno

Teflon


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ESTRUCTURACristalinos vs. Amorfos

En general, al aumentar lacristalinidad no slo aumenta

la opacidad sino tambin larigidez y la resistencia a la

traccinestiramiento- de lospolmeros debido a las fuerzasintermolecularesque actan

entre las cadenas.


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POLIETILENO

Es el polmero ms popular del mundo. Con este polmero se hacen las bolsasde supermercado, los frascos dechamp, los juguetes de los nios, eincluso chalecos a prueba de balas. Es un material muy verstil a pesar detener una estructura tan simple, la mssencilla de todos los polmeros

comerciales.


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POLIETILENO

El polietileno de baja densidad (LDPE):

El polietileno de baja densidad es un polmero deadicin, conformado por unidades repetidas deetileno.

Es un slido parcialmente cristalino (50-60%), flexible

y traslcido, que funde alrededor de 115C.

El polietileno de baja densidad es un polmero conuna estructura de cadenas muy ramificadas; estohace que tenga una densidad ms baja que la delHDPE (0,92-0,94 g/cm3). Esta ramificaciones tambinle confiere una mayor flexibiidad.


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POLIETILENO

Buena resistencia trmica y qumica.

Buena resistencia al impacto.

Es translcido, poco cristalino.

Muy buena procesabilidad, es decir, sepuede procesar por los mtodos deconformado empleados para lostermoplsticos, como inyeccin yextrusin.

Es ms flexible que el polietileno dealta densidad.

Presenta dificultades para imprimir,pintar o pegar sobre l.


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POLIETILENO Baja densidadAplicaciones

Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques,panificacin, congelados, industriales, etc.

Pelculas para agro

Envasado automtico de alimentos y productosindustriales: leche, agua, plsticos, etc.

Stretch film

Base para paales desechables

Bolsas para suero

Contenedores hermticos domsticos

Tubos y pomos: cosmticos, medicamentos yalimentos

Tuberas para riego.


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POLIETILENO

El polietileno de alta densidad (HDPE):

El polietileno de alta densidad es un polmero deadicin, conformado por unidades repetitivas deetileno.

El polietileno de alta densidad es un polmero cuyaestructura es lineal, sin ramificaciones.

Los polietilenos lineales tpicos con polmerosaltamente cristalinos (ms del 90%) y contienenmenos de una cadena lateral por cada 200 tomos decarbono de la cadena principal.

Su punto de fusin est por encima de los 127C y sudensidad est entre 0,95 y 0,97.


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POLIETILENO Alta densidad

Excelente resistencia trmica y qumica. Muy buena resistencia al impacto.

Es slido, incoloro, translcido, casi opaco.

Muy buena procesabilidad, es decir, se puedeprocesar por los mtodos de conformadoempleados para los termoplsticos, como

inyeccin y extrusin. Es flexible, an a bajas temperaturas.

Es tenaz.

Es ms rgido que el polietileno de bajadensidad.

Presenta dificultades para imprimir, pintar o

pegar sobre l. Es muy ligero.

Su densidad es igual o menor a 0.952 g/cm3.

No es atacado por los cidos, resistente al aguaa 100C y a la mayora de los disolventes

ordinarios.
http://es.wikipedia.org/wiki/Polietileno_de_baja_densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Polietileno_de_baja_densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Polietileno_de_baja_densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Polietileno_de_baja_densidad


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POLIETILENO Alta densidadAplicaciones

Envases para: detergentes, leja, aceites automotor,champ, lcteos

Bolsas para supermercado

Envases para pintura, helados, aceites

Tambores

Tuberas para gas, telefona, agua potable, minera,lminas de drenaje y uso sanitario

Bolsas tejidas

Guas de cadena, piezas mecnicas

Tambin se usa para recubrir lagunas, canales, fosasde neutralizacin, contra tanques, tanques de agua,plantas de tratamiento de aguas, lagos artificiales,canalones de lmina, etc..


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Extrusin

La extrusin de polmeroses un proceso industrial,basado en el mismo principio de la extrusin general,sin embargo la ingeniera de polmeros hadesarrollado parmetros especficos para el plstico,de manera que se estudia este proceso aparte de laextrusin de metales u otros materiales.

El polmero fundido es forzado a pasar a travs de undado tambin llamado boquilla, por medio del empujegenerado por la accin giratoria de un tornillo deArqumedes que gira concntricamente en unacmara a temperaturas controladas llamada can,con una separacin milimtrica entre ambos

elementos. El material polimrico es alimentado pormedio de una tolva en un extremo de la mquina ydebido a la accin de empuje se funde, fluye y mezclaen el can y se obtiene por el otro lado con un perfilgeomtrico preestablecido.


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Extrusin


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Inyeccin

el moldeo por inyeccines unproceso semicontinuo queconsiste en inyectar unpolmero en estado fundido enun molde cerrado a presin yfro, a travs de un orificiopequeo llamado compuerta.En ese molde el material sesolidifica comenzando acristalizar en polmerossemicristalinos.

La pieza o parte final seobtiene al abrir el molde ysacar de la cavidad la piezamoldeada.


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Inyeccin


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Soplado

El moldeo por sopladoes un proceso por medio del cual seproducen objetos de plstico huecos, como botellas. Es un

proceso semicontinuo que incluye dos pasos, la extrusindel polmero fundido a travs de un dado especial con unperfil tubular llamado parisn y el inflado de este tubo en

un molde, del cual toma la forma final e polmero extruido.


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Soplado


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PolipropilenoActa como plstico o fibra

Envases de alimentacin aptopara lavavajillas y micro ondas

Polipropileno no se funde hasta160 C

Polietileno tiene punto de fusinms baja y suele deformarse aaltas temperaturas


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C C

CH3

H

H

H

propileno a-olefina

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

Polimerizacin

polipropileno

El polipropileno puede ser atctico, isotctico o sindiotctico

CHH


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Tacticidad C CCH

3

H

H

H

propileno

a-olefina

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

CH3

H

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

CH3

H

C

H

H

CH3

H

H

C

H

C C

H

CH3

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

CH3

H

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

CH3

H

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

CH3

H

C

H

H

H

CH3

H

C

H

C C

CH3

H

C

H

H

H

CH3

Atctico

Isotctico

Sindiotctico


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POLICARBONATO

200 veces ms resistenteque el vidrio al impacto


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GOMA: uniones S-S entre cadenas

La goma natural es un slido opaco, blando y fcilmente

deformable que se vuelve pegajoso al calentarlo yquebradizo al enfriarlo. Es impermeable al agua pero puededisolverse en solventes orgnicos. Puede pensarse comoderivado del monmero isopreno, el cual es un lquido voltil.

GOMAVULCANIZADA


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NYLON:UNIONES PUENTE DE HIDRGENO ENTRE CADENAS

NYLON 6,6


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Resistencia: Tensin

Tensin = Fuerza/Area = N/cm2= Mpa = Gpa

1 megapascal = 100 N/cm2 1 gigapascal = 1000 Mpa

LoLe

Lmax

Muestra de polmero

Resistencia a la tensin = Tensin necesaria

para romper la muestra

PROPIEDADES MECANICAS


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SINTESIS DE POLIMEROS

UNA NUEVA CLASIFICACIN POLMEROS DE ADICIN

POLMEROS DE CONDENSACIN


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POLIMEROS DE ADICIONName(s) Formula Monomer Properties Uses

Polyethylene

low density (LDPE)- (CH2-CH2)n-

ethylene

CH2=CH2soft, waxy solid film wrap, plastic bags

Polyethylene

high density (HDPE) - (CH2-CH2)n-ethylene

CH2=CH

2 rigid, translucent solidelectrical insulation

bottles, toys

Polypropylene(PP) different grades

- [CH2-CH(CH

3)]

n-

propyleneCH2=CHCH3

atactic: soft, elastic solidisotactic: hard, strong solid

similar to LDPEcarpet, upholstery

Poly(vinyl chloride)

(PVC)- (CH2-CHCl)n-

vinyl chloride

CH2=CHCl

strong rigid solid pipes, siding, flooring

Poly(vinylidene chloride)

(Saran A)- (CH

2-CCl

2)

n-

vinylidene chloride

CH2=CCl2dense, high-melting solid seat covers, films

Polystyrene(PS)

- [CH2-CH(C6H5)]n-styreneCH

2=CHC

6H

5

hard, rigid, clear solidsoluble in organic solvents

toys, cabinetspackaging (foamed)

Polyacrylonitrile

(PAN, Orlon, Acrilan)- (CH

2-CHCN)

n-

acrylonitrile

CH2=CHCN

high-melting solid

soluble in organic solvents

rugs, blankets

clothing

Polytetrafluoroethylene

(PTFE, Teflon)- (CF2-CF2)n-

tetrafluoroethylene

CF2=CF2resistant, smooth solid

non-stick surfaces

electrical insulation

Poly(methyl methacrylate)

(PMMA, Lucite, Plexiglas)- [CH

2-C(CH

3)CO

2CH

3]n-

methyl methacrylate

CH2=C(CH

3)CO

2CH

3hard, transparent solid

lighting covers, signs

skylights

Poly(vinyl acetate)

(PVAc)- (CH

2-CHOCOCH

3)

n-

vinyl acetate

CH2=CHOCOCH3soft, sticky solid latex paints, adhesives

cis-Polyisoprene

natural rubber- [CH

2-CH=C(CH

3)-CH

2]n-

isoprene

CH2=CH-C(CH

3)=CH

2soft, sticky solid

requires vulcanization

for practical use

Polychloroprene(cis + trans)

(Neoprene)- [CH

2-CH=CCl-CH

2]n-

chloroprene

CH2=CH-CCl=CH2tough, rubbery solid

synthetic rubber

oil resistant


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Formula TIPO COMPONENTES

~[CO(CH2)4CO-OCH2CH2O]n~ polyester HO2C-(CH2)4-CO2H

HO-CH2CH2-OH

polyester

Dacron

Mylar

para HO2C-C6H4-CO2H

HO-CH2CH2-OH

polyester meta HO2C-C6H4-CO2H

HO-CH2CH2-OH

polycarbonateLexan

(HO-C6H4-)2C(CH3)2(Bisphenol A)

X2C=O

(X = OCH3or Cl)

~[CO(CH2)4CO-NH(CH2)6NH]n~ polyamide

Nylon 66

HO2C-(CH2)4-CO2H

H2N-(CH2)6-NH2

~[CO(CH2)5NH]n~ polyamide

Nylon 6

Perlon

polyamide

Kevlar

para HO2C-C6H4-CO2H

para H2N-C6H4-NH2

POLIMEROS DE CONDENSACION

POLIMERIZACIN EN ETAPAS


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POLIMERIZACIN EN ETAPAS(CONDENSACIN)

El lignano es unpolmero natural quejunto con la celulosaconstituye la madera

SEA


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POLICARBONATO(COMERCIAL)

Bisfenol A

Fosgeno

Reaccin bifsica(H2O/solvente)

Bu4NX catalizador detransferencia de fase


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OTROS BISFENOLES


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POLICARBONATO:DEGRADACION

En presencia de luzsufre un reordenamientofotoqumico (Fries)

Indeseado porque elproducto es amarillo yquebradizo


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Uno de los pomos contiene un

polmero de bajo peso molecular

con grupos epoxi en sus extremos,

mientras que el segundo pomo

contiene una diamina

POXIPOL 1

Por qu el pegamento epoxi (Poxipol) viene en dos

pomos diferentes que se mezclan?


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POXIPOL 2 Cuando se mezclan ambas partes, el diepoxi y la diamina reaccionan

entre s mediante el ataque del par electrnico libre del grupo aminoa uno de los carbonos unidos al oxgeno del epxido.


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POXIPOL 3No slo el mismo grupo amino puede volver a reaccionar, sino que tanto el grupo

amino como el poxido que an no han reaccionado pueden hacerlo, y por sucesivas

reacciones las molculas se enlazan para formar una red entrecruzada gigantesca.

La rigidez del polmero

depender del grado de

entrecruzamiento, y esto

a su vez de la relacinamina-epxido que se

utilice.

Por eso, es posibleregular la dureza del

Poxipol de acuerdo a la

cantidad de material que

se tome de cada pomo.


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EPOXI 3D


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FIBRAS NATURALES


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FIBRAS ARTIFICIALES

POLIACRILONITRILO

POLIPROPILENO


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SPINNING (HILADO)

ElectrospinningLas soluciones de polmero se rotan enun campo elctrico de alto voltaje. La

gota suspendida de polmero se carga ycolapsa formando chorros.

Spinning por fusino en solucin


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ALGUNAS FIBRAS

Acetato: El acetato se prepara a partir de celulosa extrada de pulpa de madera por unaesterificacincon cido actico y anhdrido actico en presencia de cido sulfrico. Luego

se hidroliza parcialmente para acortar las cadenas y eliminar el sulfato, y una cantidad de

grupos acetato suficiente como para obtener un producto a partir del cual se puedan formar

fibras o pelculas delgadas. La resistencia de las fibras est dada por la linealidad de las

molculas (poca ramificacin), lo cual hace que puedan encajarse bien una al lado de la

otra y las fuerzas intermoleculares las mantengan unidas. Se puede obtener con un amplio

rango de colores y lustres, es suave, seca rpidamente, es resistente a la humedad ypolillas, no encoge. Usos: ropa, telas, pelculas fotogrficas, filtros de cigarrillo, almohadas.


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Acrlico est compuesto por unidades repetitivas (CH2-CH(CN)-)n. Las molculas se encuentran unidas entre sprincipalmente gracias a las interacciones dipolo-dipolodelos gruposCN. Es suave, de aspecto similar a la lana,retiene su forma, es resistente a polilla, luz solar, aceite yagentes qumicos. Usos: frazadas, alfombras, buzos, medias.

Aramida contiene anillos aromticos en su cadena. Debido ala estabilidad de la estructura aromtica y la conjugacin delos grupos amida, posee gran estabilidad qumica y trmica,incluyendo resistencia al fuego, por lo cual se utiliza en ropade proteccin para los bomberos y policas. Sus usos

industriales estn limitados por su alto punto de fusin einsolubilidad en solventes comunes. Es ms liviano y msduro que el acero, por lo cual un chaleco antibalas de pocoms de un kilogramo de peso puede detener una bala calibre38 disparada desde 3 metros de distancia.

ALGUNAS FIBRAS


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SILICATOS Y SILICONAS

El silicio forma unavariedad de polmerosnaturales inorgnicos,

los silicatos, quecontienen unidades SiO4


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SILICATOS Y SILICONAS

En las siliconas, dos de los oxgenos de la unidad SiO4han sidoreemplazados por grupos hidrocarbonados, dando lugar a polmeroscon estructura (-O-SiR2-)n.

APLICACIONES

TAPAS DE BUJASCABLESMANGUERAS DE CALEFACCINBURLETES DE VENTANASTUBOS PARA DILISIS Y TRANSFUSIONESCATTERES

IMPLANTES.


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Oxoplsticos Se trata de un proceso en el cual poliolefinas convencionales

(polietileno, polipropileno, poliestireno) reaccionan con el oxgenopresente en la atmsfera para insertar oxgeno en el enlacemolecular del polmero, de forma que este enlace se quiebre yconvierta en molculas polares ms pequeas, en un procesollamado oxidacin.Esta es la primera etapa del proceso, llamadadegradacin. Entonces, estos fragmentos, cada vez ms pequeos,absorben agua (son hidrfilos), por tanto se genera un ambiente

propicio para que se desarrollen y prosperen microorganismosnaturales.

poli meros

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