POLÍMEROS

• Proviene de palabra griega (poly) y (mers) que significa muchas partes.

• Sustancias de alto peso molecular que están constituidas por moléculas orgánicas pequeñas llamadas monómeros.

• Llamados también plásticos.

• Pueden ser naturales o sintéticos

– productos naturales (proteínas, carbohidratos, lípidos, goma natural, seda, etc.)

– productos sintéticos (poliestireno, teflón, nilón, etc.)

*DEFINICIÓN

*Breve historia de los polímeros

2000 A.C 2013 - ….

1988 D.C.

1786 D.C.

Egipcios utilizaban

reina natural para embalsar a sus muertos

Se busca encontrar un polímero mas resistente y de mayor manejabilidad

Se logra crear el “policarbonato” 200 veces más resistente que el vidrio al impacto.

Se crean los primeros hestirenos que mas adelante se convertirían en “poliestireno

* Bottle Institute de la Society of the Plastics Industry (1988)

Crea un sistema de códigos para identificar los recipientes de plástico. Cada código tiene un número dentro de un símbolo triangular y una abreviatura debajo a fin de identificarlos correctamente para un eventual reciclaje

Códigos recomendados por el Plastic Bottle

Institute para la identificación de

plásticos.

POLIMERIZACIÓNLa 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, ésta 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

*COMO SE FORMAN?Se forman de la unión de muchas moléculas y por lo tanto de gran peso molecular

Monómero 1dímero:

2

trímero:

3

oligomeros:

4 - 20

polímeros: > 20

*CLASIFICACIÓNSEGÚN SU ORIGEN

*POLÍMEROS NATURALES

Las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la celulosa y la quitina), el hule o caucho natural, la lignina, etc.

*POLÍMEROS SEMISINTÉTICOS

La nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.

*POLÍMEROS SINTÉTICOS

El nailon, el poliestireno, el Policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.

SEGÚN SU MECANISMO DE POLIMERIZACIÓN

*En 1929 Carothers propuso la siguiente clasificación:

*POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN

*POLÍMEROS DE ADICIÓN

*Clasificación de Flory (modificación a la de Carothers para considerar la cinética de la reacción):

*POLÍMEROS FORMADOS POR REACCIÓN EN CADENA

*POLÍMEROS FORMADOS POR REACCIÓN POR ETAPAS

SEGÚN SU COMPOSICIÓN QUÍMICA

*POLÍMEROS ORGÁNICOS

*POLÍMEROS ORGÁNICOS VINÍLICOS

*POLÍMEROS ORGÁNICOS NO VINÍLICOS

*Poliésteres

*Poliamidas

*Poliuretanos

*POLÍMEROS INORGÁNICOS

SEGÚN SUS APLICACIONES

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

*ELASTÓMEROS

*PLÁSTICOS

*FIBRAS

*RECUBRIMIENTOS

*ADHESIVOS

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 tres tipos de polímeros:

*TERMOPLÁSTICOS polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo PVC.

*TERMOESTABLES, que no fluyen, y lo único que conseguimos al calentarlos es que se descompongan químicamente, en vez de fluir.

*ELASTÓMERO, plásticos con un comportamiento elástico que pueden ser deformados fácilmente sin que se rompan sus enlaces o modifique su estructura.

polietileno

*PROPIEDADESPROPIEDADES TÉRMICAS

*La cristalinidad que se refiere al ordenamiento de las cadenas del polímero que contrario a lo que se piensa le imparte a la resina opacidad debido a que las moléculas presentan mayor empaquetamiento y por lo tanto impiden el paso de la luz por medio de ellas.

*Tiene una conducta térmica muy buena.

* Algunas personas son muy ordenadas. Cuando guardan sus medias, las pliegan y las apilan con gran dedicación. Así:

* A otros en realidad no les interesa en absoluto lo prolijo que pueda verse su cajón de medias. Esas personas simplemente arrojan sus medias en el cajón, formando un gran montículo totalmente enredado. De modo que su cajón se ve así:

* Los polímeros son como las medias. A veces se encuentran dispuestos de modo perfectamente ordenado, como el cajón de la foto de arriba. Cuando estamos en este caso, decimos que el polímero es cristalino. En otras ocasiones, no existe un ordenamiento y las cadenas poliméricas forman una masa completamente enredada, como las medias de la foto de abajo. Cuando ésto sucede, decimos que el polímero es amorfo.

PROPIEDADES FÍSICAS A temperaturas más bajas los polímeros se vuelven

más duros y con ciertas características vítreas, debido a la pérdida de movimiento relativo entre las cadenas que forman el material. La temperatura a la que funden las zonas cristalinas se llama temperatura de fusión (Tf). Otra temperatura importante es la de descomposición y es conveniente que sea bastante superior a Tf.

*Otra propiedad física viene a ser la densidad.

LAS PROPIEDADES MECÁNICAS*Al hacerse ensayos y estudios se tienen: la tensión que indica la resistencia del material, la flexión y la dureza que es la resistencia que opone un material a ser penetrado o rayado, así como también la ductibilidad.

*Después de los ensayos realizados, se considerarán diferentes tipos de respuesta mostrados por los polímeros sólidos a diferentes niveles de tensión aplicados; elasticidad, viscoelasticidad, flujo plástico y fractura.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS*Los polímeros industriales en general suelen ser malos conductores eléctricos, por lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como materiales aislantes.

*Se encuentran por ejemplo en las carcasas de los equipos electrónicos además tienen gran resistencia al medio ambiente, como son, por ejemplo, las resinas ABS.

*acrilonitrilo, butadieno y estíreno (styrene) una gran aplicación en la industria del automóvil. 

*PROPIEDADES QUÍMICAS

*Finalmente se encuentran las propiedades químicas, dentro de las cuales cabe destacar la resistencia química de los polímeros, ya que la misma determina si es compatible o no con otros elementos. Resisten a los disolventes y algunos ácidos.

*POLÍMEROS EN LA CONSTRUCCIÓN

*Los polímeros resultaron ser materiales idóneos para satisfacer todas estas necesidades debido a sus características particulares. En general serian las siguientes:

*Durables y resistentes a la corrosión, por ello se aplican en elementos que están expuestos al aire libre pudiendo durar décadas.

*Aislantes tanto de frío como del calor, lo cual permite el ahorro de energía, y también aislantes acústicos.

*Muy ligeros frente a otros materiales usados en la construcción, siendo así manejables y fáciles de transportar y almacenar.

* Tienen buena relación costo / beneficio

* La mayoría (a excepción del PVC) son respetuosos con el medio ambiente, se pueden reciclar, reutilizar o trasformar en una fuente de energía.

*Estas son las características más generales pero luego cada uno posee propiedades particulares que hacen que sean mas adecuados para unas aplicaciones que para otras.

*Existe una gran variedad de polímeros usados en la construcción pero los más utilizados son el PVC, PSE, PU, y PE (alta y baja densidad), tal como se aprecia en el siguiente grafico: Consumo de plásticos en el sector de la construcción en Europa occidental.

PROPIEDADES PARTICULARES

.Largas moléculas lineales no ramificadas unidas por enlaces secundarios• ↑↑fluidez entre cadenas• Funden• Moldeables por calentamiento y/o presión manteniendo la forma (repeticiones ∞)• Polimerización por adición• Moderado coste, aceptables propiedades mecánicas y resistencia al calor• Translucidez ( buenísimas calidad ópticas), buena estabilidad dimensional⇒

Uso comúnPoli-cloruro de vinilo (PVC)Poli-cloruro de alta y baja densidad (HDPE y LDPE)Poli-propileno (PP)Poli-estireno (PS)Poli-cloruro de vinilo (PVC)Poli-cloruro de alta y baja densidad (HDPE y LDPE)Poli-propileno (PP)Poli-estireno (PS) Recipientes, embalajes, tuberías, menajes del hogar, etc. Recipientes, embalajes, tuberías, menajes del hogar, etc.

Uso IngenierilPoli-ésteresPoli-amidas (kevlar)Poli-carbonadas (PC)Poli-feniloxido (PPO)Poli-fenileter (PPE) Industria del automóvil (15% del peso automóvil) Industria textil (fibras sintéticas: neylon…)

*APLICACIONES 

POLÍMERO 

CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES 

APLICACIONES     

PVC

Versatilidad, ligero, resistente a la intemperie,Alta tenacidad (soporta altos requerimientos mecánicos), fácil instalación, Baja toma de humedad (cañerías), Resistente a la abrasión, al impacto, y a la corrosión, buen aislante térmico, eléctrico y acústico, no propaga llamas, resistente a la mayoría de los reactivos químicos, duradero...Sin duda es el más utilizado.

Membranas para impermeabilizar suelos, laminas para carteles, sobretodo en una gran variedad de cañerías tanto de domicilios como públicos. Electricidad: recubrimiento aislante de cables, cajas de distribución, enchufes….Recubrimiento de paredes, techos, piscinas….Alfombras, cortinas tapizados, ventanas puertas, persianas muebles de exterior e interior, mangueras, carpas y recintos inflables……..

 

PU Resistente a la corrosión, Flexibilidad, ligero, no tóxico, alta resistencia a la temperatura, propiedades mecánicas y productos químicos.

Sobretodo su uso en construcción se basa como materiales de

aislamiento, en techos, cañerías.Paneles

EPS

y PS

Baja conductividad térmica, gran capacidad aislante (térmico), resistencia a la compresión, alto poder de amortiguación, fácil de trabajar y manipular, estabilidad a bajas temperaturas y soporta también altas temperaturas (cañerías de agua fría y caliente)

Se basan fundamentalmente en aislamientos sobretodo térmicos, en cañerías, suelos flotantes, ladrillos, techos, paredes y suelos, en hormigón liviano.Construcción prefabricada, sistemas de calefacción, cámaras frigoríficas.Embalajes de transporte frágil (amortiguación).Espuma de EPS se utiliza como relleno de vacío por ejemplo en puentes reduciendo peso total. Electrodomésticos.

  

HDPE

Resistente a las bajas temperaturasLigero , impermeable ,flexible duradero , siendo así de bajo mantenimiento y económico

Recubrimiento de cañerías, como aislante ya que el HDPE aguanta de-20ºC a85ºC. Revestimiento de cables. Caños para gas, telefonía, agua potable, minería…Laminas plásticas para aislamiento hidrófugo.

 

LDPECaracterísticas similares, Flexible, ligero transparente, impermeable, económico

Revestimiento para suelos, recubrimiento de obras en construcción(cobertores de seguridad).Protección, tuberías par riego.

    

PP

Es el más ligero de todos los materiales plásticos buenas propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas. Alta temperatura de reblandecimiento, óptima resistencia química, a la abrasión, impermeable, larga vida útil…

Alfombras, cañerías e instalaciones de agua fría y caliente, cajas de electricidad, enchufes …Sacos y bolsas para cargar cemento y arena y otros materiales granulados o en polvo. Se distinguen por que repelen el agua, no se ensucian ni pudren y son resistentes a la luz.Membranas de asfalto modificado para techos, fibras de PP para reforzar.Ideal para elementos de electrodomésticos. En maquinaria para la construcción.

 

PC 

Inerte, alta resistencia a la temperatura, propiedades mecánicas, y productos químicos

Se utilizan como “vidrios” de seguridad, como vallas y cercos de seguridad transparentes.

 

PETGran resistencia al impacto transparente ligero impermeable

Carteles y exhibidores por su resistencia a la radiación UV, el viento, clima...Alfombras, cortinas, muebles de exterior (jardín…)

* Conclusiones

*Durante los últimos 20 años, el consumo de plásticos en el sector de la construcción ha ido aumentando drásticamente a medida que los arquitectos y especialistas empezaron a tener conocimiento de los beneficios que pueden brindar estos materiales en sus muy diferentes aplicaciones.

*La facilidad de procesamiento el poco peso que caracteriza a los polímeros, además de su fuerza y durabilidad, hacen que estos materiales resulten ideales para satisfacer los requerimientos del sector.

*Estos polímeros ofrecen cada vez más ventajas y brindan confort y eficiencia a lo cotidiano. Las diversas propiedades que ya hemos mencionado de cada uno de ellos los hacen convenientes para una gran variedad de aplicaciones importantes para vivir con comodidad y seguridad.

*El equilibrio entre las necesidades de la construcción y la protección del medio ambiente es uno de los mayores desafíos que enfrentan hoy a los responsables del planeamiento urbano.