POLIMEROS

DocenteDiana Catalina Moreno Guarín

Contenido• Introducción a los plásticos 1. Plásticos naturales2. Plásticos sinteticos• Química elemental de polímeros1. Moléculas de hidrocarburo2. Macromoléculas3. Organización moléculas4. Fuerzas intermoleculares5. Orientación molecular6. Termoestables

Contenido• Propiedades de los polímeros1. Propiedades mecánicas2. Propiedades físicas3. Propiedades térmicas4. Propiedades ambientales5. Propiedades ópticas6. Propiedades eléctricas

Plásticos introducción

El plástico es el primer material sintético creado por el hombre. Antes de la aparición del primer plástico sintético, el hombre ya utilizaba algunas

resinas naturales, como el betún, la goma y el ámbar, con los que podían fabricar productos útiles y lograr aplicaciones diversas. Se tienen

referencias de que éstas se utilizaban en Egipto, Babilonia, India, Grecia y China, para una

variedad de aplicaciones desde el modelo básico de artículos rituales hasta la impregnación de los

muertos para su momificación.

Plasticos: DefiniciónLos plásticos son un conjunto de materiales de origen orgánico y de elevado peso molecular. Están compuestos fundamentalmente de carbono y otros elementos como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno o el azufre. A estos compuestos se les denomina polímeros.

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Química Elemental de polímeros

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Los polímeros pueden formarse a partir de una (homopolímero) o más moléculas (copolímero). Se pueden dividir los polímeros lineales también por la estructura de su cadena: en isocadenas, si contienen en la cadena principal solamente átomos de carbono y heterocadenas si contienen además otros elementos

Clasificación de los materiales poliméricos

Bases de clasificación Tipo

Origen Natural, sintético

Estructura Lineales , ramificados, entrecruzados

Formación Adición, condensación

Disposición de las moleculas Termoestables, Termoplásticos, elastomeros

Aplicaciones Fibras, plásticos, elásticos

Los plásticos naturales se obtienen directamente de materias primas vegetales (celulosa, látex) o animales (caseína). Son las sustancias plásticas que no necesitan de un proceso de laboratorio para producirse, ya que están formadas en su totalidad por compuestos naturales, que proceden en su mayoría de animales y vegetales.

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Plásticos Naturales

Son una secreción orgánica que producen muchas plantas, particularmente los árboles del tipo conífera. Es muy valorada por sus propiedades químicas y sus usos asociados, como por ejemplo la producción de barnices, adhesivos y aditivos alimenticios. También es un constituyente habitual de perfumes o incienso

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Resinas

Caucho

Es un polímero elástico, surge como una emulsión lechosa (conocida como látex) en la savia de varias plantas. La principal fuente comercial de látex son las euforbiáceas, del género Hevea, como Hevea brasiliensis. Otras plantas que contienen látex son el ficus euphorkingdom heartsbias y el diente de león común.

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Caseína

La caseína (del latín caseus, "queso") es una fosfoproteína (un tipo de heteroproteína) presente en la leche y en algunos de sus derivados (productos fermentados como el yogur o el queso). En la leche, se encuentra en la fase soluble asociada al calcio (fosfato de calcio) en un complejo que se ha denominado caseinógeno.

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Latex

El látex natural es una suspensión acuosa coloidal compuesta de grasas, ceras y diversas resinas gomosas obtenida a partir del citoplasma de las células laticíferas presentes en algunas plantas angiospermas y hongos.

Celulosa

La celulosa es un biopolímeros compuesto exclusivamente de moléculas de β-glucosa (desde cientos hasta varios miles de unidades), es pues un homopolisacárido. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.

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Plásticos sintéticos

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Los plásticos sintéticos se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón. La mayoría de plásticos pertenecen a este grupo.

Clasificacion por naturaleza

POLÍMEROS

NATURALES SINTÉTICOS

PLÁSTICOS

TERMOPLÁSTICOS(Polietileno)

TERMOESTABLES(Baquelita)

FIBRAS(Naylon, tergal)

ELASTÓMEROS(Neopreno)

Clasificación por estructura

Lineales

Formados por monómeros difuncionales. Ejemplos: Polietileno, poliestireno, kévlar.

Clasificación por estructura

Formados por monomeros trifuncionales. Ejemplo: Poliestireno (PS).

Ramificado

Clasificación por estructura

Cadenas lineales adyacentes unidas linealmente con enlacescovalentes. Ejemplo: Caucho.

Entrecruzados

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Clasificación por sintesis

Adiciona a la instauración del monómero, prosiguiendo a través de una reacción en cadena. Como otras reacciones radicalicas, transcurren en tres etapas. Iniciación, propagación y terminación

Adición

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CHCl( )n CHCl)nCH2 (CH2

Monómero Polímero Usos típicos

CH2CH2

Eteno

[CH2CH2 ] n

Polietileno

Contenedores, tuberías, bolsas, juguetes, cables aislantes.

CH2CH CH3

Propeno

[CH2CH ] n

CH3

Polipropileno

Fibras para alfombras, redes de pesca, cuerdas, cesped artificial.

CH2CHCl

Cloroeteno

[CH2CH ] n

ClPolicloruro de vinilo (PVC)

Cañerías, mangueras, discos, cuero artificial, envoltorios para alimentos, baldosas.

CH2CHCN

Acrilonitrilo

[CH2CH ] n

CNPoliacrilonitrilo

Fibras para ropa, alfombras, tapices.

CH2CH

Estireno

[CH2CH ] n

Poliestireno

Espuma de poliestireno, vasos para bebidas calientes, embalajes, aislamientos.

CF2CF2

Tetrafluoreteno

[CH2CH2 ] n

Teflón

Recubrimientos antiadherentes para utensilios de cocina.

Adición

Clasificación por síntesis

CondensaciónSe produce por reacción entre dos monómeros diferentes, cada uno de ellos con dos grupos funcionales, uno en cada extremo de la molécula. La unión entre los monómerossupone la eliminación de una molécula pequeña, normalmente agua. La reacción transcurre en varias etapas, y los polímeros que se forman son mas pequeños que los de adición. Son además, heteropolimeros.

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n NH2 R NH2 + n HOOC R' COOH

COOH + (2n-1) H2OR')nNHCO(RNH2

Tema 1. Estructura y propiedades.1. Polímeros de adición y condensación

Polímero Abreviatura Unidad de repeticiónPoliéster

Poliamida PAPolicarbonato PC

Poli(etilen terftalato)

PET

Poliuretano PUResina de

Fenol-formaldehido

R OCO R' COO

COR'NHCORNH

O C CO

CH3

CH3

COO CH2 CH2 OCO

NH COO R OCO NH R'

CH2

CH2

CH2

OHOH

Condensación

Respuesta térmica

TermoestablesSus macromoléculas se entrecruzan formando una red.Debido a esta disposición sólo se les puede dar forma una vez. Un segundo calentamiento produciría su degradación.

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Respuesta Térmica

TermoplásticosLas macromoléculas están dispuestas libremente sin entrelazarse. Tienen la propiedad de reblandecerse con el calor, adquiriendo una forma que conserva al enfriarse.

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Disposición de las moléculas

ElastómerosLas macromoléculas están ordenadas formando una red de pocos enlaces. Recuperan su forma y dimensiones cuando la fuerza que actúa sobre ellos cede.

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Plásticos

Termoestables

Resina de

poliéster

Resina epoxi

Baquelita

Melamina

Termoplásticos

Poliestireno

PVC

Nylon

Polietileno

Polipropileno

Elastómeros

Caucho

Neopreno

Silicona

Propiedades

Resistencia mecánica elevadaLes permite soportar tensiones y presiones sin romperse ni desgastarse.

Propiedades

Químicamente inerte

La mayoría de los plásticos resisten el ataque de los ácidos,

álcalis y por los agentes atmosféricos. Debido a esta propiedad se emplean paralas tuberías que transportan el agua, para

los depósitos que contienen ácidos.

Propiedades

Baja densidad

El plástico es un material muy ligero, se utilizan para piezas de coches, recipientes, juguetes

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Propiedades

Conductividad térmica:

Son muy malos conductores del calor, por lo que se emplean como aislantes térmicos.

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Propiedades

Facilidad de coloracion

Permiten variar el color del acabado. Algunos plásticos son transparentes por lo que pueden utilizarse como sustitutos del cristal.

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Propiedades

Elasticidad:Recuperan su forma original con facilidad. Sobre todo el grupo de elastómeros. Debido a esta propiedad se emplean para suelas de zapatos, trajes de buzo, gomas

Propiedades

Conductividad eléctrica

Son muy malos conductores eléctricos. Debido a ello se utilizan para recubrir los cables que transportan la energía eléctrica, para fabricar enchufes, interruptores, etc.

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Propiedades

Bajo punto de fusión

Los plásticos pasan de estado sólido a líquido a una temperatura muy baja, por lo que abaratan los procesos de fabricación. Pero no pueden usarse para fabricar objetos que precisen una alta resistencia al calor.

REFERENCIAS• Green, D. W., Perry, R. H., & Maloney, J. O. (2001). Perry:

manual del ingeniero químico (7 ed.): Unión Tipográfica Editorial Hispano Americana.

• Ortuño, Á. V. (1999). Introducción a la química industrial: Reverté.

• Richardson, T. L., & Lokensgard, E. (2000). Industria del plástico: plástico industrial: Paraninfo.

• Vela, M. C. V., Blanco, S. Á., & Carbonell, J. L. Z. (2006). Ciencia y tecnología de polímeros: Editorial UPV.

http://www.anh.gov.co/portalregionalizacion/PublishingImages/Paginas/LA-CADENA-DEL-SECTOR-HIDROCARBUROS/productos.jpg