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Polímeros
Los materiales conocidos como plásticos son polímeros, es decir
substancias formadas por la unión de muchas moléculas pequeñas o
monómeros
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Polietileno
• En el caso del polietileno, el monómero es el etileno, H2C=CH2, y la unidad monomérica [-H2C-CH2-]
• El polímero es la repetición miles de veces de esta unidad: [-H2C-CH2-]n
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Polietileno
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Polímeros termoplásticos y termofijos
• Termoplásticos: adquieren la propiedad plástica por aplicación del calor, pudiendo darseles forma repetidas veces. Pueden ser reciclados
• Termofijos: permanecen rígidos y si se aumenta la temperatura se queman. No son reciclables. Se producen por una reacción llamada condensación.
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Aspectos estructurales: tipos de polímeros
• De acuerdo a la forma de sus estructuras, los polímeros pueden dividirse en varios tipos:
• Polímeros lineales• Polímeros ramificados• Polímeros entrecruzados• Polímeros reticulados
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Polímeros lineales• Lo que se conoce como polímeros lineales
son en realidad estructuras en zig-zag, debido a los ángulos que forman los átomos de carbono.
• Es el caso del polietileno visto anteriormente.
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Polímeros ramificados
• En la síntesis se suelen producir reacciones que dan origen a la ramificación de la cadena principal
• Dificultan el acercamiento de las cadenas, disminuyendo la densidad y la resistencia mecánica
• El polietileno tiene una variante de baja densidad y otra de alta densidad
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Tipos de estructuras
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Polímeros entrecruzados
• Son cadenas unidas lateralmente. El caso más conocido es el de los materiales conocidos como elastómeros. El proceso de vulcanización del caucho consiste en establecer estas uniones mediante el azufre
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Polímeros reticulados
• Los materiales termofijos, como la bakelita, las resinas epoxi, tienen este tipo de estructuras.
• Se forman a partir de moléculas que pueden reaccionar por tres puntos de su estructura, como en el caso del fenol
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Homopolímeros y copolímeros
• En los homopolímeros, la unidad estructural que se repite es la misma, o sea que tiene la fórmula AAAA....
• En los copolímeros, hay dos o más unidades diferentes, que pueden tener siguientes distribuciones:
• Al azar: AABABABBBA• Alternados:ABABABABA• En bloque: AAABBBAAABBB• De injerto
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Homopolímeros y Copolímeros
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Cristalinidad
• La gran complejidad y tamaño de la estructura de un polímero hace difícil que estén ordenados en disposición regular.
• En general son amorfos o tienen un grado de cristalinidad máximo de 95%
• Depende de la velocidad de enfriamiento y de la estructrura del polímero.
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Cristalinidad
• Los aspectos estructurales que dificulten el movimiento constituyen trabas al ordenamiento.
• Normalmente dentro de un polímero existen zonas cristalinas y zonas no cristalinas
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Cristalinidad
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Cristalinidad
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Comportamiento mecánico
• Como todo material, ante la aplicación de una tensión, puede deformarse en forma plástica o permanente.
• Pueden ser frágiles, plásticos o elásticos (elastómeros)
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Curva Tensión - Deformación
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Etapas de la deformación
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Curva Tensión - Deformación
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Efecto del grado de cristalinidad
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Efecto de la temperatura
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Estructuras monoméricas
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Propiedades de termoplásticos
288133-21333-382100-2300PTFE
60-10460-36021-551200-1300Acetatos celulosicos
54-110122761110-1190Acrílico
71-93320411050-1070ABS
60-10421-2769-831080SAN
107-15021-11733-37900-910Polipropileno
11053-29851-621490-1580PVC
80-12021-7420-37950-960Polietileno(HD)
82-1006-17920-930Polietileno(LD)
Temp. max de uso
Resistencia al impacto (J/m)
Resistencia a Tension (Mpa)
Densidad (kg/m3)
Material
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Polietileno (PE)
• Es el polímero lineal más simple y de mayor consumo, por sus buenas propiedades y bajo precio.
• Existe en dos versiones, LDPE y HDPE• Blando, flexible, resistente a la corrosión,
aislante eléctrico• Uso: contenedores, botellas, vasos, bolsas,
aislante
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Policloruro de Vinilo (PVC)
• Sustituye uno de los átomos de hidrógeno con cloro, que al ser electronegativo crea atracciones en cadenas vecinas.
• A su vez, produce repulsiones que reducen la flexibilidad de las mismas.
• El PVC rígido se utiliza para tuberías, canales, aislantes
• Con plastificantes, mejora su flexibilidad y se realizan tapizados de muebles, discos, etc.
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Policloruro de Vinilo (PVC)
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Policloruro de Vinilo (PVC)
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Polipropileno (PP)
• Sustituye un hidrógeno con metilo, al ser una molécula grande produce una estructura más resistente pero menos flexible
• Pueden variarse sus propiedades en un amplio rango mediante distintos procesos y agregados
• Usos: botellas esterilizables, carcasas de electrodomésticos, paragolpes, etc
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Polipropileno (PP)
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Polipropileno (PP)
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Poliestireno (PS)
• Tiene un grupo fenilo de gran tamaño, que le da elevada rigidez. Además es transparente y frágil.
• Uso: recubrimiento interior de automóviles, electrodomésticos, juguetes.
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Poliestireno (PS)
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Poliestireno (PS)
1939: Gabinete de madera1948: Gabinete fenólico
1970: Gabinete de HIPS2003: Gabinete de HIPS
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Poliacrilonitrilo (PAN)
• Tiene un grupo nitrilo con gran electronegatividad, que produce repulsiones iónicas, lo cual da rigidez y facilidad para formar fibras.
• Forma copolímeros con estireno (SAN) y butadienos (ABS)
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Poliacrilonitrilo (PAN)
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Poliacrilonitrilo (PAN)
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Poliacrilonitrilo (PAN)
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Politetrafluoroetileno (PTFE) (Teflón)
• Excepcional resistencia al ataque químico, aislante y resistencia a altas temperaturas (Por la presencia del flúor)
• Como el fluor tiene tamaño pequeño, es altamente cristalino y de elevada densidad.
• Aislamientos, recubrimientos antiadherentes.
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Politetrafluoroetileno (PTFE) (Teflón)
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Politetrafluoroetileno (PTFE) (Teflón)
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Poliamidas – Nailons (PA)
• Tienen una estructura con un gran entrecruzamiento lateral, produciendo un material cristalino, de alto punto de fusión, resistente, tenaz, capaz de absorber agua.
• Uso en fabricación de cojinetes, engranajes, fibras, piezas que trabajen a temperaturas elevadas, etc.
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Poliamidas – Nailons (PA)
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Policarbonatos (PC)
• Los grupos fenilo y metilo introducen un fuerte impedimento estérico, por lo que son de elevada rigidez.
• El enlace C-O le da cierta flexibilidad, lo que da resistencia al impacto.
• Son transparentes, aislantes eléctricos.• Pantallas, cascos de seguridad, lentes,
vidrios, CD´s, etc
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Policarbonatos (PC)
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Policarbonatos (PC)
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Poliésteres (PET)
• Politereftalato de etileno (PET) y politereftalato de butileno (PBT).
• Buena resistencia mecánica, resistente a productos químicos.
• Botellas, vasos, enchufes, conectores
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Poliésteres (PET)
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Plásticos termofijos
• Tienen estructura tridimensional, por la formación de enlaces entrecruzados.
• Rígidos, duros, estables térmicamente, densidad pequeña
• Fenólicos : baquelita• Resinas epoxi
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Plásticos termofijos
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Elastómeros
• Tienen gran elasticidad.• Están formados por cadenas enrolladas, que
se desenredadn al aplicar fuerza de tracción. Vuelven a su posición inicial cuando cesa la fuerza.