PlsticosOrgenes de los Plsticos El trmino Plstico, en su significacin ms general, se aplica a las sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullicin y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos de materiales sintticos obtenidos mediante fenmenos de polimerizacin o multiplicacin artificial de los tomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgnicos derivados del petrleo y otras sustancias naturales. La definicin enciclopdica de plsticos dice lo siguiente: Materiales polimricos orgnicos (los compuestos por molculas orgnicas gigantes) que son plsticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusin, moldeo o hilado. Las molculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintticas, como el polietileno y el nylon. Los materiales empleados en su fabricacin son resinas en forma de bolitas o polvo o en disolucin. Con estos materiales se fabrican los plsticos terminados. Etimologa El vocablo plstico deriva del griego plastikos, que se traduce como moldeable. Los polmeros, las molculas bsicas de los plsticos, se hallan presentes en estado natural en algunas sustancias vegetales y animales como el caucho, la madera y el cuero, si bien en el mbito de la moderna tecnologa de los materiales tales compuestos no suelen encuadrarse en el grupo de los plsticos, que se reduce preferentemente a preparados sintticos. El primer plstico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander ofreci una recompensa de 10.000 dlares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural, destinado a la fabricacin de bolas de billar. Una de las personas que compitieron fue el inventor norteamericano Wesley Hyatt, quien desarroll un mtodo de procesamiento a presin de la piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitracin tratado previamente con alcanfor y una

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cantidad mnima de disolvente de alcohol. Si bien Hyatt no gan el premio, su producto, patentado con el nombre de celuloide, se utiliz para fabricar diferentes objetos detallados a continuacin. El celuloide tuvo un notable xito comercial a pesar de ser inflamable y de su deterioro al exponerlo a la luz. El celuloide se fabricaba disolviendo celulosa, un hidrato de carbono obtenido de las plantas, en una solucin de alcanfor y etanol. Con l se empezaron a fabricar distintos objetos como mangos de cuchillo, armazones de lentes y pelcula cinematogrfica. Sin ste, no hubiera podido iniciarse la industria cinematogrfica a fines del siglo XIX. Puede ser ablandado repetidamente y moldeado de nuevo mediante calor, por lo que recibe el calificativo de termoplstico. En 1909 el qumico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland (1863-1944) sintetiz un polmero de inters comercial, a partir de molculas de fenol y formaldehdo. Este producto poda moldearse a medida que se formaba y resultaba duro al solidificar. No conduca la electricidad, era resistente al agua y los disolventes, pero fcilmente mecanizable. Se lo bautiz con el nombre de baquelita (o bakelita), el primer plstico totalmente sinttico de la historia. Baekeland nunca supo que, en realidad, lo que haba sintetizado era lo que hoy conocemos con el nombre de copolmero. A diferencia de los homopolmeros, que estn formados por unidades monomricas idnticas (por ejemplo, el polietileno o el polipropileno), los copolmeros estn constituidos, al menos, por dos monmeros diferentes. Otra cosa que Baekeland desconoca es que el alto grado de entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita le confiere la propiedad de ser un plstico termoestable, es decir que puede moldearse apenas concluida su preparacin. En otras palabras, una vez que se enfra la baquelita no puede volver a ablandarse. Esto la diferencia de los polmeros termoplsticos, que pueden fundirse y moldearse varias veces, debido a que las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero no presentan entrecruzamiento. Entre los productos desarrollados durante este periodo estn los polmeros naturales alterados, como el rayn, fabricado a partir de productos de celulosa.

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Qu son los polmeros?La materia esta formada por molculas que pueden ser de tamao normal o molculas gigantes llamadas polmeros. Los polmeros se producen por la unin de cientos de miles de molculas pequeas denominadas monmeros que forman enormes cadenas de las formas ms diferentes. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones, otros globos, etc. Algunas se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales. La mayor parte de los polmeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintticos con propiedades y aplicaciones variadas. Lo que distingue a los polmeros de los materiales constituidos por molculas de tamao normal son sus propiedades mecnicas. En general, los polmeros tienen una muy buena resistencia mecnica debido a que las grandes cadenas polimricas se atraen. Las fuerzas de atraccin intermoleculares dependen de la composicin qumica del polmero y pueden ser de varias clases.

Fuerzas de Van der Waals.Tambin llamadas fuerzas de dispersin, estn en las molculas de muy baja polaridad, generalmente en los hidrocarburos. Estas fuerzas provienen de dipolos transitorios: como resultado de los movimientos de electrones, en cierto instante una porcin de la molcula se vuelve ligeramente negativa, mientras que en otra regin aparece una carga positiva equivalente. As se forman dipolos no-permanentes. Estos dipolos producen atracciones electrostticas muy dbiles en las molculas de tamao normal, pero en los polmeros, formados por miles de estas pequeas molculas, las fuerzas de atraccin se multiplican y llegan a ser enormes.

Densidad y temperatura de fusin de hidrocarburos.Fuerzas de atraccin. Debidas a dipolos permanentes, como en el caso de los polisteres. Estas atracciones son mucho ms potentes y a ellas se debe la gran resistencia tensil de las fibras de los polisteres. Enlaces de hidrgeno. Como en las poliamidas. Estas interacciones son tan fuertes, que una fibra obtenida con estas poliamidas tiene resistencia tensil mayor que la de una fibra de acero de igual masa. 3

Otros polmeros. Hay atracciones de tipo inico que son las ms intensas. Se llaman ionmeros y se usan, por ejemplo, para hacer pelculas transparentes de alta resistencia.

Tipos de polmerosConcepto y clasificacin. Un polmero (del griego poly, muchos; meros, parte, segmento) es una sustancia cuyas molculas son, por lo menos aproximadamente, mltiplos de unidades de peso molecular. La unidad de peso molecular es el monmero. Si el polmero es rigurosamente uniforme en peso molecular y estructura molecular, su grado de polimerizacin es indicado por un numeral griego, segn el nmero de unidades de monmero que contiene. As, hablamos de dmeros, trmeros, tetrmeros, pentmeros y sucesivos. El trmino polmero designa una combinacin de un nmero no especificado de unidades. Si el nmero de unidades es muy grande, se usa tambin la expresin gran polmero. Un polmero no tiene la necesidad de constar de molculas individuales todas del mismo peso molecular, y no es necesario que tengan todas la misma composicin qumica y la misma estructura molecular. Hay polmeros naturales como ciertas protenas globulares y policarbohidratos, cuyas molculas individuales tienen todas el mismo peso molecular y la misma estructura molecular, pero la gran mayora de los polmeros sintticos y naturales importantes son mezclas de componentes polimricos homlogos. La pequea variabilidad en la composicin qumica y en la estructura molecular es el resultado de la presencia de grupos finales, ramas ocasionales, variaciones en la orientacin de unidades monmeras y la irregularidad en el orden en el que se suceden los diferentes tipos de esas unidades en los copolmeros. Estas variedades en general no suelen afectar a las propiedades del producto final. Polmeros ismeros. Los polmeros ismeros son polmeros que tienen esencialmente la misma composicin, pero con diferente colocacin de los tomos o grupos de tomos en las molculas. Concepto de tacticidad. El termino tacticidad se refiere al ordenamiento espacial de las unidades estructurales.

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El mejor ejemplo es el polipropileno, que a base de los catalizadores hechos a base de cloruro de titanio y tri-alquil-aluminio, acomodan a los monmeros de forma que todos los grupos metilos quedan colocados del mismo lado en la cadena. As se cre el polipropileno isotctico, que tiene excelentes propiedades mecnicas. El polipropileno atctico es un material ceroso, con psimas propiedades mecnicas. Otros catalizadores permiten colocar los grupos alternadamente, formando polmeros que se llaman sindiotcticos. Monmeros Unidades que reaccionan en cadena durante la polimerizacin por emulsin para producir polmeros (polimerizan). Cada monmero tiene su estructura qumica especial que tiene un gran impacto en las propiedades del polmero resultante. La seleccin del monmero o monmera adecuada debe ser realizada, no slo teniendo en cuenta que el polmero resultante satisfaga el uso final que se dar al mismo, sino tambin asegurar la compatibilidad con pigmentos y cargas y asegurar que el ltex sea procesable Ej. : estable durante el bombeo, mezcla, etc. En gran parte, los requerimientos de uso final del polmero son satisfechos por las propiedades del polmero en s mismo (cadenas de monmero o monmeros), pero una importante serie de propiedades estar gobernada por las propiedades de superficie y coloidales de la dispersin. Homopolmeros y copolmeros. Los materiales como el polietileno, el PVC, el polipropileno, y otros que contienen una sola unidad estructural, se llaman homopolmeros. Por otro lado los copolmeros contienen varias unidades estructurales. Estas combinaciones de monmeros se realizan para modificar las propiedades de los polmeros y lograr nuevas aplicaciones. Lo que se busca es que cada monmero imparta una de sus propiedades al material final. Evidentemente al variar las proporciones de los monmeros, las propiedades de los copolmeros van variando tambin, de manera que el proceso de copolimerizacin permite hasta cierto punto fabricar polmeros a la medida. En ocasiones se mezclan para mejorar alguna propiedad, aunque generalmente a cambio de empeorar en otras. Otras veces se mezcla simplemente para reducir el costo de material.

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En otros casos, pequeas cantidades de un polmero de alta calidad pueden mejorar la del otro, al grado de permitir una nueva aplicacin. Copolmeros y Terpolmeros. A continuacin se citaran los copolmeros y terpolmeros de mayor aplicacin en la industria: SAN Copolmero de estireno-acrilonitrilo en los que el contenido de estireno vara entre 65 y 80 %. Estos materiales tienen buena resistencia a los aceites lubricantes, a las grasas y a las gasolinas. Tiene mejores propiedades de impacto, tensin y flexin. Los copolmeros son transparentes, pero con un ligero color amarillo que se vuelve ms oscuro a medida que aumenta el contenido en acrilonitrilo. Al mismo tiempo mejora la resistencia qumica, la resistencia al agrietamiento ambiental y la resistencia trmica al aumentar el porcentaje en acrilonitrilo. El SAN se usa cuando se requieren partes rgidas, con buena estabilidad dimensional y buena resistencia trmica. ABS Terpolmero acrilonitrilo-butadieno-estireno. Son materiales heterogneos formados por una fase homognea rgida y una elastomrica. El ABS se origin por la necesidad de mejorar algunas propiedades del poliestireno de alto impacto. Este material tiene tres desventajas importantes: -Baja temperatura de ablandamiento. -Baja resistencia ambiental. -Baja resistencia a los agentes qumicos. La incorporacin del acrilonitrilo en la siguiente fase, imparte mayor temperatura de ablandamiento y mejora considerablemente la resistencia qumica. Sin embargo, la resistencia ambiental se vuelve todava menor. Las propiedades del ABS son suficientemente buenas para varias aplicaciones. Copolmeros estireno-butadieno. stos son los hules sintticos que han sustituido prcticamente en su totalidad al natural, en algunas aplicaciones como las llantas para automviles. Los copolmeros de estirenio-butadieno con mayor contenido de butadieno, hasta de 60 %, se usan para hacer pinturas y recubrimientos ahulados.

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Para mejorar la adhesividad, en ocasiones se incorpora el cido acrlico o los teres acrlicos, que elevan la polaridad de los copolmeros. Otros copolmeros del estireno. MBS. Se obtienen injertando metacrilato de metilo o mezclas de metacrilato y estireno, en las cadenas de un hule de estireno-butadieno. Acrlicos. Copolmeros de metacrilato-butilacrilato-estireno o de metacrilatohexilacrilato-estireno. Poliestireno de alto impacto. Para hacer este material, se dispersa un elastmero en una matriz que puede ser de poliestireno o de algunos de sus copolmeros. Las variables importantes de la fase continua son: -Distribucin de pesos moleculares. -Composicin, cuando se trata de un copolmero. Las variables importantes de la fase elastomrica son: -Nmero, tamao, distribucin de tamaos y formas de las partculas dispersadas. -Composicin, si es un copolmero. -Grado de cruzamiento en el elastmero. Existen dos procedimientos para obtener poliestireno de alto impacto: -Mezclar poliestireno directamente con el elastmero. -Mezclar estireno, el elastmero, el catalizante y el acelerante y se produce la polimerizacin. CPE. Los polietilenos se obtienen clorando polietileno de alta densidad con 30 % a 40 % de cloro. Tiene baja cristalinidad y baja temperatura de transicin vtrea. Un nivel de cloro del 36 % result experimentalmente para un buen balance al impacto-dispersabilidad-procesabilidad.

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Polmeros de bloque e injertosUn principio de la copolimerizacin por injertos consiste en polimerizar un monmero, el monomero-B, en presencia de un polmero, el poli-A, de tal manera que los centros iniciadores de las reacciones de la segunda polimerizacin estn situados todos en el polmero original. Para que la degradacin mecnica sea efectiva, conviene que el poli-A tenga un peso molecular relativamente alto. Se han hecho grandes progresos en la injertacin del estireno, esteres acrlicos y acrilonitrilo al caucho y a muchos elastomeros sintticos. Los productos resultantes combinan en forma muy interesante las propiedades de los dos compuestos. Pueden obtenerse injertos muy efectivos de todos los tipos de polmeros vinlicos si la cadena del poli-A lleva un grupo amino aromtico primario. Este grupo es aislado primero, despus es nitrosilado. La nitrosamina puede isomerizarse al diazoester, este a su vez, se disocia con desprendimiento de hidrogeno y produce un radical libre que se fija qumicamente a la cadena. El radical libre se transfiere rpidamente con los tomos de hidrogeno disponibles y no inicia la polimerizacin del mono-B. Por este mtodo se ha efectuado un injerto de monomeros vinlicos sobre el poliestireno parcialmente aminado.

Procesos de polimerizacin.Existen diversos procesos para unir molculas pequeas con otras para formar molculas grandes. Su clasificacin se basa en el mecanismo por el cual se unen estructuras monmeras o en las condiciones experimentales de reaccin. Polimerizacin por adicin. - Adicin de molculas pequeas de un mismo tipo unas a otras por apertura del doble enlace sin eliminacin de ninguna parte de la molcula (polimerizacin de tipo vinilo.). - Adicin de pequeas molculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un anillo sin eliminacin de ninguna parte de la molcula (polimerizacin tipo epxido.). - Adicin de pequeas molculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un doble enlace con eliminacin de una parte de la molcula (polimerizacin aliftica del tipo diazo.). - Adicin de pequeas molculas unas a otras por ruptura del anillo con eliminacin de una parte de la molcula (polimerizacin del tipo aminocarboxianhidro.).

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- Adicin de birradicales formados por deshidrogenacin (polimerizacin tipo pxileno.). Polimerizacin por condensacin. - Formacin de polisteres, poliamidas, politeres, polianhidros, etc., por eliminacin de agua o alcoholes, con molculas bifuncionales, como cidos o glicoles, diaminas, disteres entre otros (polimerizacin del tipo polisteres y poliamidas.). - Formacin de polihidrocarburos, por eliminacin de halgenos o haluros de hidrgeno, con ayuda de catalizadores metlicos o de haluros metlicos (policondensacin del tipo de Friedel-Craffts.). - Formacin de polisulfuros o poli-polisulfuros, por eliminacin de cloruro de sodio, con haluros bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros alcalinos o polisulfuros alcalinos o por oxidacin de dimercaptanos (policondensacin del tipo Thiokol.). Polimerizacin en suspencin, emulsin y masa. 1. polimerizacin en suspencin. En este caso el perxido es soluble en el monmero. La polimerizacin se realiza en agua, y como el monmero y polmero que se obtiene de l son insolubles en agua, se obtiene una suspensin. Para evitar que el polmero se aglomere en el reactor, se disuelve en el agua una pequea cantidad de alcohol polivinlico, el cual cubre la superficie de las gotitas del polmero y evita que se peguen. 2. Polimerizacin en emulsin. La reaccin se realiza tambin en agua, con perxidos solubles en agua pero en lugar de agregarle un agente de suspencin como el alcohol polivinlico, se aade un emulsificante, que puede ser un detergente o un jabn. En esas condiciones el monmero forma gotitas de un tamao tan pequeo que ni con un microscopio pueden ser vistas. Estas microgotitas quedan estabilizadas por el jabn durante todo el proceso de la polimerizacin, y acaban formando un ltex de aspecto lechoso, el cual causa una reaccin en el polmero, rompiendo la emulsin. 3. Polimerizacin en masa. En este tipo de reaccin, los nicos ingredientes son el monmero y el perxido. El polmero que se obtiene es muy semejante al de suspencin, pero es ms puro que ste y tiene algunas ventajas en la adsorcin de aditivos porque no esta contaminado con alcohol polivinlico. Sin embargo, debido al gran tamao de sus partculas no se dispersa en los plastificantes y no se usa para plastisoles.

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Polmero en solucin frente a Polmero en dispersin Los polmeros en dispersin tienen por lo general una apariencia que va de opaca a lechosa, los polmeros en solucin tienen un aspecto claro. En un polmero en solucin la molcula (macromolcula) misma es solvatada por el solvente, en tanto que un polmero en dispersin se agrega en una partcula, confinados por un emulsionante o coloide protector. Debido a este confinamiento los polmeros en la partcula de ltex estn generalmente fuertemente arrollados e interpenetrados. El peso molecular tpico de un polmero en solucin es de alrededor de 20.000, si bien se han observado valores mayores. En una polmero en dispersin el peso molecular es por lo comn mayor de 100.000 por arrollamiento de polmero individual. El tamao de partcula de un polmero en solucin es tpicamente de unos 10m, comparado con un rango de tamao de la partcula de 50-1000 nm para las dispersiones de polmeros. El contenido de slidos de un polmero en solucin es relativamente bajo debido en parte al incremento no linear en viscosidad. Una dispersin tiene por lo general un contenido de slidos de entre 40-60%. El comportamiento de la viscosidad de un polmero en solucin representa una de las ms drsticas diferencias hacia una dispersin. Si bien una dispersin usualmente muestra un comportamiento pseudoplstico (shear thinning; newtoniano: independiente del esfuerzo de corte que se aplique; tixotrpico: comportamiento dependiente del tiempo; influencia del esfuerzo de corte previo), la viscosidad de un polmero en solucin depende en gran medida del peso molecular del polmero.

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Polmero en dispersin - Polmero en solucin Rasgos Apariencia Carcter Polmero en solucin claro Polmero en dispersin opaco discretas de

Macromoculas enrolladas partculas y estiradas consistentes < 20 000 < 0.01 m alta, dependiente molecular > 100 000 > 0.1 m

macromolculas enrolladas Peso molecular Tamao de partcula Viscosidad

fuertemente baja, independiente del Peso Peso molecular alto

del

Contenido de slidos

relativamente bajo

Introduccin e historia de la Polimerizacin por emulsin El ltex de caucho natural fue el elemento ideal para preparar la primera dispersin. Ya en 1910 los qumicos buscaban la manera de producir un latex de caucho sinttico. Desde el punto de vista de la qumica coloidal, se describe a una dispersin como un sistema de dos fases, que consiste en un medio de dispersin lquido (fase continua) en el cual el componente slido (fase dispersa) es finamente distribuido. En la prctica, los trminos emulsin o latex se usan con frecuencia en lugar del trmino dispersin. Latex: definicin histrica, ampliamente utilizada todava sin una clara diferenciacin con respecto a dispersin. Emulsin: la definicin ms exacta es la de dos fases lquidas (un polmero debajo de su Tg (temperatura de transicin vtrea no es un lquido en todos los parmetros de su definicin, tal como la presin del vapor, no da por resultado un lquido tras la remocin de la fase continua), finamente distribuidas ambas bases una dentro de la otra.

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Las dispersiones son sistemas coloidales estables, definindose como tales a aquellos sistemas en los cuales las partculas permanecen dispersas como entidades simples por largos perodos de tiempo. Las dispersiones pueden ser sometidas a condiciones bastante adversas, como ser: adicin de electrolitos, congelamiento, elevadas temperaturas, altos esfuerzos de corte, etc. A aquellos sistemas capaces de retener el estado de partculas simples bajo una variedad de condiciones, se los considera coloidalmente estables. Cuando las partculas tienden a asociarse para formar agregados, se considera al sistema coloidalmente estable. Una partcula de polmero coloidal tpicamente contendr un sustancial nmero de cadenas de polmero dentro de dicha partcula. estas cadenas de polmero dentro de la partcula pueden encontrarse en estado cristalino , amorfo, gomoso o vtreo. El monmero puede ser tambin retenido por la partcula y , si el polmero es soluble en el monmero, estas sufrirn "hinchamiento en mayor o menor medida. El estado fsico de las partculas puede ser importante en el proceso de secado. Por ejemplo, si las partculas son blandas, la coalescencia de las mismas ocurre con bastante facilidad, dando lugar a la formacin de un film continuo, mientras que si se tienen partculas duras, su individualidad es retenida in el estado seco. Las dispersiones encuentran un amplio campo de aplicacin en las industrias del color y de la pintura. Adems se han convertido en un factor de importancia en otras aplicaciones, tales como colas y adhesivos, papel y no-tejidos (velln). Incluso han adquirido alguna importancia en las aplicaciones en medicina, tales como ensayos inmunolgicos, pruebas de diagnstico y marcacin de clulas.

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Ingredientes de una polimerizacin en emulsin Ingredientes de una dispersin La polimerizacin en emulsin es un proceso heterogneo complejo. Son muchos los componentes incluidos en la formulacin de un ltex (agua, monmeros, emulsionantes, iniciadores, buffers y eventualmente agentes de transferencia de cadena) y todos ellos pueden afectar la formacin del polmero y por lo tanto las propiedades del polmero, de las cuales depender su aptitud para un dado uso. Muchos de los componentes de la formulacin son agregados luego de finalizada la polimerizacin influenciando la estabilidad coloidal del ltex o bien brindando al material propiedades particulares como ser: resistencia UV. Retardo a la llama, prevenir reacciones de oxidacin (especialmente para sistemas basados en butadieno), impedir el crecimiento de hongos y bacterias, mejorar la reologa, etc. La formulacin de un ltex presenta, por lo tanto, un gran nmero de variables y reactivos para seleccionar. En este captulo nos referiremos a los diferentes ingredientes de una polimerizacin en emulsin. Agua Como fase continua e inerte acta manteniendo baja la viscosidad y como un buen agente de transferencia de calor. El agua tambin acta como el medio de transferencia de monmero desde las gotas a las partculas. Siendo adems el sitio donde ocurre la descomposicin de iniciadores y a menudo, la formacin de oligmeros, como as tambin acta como el medio de intercambio dinmico de emulsionantes entre las fases. Por lo general se utiliza agua desionizada, ya que puede haber problemas con la estabilidad de una emulsin o dispersin si se emplea agua con un alto contenido de calcio (cationes multivalentes en general) lo cual tambin puede afectar el tamao de partcula de la dispersin. Los componentes orgnicos del agua normalmente son muy bajos como para acarrear problemas en la polimerizacin.

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El contenido de oxgeno, sin embargo, si es elevado puede demorar el inicio de la polimerizacin en algunos sistemas, debindose desoxigenar el agua para evitar este problema. Emulsionantes y coloides protectores Los emulsionantes (tambin referidos como surfactantes), tienen una funcin dual, generando sitios para formacin de partculas (micellas) y proveyendo de estabilidad coloidal a las partculas en crecimiento como resultado de la adsorcin a la interface partcula agua. Son compuestos de bajo peso molecular que contienen una parte de la molcula hidrofbica y otra parte hidroflica. Los emulsionantes estabilizan la emulsin que ha de ser polimerizada y tambin estabilizan las partculas dispersas del polmero producidas durante la polimerizacin por emulsin. Los emulsionantes ms comnmente utilizados en polimerizacin en emulsin son aninicos, habitualmente en combinacin con emulsionantes no inicos (para controlar la morfologa de la partcula de ltex, y fundamentalmente para mejorar la estabilidad coloidal post-polimerizacin contra elevados esfuerzos de corte, congelamiento y adicin de electrolitos). Para ciertas aplicaciones particulares, como coating de papel o aditivos para asfalto, son utilizados emulsionantes catinicos, los cuales generan partculas de ltex catinicamente cargadas. Surfactantes reactivos, los cuales son molculas de surfactantes con grupos vinlicos reactivos, son utilizados para unir qumicamente al surfactante a la superficie de las partculas, con la ventaja de reducir la desorcin durante la formacin del film y reducir la sensibilidad al agua del film de ltex. Los coloides protectores son compuestos de polmeros de alto peso molecular solubles en agua. En forma similar a los emulsionantes, actan estabilizando las emulsiones y son usados en la polimerizacin por emulsin y en la subsiguiente estabilizacin de las partculas de polmero finamente dispersadas.

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Iniciador No es un catalizador, ya que ste permanece inalterable durante una reaccin. Es un compuesto que se descompone en el agua formando radicales muy activos. La reactividad se transfiere a una partcula de monmero, la cual a su vez podr sumarse a otra partcula de monmero sin perder su reactividad, iniciando la reaccin en cadena.

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Polimerizacin en Escala IndustrialMtodos Generales Para la fabricacin de Polmeros sintticos en escala industrial se emplean principalmente las siguientes reacciones: 1. 2. 3. Polimerizacin de adicin, por ejemplo polietileno y cloruro de vinilo. Poliadicin, por ejemplo poliuretanos Policondensacin, por ejemplo resinas fenol-formaldehdo, ureaformaldehdo. Las reacciones 1 y 2 transcurren sin separacin de subproductos; en 3 se forman, adems otras sustancias voltiles. Las reacciones transcurren desarrollando considerables cantidades de calor (exotrmicas); en general se inician por accin de catalizadores. Los procedimientos que pueden efectuarse son:

1) Polimerizacin de adicin a) Polimerizacin en bloque Se parte de un monmero puro no diluido, que se transforma lentamente en el polmero slido. El proceso es difcil de conducir porque a causa de la creciente viscosidad que la masa va adquiriendo durante el proceso resulta cada vez ms desigual la distribucin de temperaturas. Debido a que las reacciones de polimerizacin son exotrmicas y como consecuencia de la baja conductividad de los polmeros existe un riesgo de sobrecalentamiento de modo que la reaccin salga de control. Este procedimiento se emplea para la fabricacin de polmeros puros slidos (poliestirol, vidrios acrlicos, etc.) y cuando pueden fracasar otros mtodos, por ejemplo, teres de polivinilo. b) Polimerizacin en solucin En esta polimerizacin se diluye el monmero con disolventes en los cuales tambin se disuelve el polmero. Empleando un disolvente adecuado se evita loe problemas derivados de la reaccin exotrmica de polimerizacin, aunque por otra parte crea el problema de la separacin posterior del disolvente. c) polimerizacin en suspensin:

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Este mtodo tambin disminuye el problema de la eliminacin del calor durante la polimerizacin. El monmero se agita vigorosamente en agua para formar gotas de pequeo tamao. Para evitar que las gotas se unan entre s se emplean agentes de suspensin tales como talco, alcohol polivinlico y gelatina, con objeto de formar un recubrimiento protector de las gotas. Se emplea un iniciador soluble en el monmero, obtenindose el polmero en forma de pequeas perlas libres de contaminacin de los otros productos empleados en la polimerizacin. d) Polimerizacin en emulsin Se emplea adems de agua, que sirve de medio, un emulsionante de tipo jabonoso y un sistema iniciador soluble en agua. La reaccin se realiza en un reactor en el que se agita convenientemente la mezcla de reaccin formada por monmero, agua, iniciador, jabn y otros componentes. El monmero se encuentra disuelto dentro de las micelas del jabn y formando gotas rodeadas de molculas de emulsionantes. Estos polmeros son de grano muy fino. Adems puede controlarse bien tcnicamente debido a que la dispersin del plstico se mantiene escasamente viscosa. Los productos contienen residuos de emulsionante que pueden afectar las propiedades elctricas y la transparencia. 2) Poliadicin En esta polimerizacin pueden asociarse macromolculas mediante la accin de distintos grupos qumicos. Los productos iniciales pueden ser molculas algo mayores obtenidas por reacciones previas. En la poliadicin se tiene la posibilidad de dirigir, segn los casos, la estructura dlas macromolculas y con ello las propiedades, mediante la seleccin de los productos preliminares con estructuras variadas. 3) Policondensacin Es el procedimiento clsico para la fabricacin de resinas solidificables, por ejemplo para resinas fenlicas. Otro procedimiento es la esterificacin, por una parte, de productos preliminares, con varios grupos alcohlicos, y por la otra, con varios grupos cidos (resinas alqudicas, polisteres no saturados)

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En la policondensacin se asocian distintas molculas que poseen grupos reactivos en varias posiciones, realizndose el proceso con separacin de agua, amonaco u otras sustancias voltiles.

Temperatura de transicin vtreaGeneralidades. A temperaturas altas, los polmeros se vuelven lquidos muy viscosos en los que las cadenas estn constantemente en movimiento cambiando su forma y deslizndose unas sobre las otras. A temperaturas muy bajas, el mismo polmero serpia un slido duro, rgido y frgil. El polmero puede solidificarse formando un slido amorfo o uno cristalino. Como se sabe los polmeros con fuertes irregularidades en su estructura tienden a formar slidos amorfos y los polmeros con cadenas muy simtricas tienden a cristalizar, por lo menos parcialmente. La lnea ABCD corresponde a un polmero completamente amorfo. A temperaturas altas est en forma de un lquido viscoso, y al enfriarlo, se vuelve cada vez ms elstico hasta que llega a la temperatura de transicin vtrea, Tg, se convierte en un slido duro, rgido y frgil. Lo que sucede es que, conforme disminuye la temperatura, el polmero se contrae porque las cadenas se mueven menos y se atraen ms. Dado que va disminuyendo el volumen libre, es decir, los espacios entre las molculas, los segmentos de las cadenas tienen cada vez menos lugar para girar, hasta que al llegar a Tg, dejan de hacerlo, el material se pone rgido y en esas condiciones se vuelve vtreo, es decir frgil, porque como sus cadenas aunque todava vibran ya no pueden girar para cambiar su posicin, y no tienen manera de amortiguar los impactos. A esta restriccin del movimiento molecular tambin contribuye por supuesto, la falta de suficiente energa debida a las bajas temperaturas. Evidentemente, el estado vtreo lo alcanzan diferentes polmeros a diferentes temperaturas. Los que sean ms flexibles, con menos grupos voluminosos o con eterotomos en sus cadenas, podrn girar o permanecer flexibles a temperaturas menores que los otros. Por ejemplo, los silicones, el polietileno y el hule natural tienen temperaturas de transicin vtrea de -123, -120 y -73 C respectivamente. En cambio, polmeros con grupos grandes o grupos muy polares o polarizables, tienen de por s tan baja movilidad que son vtreos a temperatura ambiente y para reblandecerlos se requiere de altas temperaturas.

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La lnea ABEF se refiere al polmero semicristalino. En este caso existen dos transiciones: una, cuando cristaliza el polmero al enfriarlo (Tm) y la otra cuando el material elstico resultante se vuelve vtreo (Tg). Entre Tm y Tg, los cristalitos estn embebidos en una matriz ms o menos elstica y el material es correoso, pero abajo de Tg los cristales estn dispersos en una matriz frgil. Las propiedades mecnicas de los polmeros tambin cambian con la temperatura y en la grfica del mdulo de elasticidad con la temperatura se aprecian las mismas transiciones. Abajo de Tg, el material es un slido vtreo de gran rigidez, que se manifiesta por altos mdulos que generalmente alcanzan los 106 psi. la nica deformacin posible se debe al estiramiento y doblamiento de los enlaces covalentes que unen a los tomos en la cadena, y al estiramiento de los enlaces intermoleculares. Esta deformacin no es permanente ni puede ser muy pronunciada. A temperaturas superiores a Tg, la deformacin es ms extensa y ms dependiente del tiempo, porque las molculas ya tienen mayor libertad y cambian continuamente su forma y hasta cierto punto su posicin. La aplicacin del esfuerza tiende a orientar a las molculas en favor de configuraciones que tiendan a hacer trabajo. Por ejemplo, un esfuerzo de tensin extiende a las molculas y las orienta en la direccin del esfuerzo aplicado porque as se produce una elongacin de la muestra. Si la temperatura es mayor, pero muy cercana a Tg, la deformacin es prcticamente reversible y se debe al reordenamiento de segmentos cortos de las cadenas. Entre Tg y Tm, el material es poco practicable porque las cadenas estn enmaraadas y eso dificulta su movimiento. A temperaturas cercanas a Tm y mayores, las cadenas polimricas ya se deslizan y separan causando flujo viscoso irreversible. El material se comporta como un lquido muy viscoso. Un polmero parcialmente cristalino, generalmente tiene mayor resistencia mecnica que el mismo material con estructura amorfa. La mayor resistencia o mayor mdulo se debe al gran nmero y espaciamiento regular de los espacios intermoleculares en las estructuras cristalinas.

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En los polmeros amorfos, el nmero de estas interacciones es menos y su espaciamiento es errtico, as que al aplicarles esfuerzos, muchas secciones del polmero se extienden o deforman libremente. Factores cinticos que controlan la cristalizacin. La velocidad de cristalizacin de los polmeros depende de factores cintico que afectan la capacidad de los segmentos de cadena, para acomodarse en sus posiciones dentro de la red cristalina. Esos factores son: 1. Flexibilidad de las molculas. 2. Condiciones de la cristalizacin. 1. Flexibilidad de las molculas. Para que un polmero cristalice, sus molculas deben tener suficiente elasticidad, es decir, la movilidad necesaria para colocarse en posiciones precisas durante el proceso de cristalizacin. Uno de los polmeros con cadenas ms flexibles es el polietileno, cuyos segmentos giran fcilmente y eso explica la gran tendencia a cristalizar. Para apreciar esto, usaremos una proyeccin en la que imaginamos ver un segmento de dos carbonos, a lo largo del eje mayor de la cadena Cuando los tomos de carbono giran, llegan a quedar eclipsados y en esa posicin, la repulsin entre ellos es mxima.

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Cuanto mayor es el tamao de los tomos o grupos qumicos y mayor es su polaridad, ms fuerte es la repulsin, ms se dificulta el giro y menos flexible es la molcula. En el polietileno todos los sustituyentes son tomos de hidrgenos y aunque desde luego se repelen, su tamao es pequeo y las molculas de polietileno son bastante flexibles, lo cual le permite cristalizar con facilidad, especialmente cuando no tienen ramificaciones, como en el caso del polietileno d alta densidad. En cambio, en el policloruro de vinilo, uno de los sustituyentes es cloro, tomo de gran tamao y alta polaridad. La resistencia al giro de los segmentos es muy grande, y el PVC es un polmero rgido con grado de cristalinidad que rara vez sobrepasa el 20 %. Estructuras qumicas que influyen sobre las cadenas polmeras.

Enlaces dobles; Grupos aromticos; Heterotomos en el esqueleto; Grupos alqulicos.

a) Enlaces dobles. Los enlaces unidos por la doble ligadura no pueden girar, pero en cambio los segmentos de cadena que le siguen gozan de gran movilidad, precisamente porque los carbonos del doble enlace tienen un sustituyente menos, que si se trata de enlaces sencillos. Esto explica la gran flexibilidad de los hules de isopreno o del butadieno, que tienen dobles enlaces en sus cadenas. La presencia de enlaces dobles conjugados imparte rigidez a las molculas de los polmeros, como le ocurre al PVC cuando se degrada por prdida de cido clorhdrico; El PVC degradado es ms rgido.

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b) Grupos aromticos. Los anillos bencnicos producen rigidez en las molculas y a veces evitan la cristalizacin y en otros casos la reducen. El polietileno atctico, por ejemplo es completamente amorfo.

Esto no necesariamente es un defecto. Cuando se desea transparencia en un polmero, se selecciona uno amorfo, y el poliestireno tiene precisamente esta cualidad. Cuando los grupos aromticos forman parte del esqueleto, en vez de estar colgando de l, y cuando su colocacin es simtrica, el material puede tener alta cristalinidad, a lo cual ayuda una elevada polaridad, como en el caso del polietilentereftalato. Las cualidades de alta polaridad y alta cristalinidad (cohesividad), son esenciales para que un polmero forme buenas fibras. Slo as tendr la resistencia tensil que se requiere. 3) Heterotomos en el esqueleto. Heterotomos son los tomos que no son de carbono. Por ejemplo, en el caso de que en la cadena central halla tomos de azufre o de oxgeno. CH2 O CH2 CH2 S S CH2

Las cadenas son muy flexibles, porque los heterotomos no tienen sustituyentes que obstaculicen el giro de los segmentos que le siguen. El enlace ms flexible que se conoce, por lo menos de los que existen en polmeros, es el de silicio oxgeno. Si O Si. Por eso los silicones forman materiales tan flexibles y retienen esa flexibilidad a temperaturas hasta 100 bajo cero. C

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d) Grupos alquilos. Los grupos metlicos del propileno, estorban mucho para el giro de los segmentos y obligan a la molcula a tomar una forma helicoidal, en la que se minimizan las interacciones de estos grupos metilos con otros tomos de la molcula de polipropileno. Sin embargo, esto no impide la cristalizacin del polipropileno cuando de trata del isotctico o del sindotctico. La consecuencia es una densidad muy baja (0,91) por el espacio libre que queda dentro de la hlice. Si los grupos alqulicos son de mayor tamao, las molculas adyacentes se separan, dejando entre ellas mayor volumen libre y los polmeros se vuelven ms flexibles, con menor temperatura de fusin y bajas densidades. Pero cuando esas cadenas laterales alcanzan longitudes considerables, con 10 a 12 tomos de carbono, y no tienen ramificaciones, vuelve a ser posible la cristalizacin por el ordenamiento de esas cadenas laterales, ya sea dentro de la propia molcula o entre molculas adyacentes. 2. Condiciones de la recristalizacin. El efecto de la temperatura sobre la cristalizacin de los polmeros es conflictivo. Por una parte, se requieren temperaturas altas para impartir a las molculas polimricas suficiente energa cintica (movilidad) y que puedan acomodarse en la red cristalina. Pero slo a bajas temperaturas van a permanecer en forma estable en los cristales. El balance entre esas dos condiciones produce una velocidad mxima de cristalizacin a una temperatura intermedia. Factores que determinan el grado de cristalinidad. Influencia de la cristalinidad sobre las propiedades. Existen dos factores estructurales que favorecen la cristalizacin en los polmeros.

La regularidad de la estructura molecular hace posible que las molculas se acomoden en una red cristalina. La polaridad de las molculas aumenta la atraccin entre cadenas adyacentes y, en consecuencia, la atraccin que tiende a colocarlas ordenadamente en el cristal y mantenerlas firmemente en l.

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1) Regularidad estructural. a) Simetra: la presencia de anillos de fenileno en una cadena puede dar origen a tres distintas estructuras. De ellas, la primera es la de mayor simetra y representa un polmero ms cristalino que los otros. b) Nmero par vs. Nmero non de tomos de carbono entre grupos funcionales: en el caso de las poliamidas y de los polisteres, cristalizan mejor los materiales con nmero par de carbonos entre grupos amdicos o grupos ster respectivamente y cuanto mayor es la cristalinidad, ms alto es el punto de fusin. Cuando el nmero es par, las cadenas son asimtricas c) Tacticidad: los polmeros isotcticos y los sindiotcticos tienen regularidad estructural y son cristalinos, mientras que los atcticos son amorfos. Los polmeros isotcticos y los sindiotcticos tienen mayor cristalinidad, mayor resistencia mecnica, mayor densidad, ms alta temperatura de fusin, son ms resistentes a la accin de los disolventes, y poseen menor transparencia, en comparacin con los mismos materiales en la variedad atctica. d) Configuracin CIS vs. TRANS: existen dos tipos de hule natural que provienen del isopreno. Hay dos configuraciones posibles.

La primera se llama configuracin CIS y as es el hule de la hevea y el de Guayule que se caracterizan por su flexibilidad y su elasticidad, la cual deben en parte a su estructura CIS, que es irregular y les impide cristalizar.

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En cambio, la configuracin TRANS, con gran regularidad estructural, est presente en el hule de gutapercha, que es cristalino, mucho menos elstico, con alta dureza, por lo que se lo emplea como cubierta de pelotas de golf.

e) Ramificaciones: El ejemplo ms claro de las ramificaciones sobre el grado de cristalinidad es el polietileno, del cual hay bsicamente tres variedades, las cuales se muestran en el cuadro siguiente. Polietileno Cristalinidad % Alta densidad Baja densidad Lineal de baja densidad El polietileno de alta densidad, se fabrica a presiones bajas, utilizando los catalizadores de Ziegler Natta o los de xido de cromo o de molibdeno apoyados en xidos de aluminio. El polietileno de baja densidad se obtiene por radicales a presiones muy altas: 1.5000 a 3.000 atmsferas. Tanto ste como el de alta densidad, son homopolmeros del etileno y la diferencia entre ellos es la cantidad y el tipo de ramificaciones. El polietileno de alta densidad, fabricado por los catalizadores de Ziegler Natta, tiene pocas cadenas laterales de dos carbonos y el que se hace con los catalizadores a base de xidos metlicos es prcticamente lineal, y es el de mayor densidad. En cambio, el polietileno de baja densidad tiene muchas ramificaciones: 25 a 30 grupos CH3 por cada 1.000 carbonos, varias cadenas de de C4 y algunas de mayor tamao. Estas ramificaciones dificultan la aproximacin de las cadenas y su colocacin ordenada, disminuyendo el grado de cristalinidad, dejando grandes espacios entre las cadenas y por ello el material tiene mayor densidad. Por lo mismo, las fuerzas de atraccin entre cadenas adyacentes no pueden actuar plenamente 80 95 50 75 70 90 Densidad gramos/cm3 0,94 a 0,97 0,91 a 0,93 0,92 0,95 Punto de fusin C hasta 135 105 110 110 125

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y, al ser menor la fuerza de cohesin, el calor separa con mayor facilidad las cadenas y el polmero se reblandece a menor temperatura, tiene menor rigidez, mejor resistencia al impacto y mayor transparencia y flexibilidad que el de alta densidad. El polietileno lineal de baja densidad se separa por copolimerizacin del etileno CH2=CH2 con a olefinas, empleando catalizadores de Ziegler Natta o los catalizadores de xido de cromo a temperaturas y presiones moderadas. Las a olefinas ms empleadas son:

Propileno; 1 buteno; 4 metil 1 penteno; 1 octeno.

El polietileno lineal de baja densidad tiene ramificaciones del mismo tamao y esto le imparte suficiente regularidad estructural para un grado de cristalinidad bastante alto, pero con baja densidad. La ventaja del polietileno lineal sobre el ramificado de igual densidad es su mayor rigidez, que permite hacer pelculas ms delgadas con propiedades mecnicas comparables. El ahorro en material compensa el mayor del polietileno lineal de baja densidad. f) El peso molecular: Los grupos qumicos que se encuentran en los extremos de las cadenas, no son iguales que el resto de las unidades estructurales y le restan regularidad a la estructura. Tambin tienen mayor movilidad, puesto que estn unidos a la cadena de un solo lado. Estos dos factores interfieren en la cristalizacin. Como los polmeros de bajo peso molecular tienen una alta concentracin de extremos, tambin tienen, en general, una baja cristalinidad. Por otra parte, los polmeros de muy alto peso molecular tienen dificultad para cristalizar, debido a que las cadenas muy largas se enmaraan ms. La consecuencia de todo esto es que para cada polmero, hay un intervalo intermedio de pesos moleculares en que el grado de cristalinidad es mxima.

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g) Copolimerizacin: La copolimerizacin por lo general destruye la regularidad estructural y baja el grado de cristalinidad a lo menos de que se trate de copolmeros alternados. La copolimerizacin se usa industrialmente para reducir la temperatura de fusin de polisteres y poliamidas que se usan en adhesivos de fusin en caliente (hot melts.). Otro caso es el de cloruro de vinilo acetato de vinilo, un copolmero mucho ms flexible que el PVC, y que se emplea para hacer discos fonogrficos. h) Plastificantes: Los plastificantes son sustancias que se agregan a los polmeros para impartirles mayor flexibilidad. Los ms comunes son los ftalatos como el DOP. Si se incorpora un plastificante a un polmero cristalino, se reduce la cristalinidad, se vuelve ms flexible y se reblandece a menor temperatura. El plastificante acta como un separador de las cadenas. 2. Polaridad. Ya hemos visto que se requiere regularidad estructural para que haya cristalinidad en los polmeros. A dems si las fuerzas polares entre tomos y grupos qumicos en molculas adyacentes son suficientemente altas, las fuerzas que favorecen la ordenacin sern mayores y los cristales retendrn su identidad a mayores temperaturas. En consecuencia, la temperatura de fusin est relacionada con la polaridad de los polmeros, como se aprecia en la siguiente serie de polmeros cristalinos de polaridad creciente.

Polmeros Polietileno alta densidad Polimetilmetacrilato isotctico policloruro (CH2 CCl2) Nylon 66 Politetrafluoruro etileno (tefln) de

Temperatura de fusin C 135 160 vinilideno 198 265 327

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La solubilidad de los polmeros, es decir, su interaccin con disolventes de varios tipos, es la forma ms comn de evaluar la polaridad de las molculas polimricas. Cuando se trata de molculas pequeas puede medirse la densidad de energa cohesiva (DEC) de los lquidos, en esta forma: DEC = Calor molar de vaporizacin Volumen de un mol de lquido. Esta cantidad depende de la magnitud de las fuerzas de atraccin intermoleculares, que se oponen a la vaporizacin. En el caso de los polmeros, la densidad de energa cohesiva se mide indirectamente, puesto que no se les puede vaporizar. Se aprovecha la circunstancia de que los lquidos slo disuelven substancias con polaridad muy similar a la de ellos. La raz cuadrada de la densidad de energa cohesiva, es el parmetro de solubilidad d:

Este parmetro expresa la afinidad entre la sustancias y solamente hay solubilizacin si las d de ellas tienen valores que no difieren ms de una o dos unidades. Un valor alto del parmetro de solubilidad indica una alta polaridad. Los datos de las tablas que se muestran a continuacin, a dems de indicar la polaridad de las diferentes sustancias, sirven para saber cules lquidos pueden usarse para disolver cada polmero.

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A modo de ejemplo: Polmero Polietileno Polipropileno Hule estireno-butadieno (25% E) Poli-isopreno (hule natural) Polibutadieno Poliestireno Policloropreno (neopreno) Hule nitrilo (25% acrilonitrilo) Acetato de polivinilo Polimetilmetacrilato Policloruro de vinilo (PVC) Policarbonato Policloruro de vinilideno Polietilentereftalato Acetato de celulosa Resinas epxidas Nylon 66 Poliacrilonitrilo 7.9 a 8.1 7.9 8.1 a 8.54 7.9 a 8.35 8.4 a 8.4 8.5 a 9.7 9.2 a 9.4 9.2 a 9.5 9.4 9.0 a 9.5 9.4 a 9.7 9.5 9.8 10.7 11.35 11.0 13.6 15.4

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Monmeros. Influencia en la transicin vtrea del polmero Clasificacin de los monmeros tpicos utilizados en la polimerizacin por emulsin Los monmeros suelen dividirse arbitrariamente en dos grupos: monmeros blandos y monmeros duros. Blando y duro se refieren aqu a las propiedades del homopolmero resultante en la partcula de ltex, por lo general definida a travs de la temperatura de transicin vtrea (Tg) del polmero, lo que a su vez se convierte en una propiedad importante para denotar la dureza o la durabilidad mecnica de un polmero. Normalmente la propiedad ms relevante al uso final del ltex que es requerida es la de asegurar la formacin de un film bien formado en las condiciones de trabajo, por lo que la variable individual ms importante a ser considerada en la eleccin del o de los monmeros a utilizar es la temperatura de transicin vtrea (Tg). Debe tambin tenerse en cuenta que la polaridad del polmero puede afectar la temperatura a la cual puede lograrse una adecuada formacin de film. Los polmeros polares presentan normalmente una temperatura mnima de formacin de pelcula bastante inferior a su Tg, debido a la hidroplastificacin del mismo. Normalmente las propiedades deseadas del polmero no pueden ser logradas por el uso de un solo monmero, razn por la cual, normalmente son utilizados copolmeros de un monmero blando con un monmero duro, en adecuada proporcin, dependiendo de la aplicacin.

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Preparacin de dispersiones Mowilith

Los copolmeros ms comnmente utilizados en recubrimientos son:

Estireno- Butadieno Estireno- steres del cido acrlico Acetato de vinilo- steres del cido acrlico Acetato de vinilo- maleado de dibutilo Acetato de vinilo- Vinil ster del cido verstico Acetato de vinilo - estireno Metacrilato de metilo - Esteres del cido acrlico

La reactividad relativa de los monmeros es un factor importante a tener en cuenta al establecer la estrategia en la sntesis de un latex, al igual que la solubilidad en agua. Adems de esta clasificacin se utiliza otra que incluye a los polmeros estabilizantes y reticulantes. Los monmeros estabilizantes desempean un papel importante en la preparacin, almacenamiento y formulacin de las dispersiones al crear una esfera hidroflica estabilizante en torno a la partcula o al servir como coloides protectores internos.

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Los monmeros de reticulacin tienen una gran influencia en las propiedades de aplicacin de una dispersin, tales como dureza pendular, blocking o elasticidad, distinguindose por lo comn dos mecanismos diferentes de reticulacin: durante la polimerizacin que lleva a la formacin de redes de polmeros en las partculas y el que sucede durante la formacin de la pelcula. Monmeros Clasificacin Monmeros duros

Estireno Metil Metacrilato Cloruro de vinilo (vinil acetato) (vinil propionato) Acrilonitrilo

Monmeros blandos

Esteres acrlicos Butadieno Etileno VeoVa (ster vinlico de cido vrstico) Esteres do cidos Maleico y Fumrico con C > 4

Monmeros estabilizantes

cido acrlico cido metacrlico cido maleico cido fumrico Vinilsulfonato Vinilfosfonato

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Monmeros reticulantes

Polivinil- y polialil compuestos N-metilol compuestos y sus steres derivados Compuestos con halgeno activo

Acetato de Vinilo: monmero de bajo costo. El polmero es: proclive a la hidrlisis alcalina para dar el alcohol polivinlico, estabilidad UV insuficiente, el homopolmero tiene alta Tg, es necesaria la copolimerizacin con otros monmeros, no es ideal para aplicaciones en exteriores en las pinturas al latex. Considerable solubilidad en agua. Baja tendencia a copolimerizar con acrlicos, la copolimerizacin con estireno es comercialmente imposible, el estireno acta como agente de detencin, la polimerizacin con el acetato de vinilo en un recipiente donde se polimeriz estireno con anterioridad es un problema frecuente. (rl = 20 (MMA); r2 = 0,09 (Vac)) (rl = 50 (Sty); r2 = 0,1 (Vac)) VeoVa 10: ster vinlico del cido verstico, usado en copolimerizacin con el acetato de vinilo a fin de disminuir la Tg y aumentar la resistencia hacia la hidrlisis y descomposicin UV del copolmero resultante. VeoVa 10 tiene una solubilidad muy baja en el agua y muestra una tendencia mucho ms baja a hidrolizarse que el acetato de vinilo. Cloruro de Vinildeno: lquido incoloro con un punto de ebullicin cercano a la temperatura ambiente, olor dulce caracterstico. Los copolmeros de cloruro de vinilideno tienen excelentes propiedades de barrera a los gases y vapores, los homopolmeros son altamente cristalinos y durante la polimerizacin por emulsin las partculas no se hinchan con este monmero. La cristalinidad del polmero puede ser destruida por medio de la incorporacin de aproximadamente 15-20 w-% de comonmero acrlico. El cloruro de vinilideno no se considera cancergeno pero s hepatotxico, debiendo evitarse el contacto.

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Etileno: usado principalmente en la polimerizacin por emulsin junto con el cloruro de vinilo y el acetato de vinilo para actuar como un eficiente plastificante interno en los polmeros resultantes (solamente con bajos contenidos de etileno