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POLIMEROS Introducción y clasificación Estructura y propiedades Análisis Descripción y utilización.

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Presentación del tema: "POLIMEROS Introducción y clasificación Estructura y propiedades Análisis Descripción y utilización."— Transcripción de la presentación:

1 POLIMEROS Introducción y clasificación Estructura y propiedades Análisis Descripción y utilización

2 Descripción y aplicaciones Materiales compuestos Procesado de polímeros

3 Descripción y aplicaciones Descripción y utilización Cadenas de carbono saturadas Cadenas de carbono insaturadas Cadenas de carbono -Policetonas Cadenas de carbono y heteroátomos Cadenas de heteroátomos

4 Cadenas de carbono saturadas Policianoacrilatos Polipropileno Poliisobutileno Poliestireno Poliacrilonitrilo Polietileno Poli(cloruro de vinilo) Poli(cloruro de vinilideno) Poli(fluoruro de vinilideno) Poli(tetrafluoretileno) Polimetacrilato de metilo Poliacetato de vinilo Alcohol polivinílico Polivinilpirrolidona SAN ABS Acrilicas

5 Polietileno DESCRIPCION Y APLICACIONES LDPE - Polietileno de baja densidad LDPE - Ramificado HDPE - Lineal Blando y flexible - Bolsas de plástico - Cajas de plástico - Aislantes eléctricos Plástico Reblandecimiento 100ºC - Juguetes Más barato y popular - Zapatillas playa - Pañales - Cepillos de dientes

6 Polietileno DESCRIPCION Y APLICACIONES LDPE - Ramificado HDPE - Polietileno de alta densidad HDPE - Lineal Rígido y duro - Tubos de plástico - Botellas - Fibras para chalecos antibala - Barras para sustituir al hielo en pistas de patinaje UHMWPE – Polietileno de peso molecular ultra alto Peso molecular: entre y Peso molecular: mayor de

7 Polipropileno DESCRIPCION Y APLICACIONES ISOTÁCTICO - El más utilizado - Fibras - Plásticos Isotáctico Atactico Elastomérico Reblandecimiento 160ºC - Alfombras de exterior (piscinas, minigolf etc.) - Envases lavables en lavaplatos (Hidrofobo – no absorbe agua) - Cristalino y más denso

8 Polipropileno DESCRIPCION Y APLICACIONES Isotáctico Atactico - Elastómero (Goma como el caucho) -Los bloques isotácticos mantienen unidos grupos de cadenas dándole mayor resistencia (sin entrecruzamiento) ATACTICO – Menos utilizado Copolímero en bloques isotáctios y atácticos Elastomérico ELASTOMERICO – Elastómero termoplástico

9 PIB Poliisobutileno DESCRIPCION Y APLICACIONES - Cámaras para neumáticos- Balones y globos - Es un caucho sintético - elastómero Se puede Vulcanizar (entrecruzar usando el enlace doble) - Es el único caucho impermeable a los gases - Caucho butiloObtención a –100ºC Copolímero con isopreno o butadieno ( 1%)

10 Poliestireno DESCRIPCION Y APLICACIONES -Carcasas de radios, ordenadores, juguetes, contenedores, pequeño electrodoméstico, envases etc. - Plástico resistente - Espuma de poliestireno para envases (Con freón y calor) - Gránulos ó pelets de espuma para recipientes - Vasos aislantes de bebidas calientes - Envases semirrígidos transparentes para huevos - Barato y muy común Poliestireno sindiotáctico es cristalino funde a 270ºC y se obtiene por polimerización catalizada por metalocenos Más caro y resistente Amorfo

11 Poliacrilonitrilo DESCRIPCION Y APLICACIONES - Pocas aplicaciones solo como polímero - Útil para fabricar fibra de carbono - Refuerza los copolímeros manteniendo juntas cadenas por fuerzas polares - Componente de fibras copolimerizando con estireno, acrilato de metilo, metacrilato de metilo, cloruro de vinilo etc. Orlon ó Acrilan

12 Copolímeros de acrilonitrilo DESCRIPCION Y APLICACIONES - Plástico SAN Acrilonitrilo-estireno - Reforzado por fuerzas polares entre grupos CN

13 Copolímeros de acrilonitrilo DESCRIPCION Y APLICACIONES - Parachoques coches ABS Acrilonitrilo-butadieno-estireno - Plástico muy fuerte y poco pesado - Cadena principal de pilibutadieno - Cadenas laterales de SAN - Reforzado por fuerzas polares entre grupos CN

14 Copolímeros de acrilonitrilo DESCRIPCION Y APLICACIONES - Todo tipo de prendas de vestir acrílicas Fibras Acrílicas - Resistentes a la intemperie Copolímeros acrilonitrilo- acrilato de metilo - Fibras para tejidos Copolímeros acrilonitrilo- metacrilato de metilo - Lonas para carpas

15 Copolímeros de acrilonitrilo DESCRIPCION Y APLICACIONES - Todo tipo de prendas de vestir Fibras Modacrílicas - Retardantes a la llama Copolímeros acrilonitrilo- cloruro de vinilo - Fibras para tejidos

16 Policianoacrilatos DESCRIPCION Y APLICACIONES - Superglu - Pegamentos quirurgicos - Pegamentos instantáneos Basta trazas de humedad para iniciar la polimerización - Normalmente R= metilo R= Octilo - También otros R como butilo o etilo - Con R grande no son tóxicos y pegan la piel y córnea y retina ocular - Peliculas de policianoacrilatos para piel sintética e injertos en quemaduras.

17 PVC Poli(cloruro de vinilo) DESCRIPCION Y APLICACIONES - Tuberias agua y desagües - Depositos, marcos ventanas Resistente al fuego y al agua - Cortina de ducha - Tejidos vinílicos

18 VDC Poli(cloruro de vinilideno) DESCRIPCION Y APLICACIONES - Plástico de envolver alimentos - Saran

19 PVDF Poli(fluoruro de vinilideno) DESCRIPCION Y APLICACIONES - Aislantes de cables eléctricos - Recipientes para productos químicos Resistencia térmica y eléctrica Resistente a reactivos químicos Resistencia a la luz ultravioleta - Mezclado con polimetacrilato de metilo lo hace más duradero a la UV Piezoeléctrico - Membrana vibratoria de altavoces piezoeléctricos de agudos (CF 2 muy polar se orienta en el campo eléctrico).

20 PTFE Poli(tetrafluoretileno) DESCRIPCION Y APLICACIONES - Recubrimientos (Para Química) - Cinta para fontaneria Resistente al fuego y al agua Resistente a reactivos químicos - Recubrimientos de sartenes antiadherentes - Alfombras y telas resistentes a las manchas - Protesis medicas (Válvulas corazón) TEFLON

21 PMMA Polimetacrilato de metilo DESCRIPCION Y APLICACIONES - Recubrimientos de bañeras, duchas y fregaderos (Lucite) - Pinturas Acrílicas - Acuarios transparentes de paredes muy gruesas (>30 cm) - Ventanas de Plexiglás Plástico duro y transparente - Aditivo fluidizante de aceites lubricantes y líquidos hidráulicos (Evita espesamiento hasta –100ºC). - Decoración (muebles) y Publicidad (Rótulos)

22 PVA Poliacetato de vinilo DESCRIPCION Y APLICACIONES - Recubrimientos brillantes de papel y telas - Pinturas Saponificable a alcohol Polivinílico - Recubrimientos alimentarios - Cola para madera Saponificable a alcohol Polivinílico parcialmente acetilado

23 Alcohol polivinílico DESCRIPCION Y APLICACIONES - Guantes de laboratorio Grupos OH hidrofílicos y CH 3 hidrofóbicos = Polímero surfactante (Solubiliza en agua compuestos hidrófobos) - En pinturas acrílicas sirve para solubilizar polimetacrilato de metilo (Pinturas al látex) Saponificación parcial hasta un 20% de grupos acetato

24 Polivinilpirrolidona DESCRIPCION Y APLICACIONES - Pegamentos para madera Soluble en agua (puede eliminarse del cabello) - Lacas para fijar el pelo (aspecto de pelo mojado) - Para diluir plasma sanguíneo y conservarlo Las lacas modernas contienen además silicona que forma una segunda capa exterior al pelo que impide que se moje la capa de polivinilpirrolidona evitando el aspecto de pelo mojado.

25 Descripción y aplicaciones Descripción y utilización Cadenas de carbono saturadas Cadenas de carbono insaturadas Cadenas de carbono -Policetonas Cadenas de carbono y heteroátomos Cadenas de heteroátomos

26 Cadenas de carbono insaturadas Poliisopreno Policloropreno Polidiciclopentadieno Fibra de Carbono Polibutadieno HIPS SBS

27 Polibutadieno DESCRIPCION Y APLICACIONES De los primeros elastómeros (caucho) sintetizados - Mangueras y juntas de automovil - Similar al caucho natural y vulcanizable - Resistente a bajas temperaturas - Amorfo

28 SBS Poli(estireno-butadieno-estireno) DESCRIPCION Y APLICACIONES Caucho duroElastómero termoplástico Se obtiene por polimerización aniónica (viviente) - Cubiertas de neumáticos - Suelas para zapatos No requiere entrecruzamiento para ser duro

29 HIPS Poliestireno de alto impacto DESCRIPCION Y APLICACIONES Se obtiene por polimerización radical entre polibutadieno y estireno El polibutadieno lineal y el poliestireno lineal son inmiscibles Fase Poliestireno Fase Polibutadieno El copolímero de injerto de estireno sobre cadenas de polibutadieno es el que une las fases inmiscibles

30 Se obtiene por polimerización radical entre polibutadieno y estireno Fase Poliestireno Fase Polibutadieno El polibutadieno lineal y el poliestireno lineal son inmiscibles El copolímero de injerto de estireno sobre cadenas de polibutadieno es el que une las fases inmiscibles Es por lo tanto una mezcla inmiscible de polibutadieno lineal y poliestireno lineal facilitada por el copolímero de injerto HIPS Poliestireno de alto impacto DESCRIPCION Y APLICACIONES

31 Poliisopreno DESCRIPCION Y APLICACIONES Caucho natural – De la Hevea - Pelotas Elastómero natural Tg= -70ºC Vulcanizable - Botas para la lluvia - Suelas para zapatillas Amorfo

32 Policloropreno DESCRIPCION Y APLICACIONES Primer elastómero (caucho) sintético comercializado - Aplicaciones análogas al caucho NEOPRENO

33 Polidiciclopentadieno DESCRIPCION Y APLICACIONES A bajas temperaturas alta resistencia al impacto - Objetos grandes de una sola pieza- Carrocerías - Tanques para almacenar productos químicos ROMP Polimerización metatésis por apertura de anillo Endodicliclopentadieno

34 Fibra de Carbono DESCRIPCION Y APLICACIONES - Para reforzar termoestables como las resinas epoxi Manojos de láminas de grafito se empaquetan para formar fibras - Los compósitos reforzados con fibras de carbono muy resistentes (más que el acero) para su peso - Raquetas, palos de golf, piezas de aviones etc.

35 Descripción y aplicaciones Descripción y utilización Cadenas de carbono saturadas Cadenas de carbono insaturadas Cadenas de carbono -Policetonas Cadenas de carbono y heteroátomos Cadenas de heteroátomos

36 Policetonas DESCRIPCION Y APLICACIONES - Al contener ramificaciones de metilos menor cristalinidad, menor Tf=220ºC y menos quebradizo - La polaridad de los grupos carbonilo mantiene juntas a las cadenas - Plástico duro de alta cristalinidad y Tf=225ºC - Soluble solo en hexafluor isopropanol Copolimero con algo de propileno= Carilon

37 Descripción y aplicaciones Descripción y utilización Cadenas de carbono saturadas Cadenas de carbono insaturadas Cadenas de carbono -Policetonas Cadenas de carbono y heteroátomos Cadenas de heteroátomos

38 Cadenas de carbono y heteroátomos PoliésteresPolicarbonatos Poliéteres PEN PPOResinas epoxi C-O-C PET

39 Poliéteres DESCRIPCION Y APLICACIONES RESINAS EPOXI Monómero Prepolímero con n variable entre 0 y 30 Para pegamentos usualmente n = 0 Los prepolímeros son plásticos que pueden fundirse

40 Poliéteres DESCRIPCION Y APLICACIONES Otros monómeros usuales RESINAS EPOXI Los prepolímeros se entrecruzan con otro derivado bifuncional nucleofílico como las diaminas - Compositos con diferentes materiales SCRIMP - Recubrimientos, reforzar y rellenos granitos etc. - Pegamentos de dos componentes

41 Poliéteres DESCRIPCION Y APLICACIONES Termoplástico de alta Tg = 210ºC PPO Poli(oxido de fenileno) La mezcla de poliestireno de alto impacto (HIPS) con poli(óxido de fenileno) (PPO) es el Noryl comercializado por GE

42 Poliésteres DESCRIPCION Y APLICACIONES - Botellas, globos - Botellas y frascos que resisten el calor PET Politereftalato de etileno Fibras resistentes – Plásticos - Copositos - Tubos para reemplazar vasos sanguíneos - Fibras de poliéster PEN Polinaftalato de etileno -Termoplástico de alta Tg

43 Policarbonatos DESCRIPCION Y APLICACIONES -Policarbonato de bisfenol A Entrecruzados: - Ventanas, lentes, discos CD - Termoplástico Policarbonatos mixtos como los de los alcoholes alilico y etilénglicol - Amorfo -Termorrígidos - Lentes duras y livianas

44 Cadenas de carbono y heteroátomos PoliésteresPolicarbonatos Poliamidas Poliimidas Poliéteres PEN PPOResinas epoxi C-O-C KEVLAR NYLON SPANDEX Poliuretanos NOMEX Poliureas C-N-C PET

45 Poliamidas - Alifáticas DESCRIPCION Y APLICACIONES Nylon a,b Diamina + ácido dicarboxílico - Termoplásticos y fibras - Cerdas de cepillos de dientes NYLON -aminoácido ó lactona Nylon a - Medias y prendas análogas a las de seda - Cuerdas y lonas - Paracaídas Cristalino

46 Poliamidas - Alifáticas DESCRIPCION Y APLICACIONES NYLON Las cadenas se mantienen unidas formando fibras

47 Poliamidas - Aramidas DESCRIPCION Y APLICACIONES Son un tipo de Nylon KEVLAR - Lineal por tener conformación solo trans el enlace amida – Facilita cristalinidad y formación de largas fibras Cristalino

48 Poliamidas - Aramidas DESCRIPCION Y APLICACIONES - No puede adoptar la conformación cis por el impedimento estérico de los H en orto de los fenilos Son un tipo de Nylon KEVLAR - Lineal por tener conformación solo trans el enlace amida – Facilita cristalinidad y formación de largas fibras

49 Poliamidas - Aramidas DESCRIPCION Y APLICACIONES - Chalecos Antibala Son un tipo de Nylon KEVLAR -Cristalino Pf > 500ºC -Insoluble en todos los disolventes -Buena acomodación entre cadenas – fibras muy resistentes - Neumáticos resistentes a pinchazos - Tejidos resistentes

50 Poliamidas - Aramidas DESCRIPCION Y APLICACIONES Son un tipo de Nylon NOMEX -Buena acomodación entre cadenas – fibras muy resistentes Cristalino

51 Poliamidas - Aramidas DESCRIPCION Y APLICACIONES Son un tipo de Nylon NOMEX -Buena acomodación entre cadenas – fibras muy resistentes

52 Poliamidas - Aramidas DESCRIPCION Y APLICACIONES Son un tipo de Nylon NOMEX -Buena acomodación entre cadenas – fibras muy resistentes - Ropas antillama resistentes (Trajes de bomberos) - Tejidos antifuego también mezclado con Kevlar

53 Poliimidas DESCRIPCION Y APLICACIONES Son flexibles tipo de Nylon Lineales Fuertes y resistentes al calor, a la combustión y a los reactivos químicos. - Vajillas para microondas - Piezas de coches que tengan que soportar calor intenso, corrosivos, combustibles o golpes (parachoques). Heterocíclicas aromáticas Sustitutos del vidrio y el acero - Compositos, adhesivos, aislantes, antifuegos y como fibras ropa y telas protecciones y aislantes de cables.

54 Poliimidas DESCRIPCION Y APLICACIONES - En Rojo grupos dadores de electrones Heterocíclicas aromáticas Forman complejos de transferencia de carga entre cadenas Los complejos de transferencia de carga mantienen unidas entre sí a las cadenas - polímeros muy fuertes - En azul grupos aceptores de electrones

55 Poliimidas DESCRIPCION Y APLICACIONES Heterocíclicas aromáticas Los complejos de transferencia de carga son tan fuertes que a veces se intercalan grupos para hacerlas menos rígidas y más procesables, más flexibles Enlaces éter flexibles Las poliimidas son antifuegos pués cuando arden superficialmente forman una capa de carbono que extingue el incendio (y además fácil de limpiar)

56 Poliuretanos DESCRIPCION Y APLICACIONES Enlace uretano - Goma espuma de asientos y sofás - Plantillas de zapatos Elastómeros y fibras Espumas - Espumas para almohadas y colchones - Pinturas

57 Poliureas DESCRIPCION Y APLICACIONES Enlace Urea - Goma espuma de asientos y sofás - Pinturas Elastómeros y fibras Espumas - Espumas para almohadas y colchones Se conocen en la industria como poliuretanos aunque no lo sean

58 Poliuretanos – copolímeros en bloques DESCRIPCION Y APLICACIONES Con enlaces urea y uretano SPANDEX Bloque rígido n 40 - Telas elásticas Bloque flexible (goma) - Es una fibra con propiedades de elastómero Lycra (DuPond)

59 Cadenas de carbono y heteroátomos PoliésteresPolicarbonatos Poliamidas Poliimidas Poliéteres PEN PPOResinas epoxi C-O-C KEVLAR NYLON SPANDEX Poliuretanos NOMEX Poliureas Poli(sulfuro de fenileno) C-N-C Poli(fenilsulfonas) Poli(étersulfonas) PET C-S-C

60 PPSPoli(sulfuro de fenileno) DESCRIPCION Y APLICACIONES - Resistente a la combustión y Tf=300ºC - Termoplástico ingenieril - Componentes de enchufes, microondas, automóviles, secadores de pelo etc. - Bajo peso molecular - Entrecruzable calentándolo en presencia de oxígeno

61 Poli(fenilsulfonas) DESCRIPCION Y APLICACIONES Solución : Bajar Tg mediante introducción de más flexibilidad en la cadena No pueden procesarse Descomponen cerca de 500ºC Son tan rígidas que no tienen Tg

62 PESPoli(étersulfonas) DESCRIPCION Y APLICACIONES - Instrumental médico esterilizable- Tg = 190ºC - Muy rígidos - Vajillas resistentes al calor - Tg = 230ºC

63 Descripción y aplicaciones Descripción y utilización Cadenas de carbono saturadas Cadenas de carbono insaturadas Cadenas de carbono -Policetonas Cadenas de carbono y heteroátomos Cadenas de heteroátomos

64 Polisilanos Poligermanos Poliestannanos Polifosfacenos Polisiloxanos (Siliconas) POLIMEROS INORGANICOS

65 SILICONAS (Polisiloxanos) DESCRIPCION Y APLICACIONES - Mezcla de ácido bórico y dimetil siloxano es blandidur (juguete deformable) - Resistentes al calor - Elastómeros Polidimetilsiloxano - Selladoras, rellenos, revestimientos, lacas de pelo etc. Polidifenilsiloxano Polimetilfenilsiloxano - Cinta y piezas uniones - Muy bajas Tg (blandos y deformables)

66 SILICONAS (Polisiloxanos) DESCRIPCION Y APLICACIONES

67 SILICONAS (Polisiloxanos) DESCRIPCION Y APLICACIONES

68 SILICONAS (Polisiloxanos) DESCRIPCION Y APLICACIONES

69 SILICONAS (Polisiloxanos) DESCRIPCION Y APLICACIONES

70 Polisilanos DESCRIPCION Y APLICACIONES Copolímero dimetilsilano y metilfenilsilano Polidimetilsilano - Conductores de electricidad - Cristalino y tan duro e insoluble que no es procesable - Resistentes al calor (hasta 300ºC) - A mayor temperatura dá carburo de silicio (abrasivo)

71 Poligermanos y poliestannanos DESCRIPCION Y APLICACIONES POLIGERMANOS - Conductores de electricidad POLIESTANNANOS

72 Polifosfacenos DESCRIPCION Y APLICACIONES Síntesis en etapas - Elastómeros aislantes eléctricos 1ª Etapa 2ª Etapa

73 Descripción y utilización Descripción y aplicaciones Materiales compuestos Procesado de polímeros

74 Materiales compuestos Descripción y utilización -Los compositos son materiales compuestos por más de un componente. -Los compositos poliméricos son materiales compuestos por varios polímeros o por polímeros y otros materiales Materiales compuestos Agregados Reforzados con fibras Cargas Matriz Fibra Silicatos, Carbonatos Polímeros inmiscibles Silice, Carbon etc. Vidrio, Fibra de C. Kevlar, Polietileno etc ResinasTermorrígidas Poliimida, etc. Epoxi,Polister insat. Termoplásticos Inorgánicos:

75 Materiales compuestos Descripción y utilización La Matriz -Mantiene unidas las cargas o fibras - Aumenta la resistencia al a compresión Termorrígida - Aumenta la resistencia térmica - Aumenta la resistencia (menor fragilidad) Elastomérica - Aumenta la dureza del material compuesto -Combina sus propiedades con las del otro componente (menos pesado, menos degradable, más elástico etc.) La carga - Abaratamiento por menor peso de matriz - Combina sus propiedades La fibra - Aumenta la resistencia (menor fragilidad) - Combina sus propiedades - Aumenta la resistencia a la tracción

76 Descripción y utilización Descripción y aplicaciones Materiales compuestos Procesado de polímeros

77 Procesado de polimeros Descripción y utilización Inyección. Básicamente, el plástico se calienta por encima de su Tg y después se somete a altas presiones para rellenar el contenido de un molde. El plástico fundido es comprimido en el molde por un émbolo. Se deja enfriar y luego se saca del molde en su forma final. La ventaja del método es la velocidad; este proceso puede ser ejecutado varias veces por segundo. Extrusión. Es parecido a la inyección excepto que el plástico se fuerza a través de un troquel. Sin embargo, la desventaja de la extrusión es que los objetos así hechos deben tener la misma sección. Ej: los tubos de plástico.

78 Procesado de polimeros Descripción y utilización Hilado. La fabricación de fibras se llama hilado. Hay tres tipos: Hilado de fusión: se usa para polímeros que funden fácilmente. Hilado seco: se disuelve el polímero en una disolución que puede ser evaporarse. Hilado húmedo: se utiliza cuando el disolvente no puede evaporarse y se elimina por medios químicos. En todos los tipos de hilado usa el mismo principio, se presiona sobre la superficie de un disco de metal que contiene agujeros muy pequeños, llamados hiladores. Se alcanzan velocidades de hilado de 2500 pies/minuto.

79 POLIMEROS Introducción y clasificación Estructura y propiedades Análisis Descripción y utilización


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