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20/01/20141 POLIMEROS Mg. Ing. Patricia Albarracín.

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1 20/01/20141 POLIMEROS Mg. Ing. Patricia Albarracín

2 20/01/20142 Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de muchas pequeñas moléculas, que reciben el nombre de monómeros. Por ejemplo, el polietileno es el polímero de estructu­ ra más sencilla. Este polímero se forma por la unión de muchas moléculas de etileno. Se puede representar químicamente por una secuencia de grupos -CH 2 -CH 2 -, o sea: -CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - "polímero: muchos miembros

3 Las propiedades de los polímeros resultan de su naturaleza orgánica o inorgánica y macromolecular. Estas propiedades son determinadas y modificadas además por factores tales como la estructura de la molécula, la masa molar, las condiciones de elaboración y de moldeo (adición de rellenos, plastificantes, estabilizadores, colorantes, etc.) y otros. Propiedades características de las sustancias poliméricas.

4 Las propiedades más notables que distinguen a los polímeros de los materiales tradicionales (aunque cada uno no posea necesariamente todas esas propiedades simultáneamente) son las siguientes: 1.- Bajo peso especifico (0.9 a 2.2 g/cm 3 ). 2.- Baja conductividad térmica. 3.- Excelentes propiedades dieléctricas. 4.- Buena resistencia a los reactivos químicos agresivos. ­ 5.- Procedimiento de elaboración y moldeo muy económicos. 6.- Aislantes acústicos y térmicos excelentes. 7.- En su mayoría no son inflamables. 8.- Variación de las propiedades en un amplio rango con la variación de la organización estructural.

5 CLASIFICACION 1-Según el mecanismo por el que se forman se denomina : A-polimerización en cadena B-polimerización por pasos En cualquier caso, las moléculas obtenidas en la síntesis artifical de polímeros son de distinto tamaño entre sí, y por tanto de distinto peso molecular.peso molecular Polimerización del estireno para dar poliestireno n indica el grado de polimerizaciónestirenopoliestireno A- Polimerización en cadena

6 B-Ejemplo de esto es el Dacrón que es un poliester del ácido tereftálico y el etilén glicol: B-Polimerización por pasos o en etapas

7 2- Según el mecanismo: Adicion que coincide con polimerizacion en cadena Condensacion que coincide con polimerizacion en etapas Ejemplos la reacción entre el ácido succinico y el propilenglicol : HOOC - (C H 2 ) 2 - COOH + HO - (CH 2 ) 3 - OH [(CH 2 ) - COO - (CH 2 ) 3 ] n -+ n H20 3- Según el tipo de monómero Homopolímeros los monomeros son iguales Copolímeros los monomeros son distintos 4- Según la forma de la cadena Lineales: ej. nylon En red: ej. dacron La estructura puede ser lineal o ramificada (aparte de poder presentar entrecruzamientos). También pueden adoptar otras estructuras, por ejemplo radiales.

8 Estructura y propiedades fisicas -Peso molecular -Cristalinidad -Punto de Fusión -Solubilidad

9 Mecanismos de obtención -Polimerizacion vinilica por medio de radicales libres -Polimerizacion Ionica a) Catiónica b) Aniónica -Polimerizacion por coordinacion Catalizador Ziegler Natta

10 Polimerización iónica Catiónica EDG = GDE= Grupo Donador de Electrones

11 Polimerización iónica Aniónica EWG = GADE= Grupo Atractor de Electrones

12 Polimerización iónica Aniónica

13 Problemas de aplicación

14 Polimerización por coordinación

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16 Polímeros Industriales

17 En el nylon y en los poliuretanos las cadenas moleculares permanecen unidas entre sí por medio de puentes de hidrógeno. El hilo de nylon tiene gran resistencia a la rotura es algo elástico y de muy baja densidad. No arde bien y no mantiene la combustión, no es destruido por el moho, bacterias y polilla; los tejidos de nylon son muy ligeros pero resistentes al uso, no se encogen, se secan rápido y no requieren ser planchados. Nylon : poliamida de condensacion formada por diaminas y acidos carboxilicos

18 Para el poliacrilonitrilo (Orlón, Acrilán) la interacción dipolo-dipolo es a través de los grupos ciano presentes en la cadena: Por su gran resistencia a rasgarse los poliésteres se utilizan para la industria de las grabaciones, algunos como el poliéster Mylar, se utiliza para proteger las obras de arte y documentos históricos gracias a su transparencia, resistencia y su propiedad de ser inerte.

19 EL acrilonitrilo se polimeriza a poliacrilonitrilo cuyo mon ó mero es : EL comon ó mero del poli(acrilonitrilo-co-metil metacrilato) es : El poliacrilonitrilo se utiliza para fabricar fibra de carbono. Los copol í meros que contienen principalmente poliacrilonitrilo se utilizan como fibras para hacer tejidos (medias, su é teres, etc.) y tambi é n productos expuestos a la intemperie (carpas, cubiertas, etc.). Si en la etiqueta pone "acr í lico" es que el producto est á hecho con alg ú n copol í mero del acrilonitrilo. En general son copol í meros de acrilonitrilo y metil acrilato o acrilonitrilo y metil metacrilato. EL poli(acrilonitrilo-co-metil acrilato) est á compuesto por el siguiente comon ó mero

20 Caucho: un ejemplo de elastómero Es un poliisopreno, siendo el isopreno 2-metil 1-3 butadieno Un elastómero posee el alto grado de elasticidad del caucho, puede ser deformado hasta ocho veces su longitud original para volver a la misma una vez que cese la tensión. Al igual que en la fibra sus moléculas son largas y delgadas y se alinean cuando se estira el material, pero a diferencia de aquellas vuelven a sus conformaciones desordenadas cuando elimina la fuerza. No permanecen alineadas porque las fuerzas moleculares necesarias para sujetarlas en ese ordenamiento son más débiles que en las fibras. Los elastómeros no tienen grupos muy polares o lugares aptos para puentes de Hidrógeno, las cadenas extendidas no calzan bien entre sí por lo que las fuerzas de Van der Waals no son fuertes. Estas cadenas deben conectarse entre sí por enlaces transversales ocasionales que eviten el deslizamiento de las moléculas pero no tanto como para privar a las cadenas de la flexibilidad necesaria para que puedan extenderse con facilidad y volver nuevamente al desorden.

21 Caucho

22 Vulcanización del caucho natural

23 Cauchos sintéticos

24 Poliuretanos Los poliuretanos son los polímeros mejor conocidos para hacer espumas. Si en este momento usted está sentado en una silla tapizada, el almohadón está hecho probablemente, de una espuma del poliuretano. Los poliuretanos son más que espumas. Por supuesto, los poliuretanos se llaman así porque en su cadena principal contienen enlaces uretano.

25 Los poliuretanos se sintetizan haciendo reaccionar diisocianatos con dialcoholes.

26 Spandex Un elastómero termoplástico poliuretánico inusual es el spandex, que DuPont vende bajo el nombre comercial Lycra. Tiene enlaces urea y uretano en su cadena. Lo que le confiere al spandex sus características especiales, es el hecho de que en su estructura tiene bloques rígidos y flexibles.

27 Usos de los Polímeros

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