POLIMEROS: ¿Que es un polímero?

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1 POLIMEROS: ¿Que es un polímero?
Es una macromolécula formada por la unión de moléculas de menor tamaño que se conocen como monómeros. n OLIGOMEROS > 20 POLIMERO 2 DIMERO 1 MONOMERO 3 TRIMERO

2 POLIMEROS NATURALES PROTEÍNAS Hemoglobina

3 POLIMEROS NATURALES: ADN

4 CELULOSA ALMIDÓN Hidrato de carbono

5 POLIMEROS SINTETICOS TIPOS DE POLÍMEROS
Plásticos: polietileno Elastómeros: caucho Termorrígidos: baquelita Fibras: poliéster

6 ESTRUCTURA DE LA CADENA
TIPOS DE POLÍMEROS Lineal Ramificado Entrecruzado

7 ESTRUCTURA Cristalinos vs. Amorfos
En general, al aumentar la cristalinidad no sólo aumenta la opacidad sino también la rigidez y la resistencia a la tracción –estiramiento- de los polímeros debido a las fuerzas intermoleculares que actúan entre las cadenas.

8 200 veces más resistente que el vidrio al impacto
POLICARBONATO 200 veces más resistente que el vidrio al impacto

9 POLIETILENO El polietileno de alta densidad (PAD):
es un sólido rígido translúcido se ablanda por calentamiento y puede ser moldeado como películas delgadas y envases a temperatura ambiente no se deforma ni estira con facilidad. Se vuelve quebradizo a -80 °C. es insoluble en agua y en la mayoría de los solventes orgánicos. El polietileno de baja densidad (PBD): Es un sólido blando translúcido Se deforma completamente por calentamiento. Sus films se estiran fácilmente, por lo que se usan comúnmente para envoltorios (de comida, por ejemplo). Es insoluble en agua, pero se ablanda e hincha en presencia de solventes hidrocarbonados También se vuelve quebradizo a -80 ° C

10 GOMA: uniones S-S entre cadenas
La goma natural es un sólido opaco, blando y fácilmente deformable que se vuelve pegajoso al calentarlo y quebradizo al enfriarlo. Es impermeable al agua pero puede disolverse en solventes orgánicos. Puede pensarse como derivado del monómero isopreno, el cual es un líquido volátil. GOMA VULCANIZADA

11 NYLON: UNIONES PUENTE DE HIDRÓGENO ENTRE CADENAS

12 PROPIEDADES MECANICAS
Resistencia: Tensión Lmax Le Lo Muestra de polímero Tensión = Fuerza/Area = N/cm2 = Mpa = Gpa 1 megapascal = 100 N/cm2 1 gigapascal = 1000 Mpa Resistencia a la tensión = Tensión necesaria para romper la muestra

13 ESCISION DE CADENAS

14 SINTESIS DE POLIMEROS UNA NUEVA CLASIFICACIÓN POLÍMEROS DE ADICIÓN
POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN

15 POLIMEROS DE ADICION Name(s) Formula Monomer Properties Uses
Polyethylene low density (LDPE) - (CH2-CH2)n- ethylene CH2=CH2 soft, waxy solid film wrap, plastic bags Polyethylene high density (HDPE) rigid, translucent solid electrical insulation bottles, toys Polypropylene (PP) different grades - [CH2-CH(CH3)]n- propylene CH2=CHCH3 atactic: soft, elastic solid isotactic: hard, strong solid similar to LDPE carpet, upholstery Poly(vinyl chloride) (PVC) - (CH2-CHCl)n- vinyl chloride CH2=CHCl strong rigid solid pipes, siding, flooring Poly(vinylidene chloride) (Saran A) - (CH2-CCl2)n- vinylidene chloride CH2=CCl2 dense, high-melting solid seat covers, films Polystyrene (PS) - [CH2-CH(C6H5)]n- styrene CH2=CHC6H5 hard, rigid, clear solid soluble in organic solvents toys, cabinets packaging (foamed) Polyacrylonitrile (PAN, Orlon, Acrilan) - (CH2-CHCN)n- acrylonitrile CH2=CHCN high-melting solid soluble in organic solvents rugs, blankets clothing Polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon) - (CF2-CF2)n- tetrafluoroethylene CF2=CF2 resistant, smooth solid non-stick surfaces electrical insulation Poly(methyl methacrylate) (PMMA, Lucite, Plexiglas) - [CH2-C(CH3)CO2CH3]n- methyl methacrylate CH2=C(CH3)CO2CH3 hard, transparent solid lighting covers, signs skylights Poly(vinyl acetate) (PVAc) - (CH2-CHOCOCH3)n- vinyl acetate CH2=CHOCOCH3 soft, sticky solid latex paints, adhesives cis-Polyisoprene natural rubber - [CH2-CH=C(CH3)-CH2]n- isoprene CH2=CH-C(CH3)=CH2 requires vulcanization for practical use Polychloroprene (cis + trans) (Neoprene) - [CH2-CH=CCl-CH2]n- chloroprene CH2=CH-CCl=CH2 tough, rubbery solid synthetic rubber oil resistant

16 POLIMERIZACIÓN

17 POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN EN CADENA POR RADICALES LIBRES

18 INICIADORES

19 TERMINACION

20 POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN IÓNICA

21 POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN ORGANOMETALICA

22 TACTICIDAD Y PROPIEDADES

23

24 ESTEREOQUIMICA

25 POLIMEROS DE CONDENSACION
Formula TIPO COMPONENTES ~[CO(CH2)4CO-OCH2CH2O]n~ polyester HO2C-(CH2)4-CO2H HO-CH2CH2-OH                                                                                          polyester Dacron Mylar para HO2C-C6H4-CO2H HO-CH2CH2-OH                                                                                           meta HO2C-C6H4-CO2H HO-CH2CH2-OH                                                                                             polycarbonate Lexan (HO-C6H4-)2C(CH3)2   (Bisphenol A) X2C=O   (X = OCH3 or Cl) ~[CO(CH2)4CO-NH(CH2)6NH]n~ polyamide Nylon 66 HO2C-(CH2)4-CO2H H2N-(CH2)6-NH2  ~[CO(CH2)5NH]n~ polyamide Nylon 6 Perlon                                                                                                                           polyamide Kevlar para HO2C-C6H4-CO2H para H2N-C6H4-NH2 

26 POLIMERIZACIÓN EN ETAPAS (CONDENSACIÓN)
SEA El lignano es un polímero natural que junto con la celulosa constituye la madera

27 POLICARBONATO (COMERCIAL)
Bisfenol A Reacción bifásica (H2O/solvente) Bu4NX catalizador de transferencia de fase Fosgeno

28 OTROS BISFENOLES

29 POLICARBONATO: DEGRADACION
En presencia de luz sufre un reordenamiento fotoquímico (Fries) Indeseado porque el producto es amarillo y quebradizo

30 POLIMEROS HETEROCICLICOS CONDENSACION MULTIPLE

31 POXIPOL 1 ¿Por qué el pegamento epoxi (Poxipol) viene en dos pomos diferentes que se mezclan? Uno de los pomos contiene un polímero de bajo peso molecular con grupos epoxi en sus extremos, mientras que el segundo pomo contiene una diamina

32 POXIPOL 2 Cuando se mezclan ambas partes, el diepoxi y la diamina reaccionan entre sí mediante el ataque del par electrónico libre del grupo amino a uno de los carbonos unidos al oxígeno del epóxido.

33 POXIPOL 3 No sólo el mismo grupo amino puede volver a reaccionar, sino que tanto el grupo amino como el époxido que aún no han reaccionado pueden hacerlo, y por sucesivas reacciones las moléculas se enlazan para formar una red entrecruzada gigantesca. La rigidez del polímero dependerá del grado de entrecruzamiento, y esto a su vez de la relación amina-epóxido que se utilice. Por eso, es posible regular la dureza del Poxipol de acuerdo a la cantidad de material que se tome de cada pomo.

34 EPOXI 3D

35 FIBRAS NATURALES

36 FIBRAS ARTIFICIALES POLIACRILONITRILO POLIPROPILENO

37 Spinning por fusión o en solución
SPINNING (HILADO) Electrospinning Las soluciones de polímero se rotan en un campo eléctrico de alto voltaje. La gota suspendida de polímero se carga y colapsa formando “chorros”. Spinning por fusión o en solución

38 ALGUNAS FIBRAS Acetato: El acetato se prepara a partir de celulosa extraída de pulpa de madera por una esterificación con ácido acético y anhídrido acético en presencia de ácido sulfúrico. Luego se hidroliza parcialmente para acortar las cadenas y eliminar el sulfato, y una cantidad de grupos acetato suficiente como para obtener un producto a partir del cual se puedan formar fibras o películas delgadas. La resistencia de las fibras está dada por la linealidad de las moléculas (poca ramificación), lo cual hace que puedan encajarse bien una al lado de la otra y las fuerzas intermoleculares las mantengan unidas. Se puede obtener con un amplio rango de colores y lustres, es suave, seca rápidamente, es resistente a la humedad y polillas, no encoge. Usos: ropa, telas, películas fotográficas, filtros de cigarrillo, almohadas.

39 ALGUNAS FIBRAS Acrílico: está compuesto por unidades repetitivas (–CH2-CH(CN)-)n. Las moléculas se encuentran unidas entre sí principalmente gracias a las interacciones dipolo-dipolo de los grupos –CN. Es suave, de aspecto similar a la lana, retiene su forma, es resistente a polilla, luz solar, aceite y agentes químicos. Usos: frazadas, alfombras, buzos, medias. Aramida: contiene anillos aromáticos en su cadena. Debido a la estabilidad de la estructura aromática y la conjugación de los grupos amida, posee gran estabilidad química y térmica, incluyendo resistencia al fuego, por lo cual se utiliza en ropa de protección para los bomberos y policías. Sus usos industriales están limitados por su alto punto de fusión e insolubilidad en solventes comunes. Es más liviano y más duro que el acero, por lo cual un chaleco antibalas de poco más de un kilogramo de peso puede detener una bala calibre 38 disparada desde 3 metros de distancia.

40 SILICATOS Y SILICONAS El silicio forma una variedad de polímeros naturales inorgánicos, los silicatos, que contienen unidades SiO4

41 SILICATOS Y SILICONAS APLICACIONES
En las siliconas, dos de los oxígenos de la unidad SiO4 han sido reemplazados por grupos hidrocarbonados, dando lugar a polímeros con estructura (-O-SiR2-)n. APLICACIONES TAPAS DE BUJÍAS CABLES MANGUERAS DE CALEFACCIÓN BURLETES DE VENTANAS TUBOS PARA DIÁLISIS Y TRANSFUSIONES CATÉTERES IMPLANTES.