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POLIMEROS Introducción y clasificación Estructura y propiedades

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

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

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

3 Descripción y aplicaciones
Descripción y utilización Descripción y aplicaciones 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
Polietileno Poli(cloruro de vinilideno) Polipropileno Poli(fluoruro de vinilideno) Poliisobutileno Poli(tetrafluoretileno) SAN Poliestireno Polimetacrilato de metilo ABS Poliacrilonitrilo Poliacetato de vinilo Acrilicas Policianoacrilatos Alcohol polivinílico Poli(cloruro de vinilo) Polivinilpirrolidona

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

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

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

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

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

10 Poliestireno DESCRIPCION Y APLICACIONES Amorfo - Plástico resistente
- Barato y muy común -Carcasas de radios, ordenadores, juguetes, contenedores, pequeño electrodoméstico, envases etc. - 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 Poliestireno sindiotáctico es cristalino funde a 270ºC y se obtiene por polimerización catalizada por metalocenos Más caro y resistente

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

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

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

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

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

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

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

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

19 DESCRIPCION Y APLICACIONES PVDF Poli(fluoruro de vinilideno)
Resistencia térmica y eléctrica Piezoeléctrico Resistencia a la luz ultravioleta Resistente a reactivos químicos - Aislantes de cables eléctricos - Recipientes para productos químicos - Mezclado con polimetacrilato de metilo lo hace más duradero a la UV - Membrana vibratoria de altavoces piezoeléctricos de agudos (CF2 muy polar se orienta en el campo eléctrico).

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

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

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

23 DESCRIPCION Y APLICACIONES
Alcohol polivinílico Saponificación parcial hasta un 20% de grupos acetato Grupos OH hidrofílicos y CH3 hidrofóbicos = Polímero surfactante (Solubiliza en agua compuestos hidrófobos) - En pinturas acrílicas sirve para solubilizar polimetacrilato de metilo (Pinturas al látex) - Guantes de laboratorio

24 DESCRIPCION Y APLICACIONES Polivinilpirrolidona
Soluble en agua (puede eliminarse del cabello) - Lacas para fijar el pelo (aspecto de pelo mojado) - Pegamentos para madera - 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 Descripción y aplicaciones 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 Polidiciclopentadieno
SBS Polibutadieno HIPS Poliisopreno Policloropreno Polidiciclopentadieno Fibra de Carbono

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

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

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

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

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

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

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

34 DESCRIPCION Y APLICACIONES
Fibra de Carbono Manojos de láminas de grafito se empaquetan para formar fibras - Para reforzar termoestables como las resinas epoxi - 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 Descripción y aplicaciones Cadenas de carbono saturadas Cadenas de carbono insaturadas Cadenas de carbono -Policetonas Cadenas de carbono y heteroátomos Cadenas de heteroátomos

36 DESCRIPCION Y APLICACIONES
Policetonas - 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 - Al contener ramificaciones de metilos menor cristalinidad, menor Tf=220ºC y menos quebradizo

37 Descripción y aplicaciones
Descripción y utilización Descripción y aplicaciones 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
C-O-C Resinas epoxi Poliéteres PPO PEN PET Poliésteres Policarbonatos

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

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

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

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

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

44 Cadenas de carbono y heteroátomos
C-O-C Resinas epoxi Poliéteres PPO PEN PET Poliésteres Policarbonatos Poliamidas KEVLAR NYLON C-N-C NOMEX Poliimidas Poliureas SPANDEX Poliuretanos

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

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

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

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

49 DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Aramidas 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 - Chalecos Antibala

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

64 Polisiloxanos (Siliconas)
Cadenas de heteroátomos Polisiloxanos (Siliconas) Polisilanos Poligermanos POLIMEROS INORGANICOS Poliestannanos Polifosfacenos

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

66 DESCRIPCION Y APLICACIONES SILICONAS (Polisiloxanos)

67 DESCRIPCION Y APLICACIONES SILICONAS (Polisiloxanos)

68 DESCRIPCION Y APLICACIONES SILICONAS (Polisiloxanos)

69 DESCRIPCION Y APLICACIONES SILICONAS (Polisiloxanos)

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

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

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

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

74 Descripción y utilización Materiales compuestos
-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 Inorgánicos: Silicatos, Carbonatos Cargas Silice, Carbon etc. Agregados Polímeros inmiscibles Materiales compuestos ResinasTermorrígidas Matriz Epoxi,Polister insat. Poliimida, etc. Matriz Termoplásticos Reforzados con fibras Vidrio, Fibra de C. Fibra Kevlar, Polietileno etc

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

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

77 Descripción y utilización Procesado de polimeros
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 Descripción y utilización Procesado de polimeros
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
Descripción y utilización Análisis


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