Polimeros y elastomeros

Que son los polimeros y plasticos, como se clasifican, sus aplicaciones, como se producen. Que es la vulcanizacion

1. Polímeros y elastómeros Composición E.T.N°10 “Fray Luis Beltrán ” Nicolás Villalba

2. Polímeros : los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas de menor tamaño denominadas monómeros. Clasificación según su origen                                                                           Según su origen, los polímeros pueden ser clasificados en naturales, sintéticos y semisintéticos. 1) El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales. Se producen por procesos químicos naturales. 

3. 2) Los polímeros semisintéticos se obtienen por transformación de polímeros naturales como, por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.  3) Entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y la baquelita. Son generalmente obtenidos mediante procesos tecnológicos a partir de los monómeros. Los polímeros sintéticos provienen mayoritariamente del petróleo. Después de un proceso de cracking y reforming , se tienen moléculas simples, como etileno, benceno, etc., a partir de las que comenzará la síntesis del polímero.

4. Clasificación según su origen  Polímeros orgánicos       Polímeros inorgánicos       Son los que presentan en su cadena principal átomos de carbono. A su vez estos pueden ser clasificados en vinílicos y no vinílicos.         En los polímeros orgánicos vinílicos, la cadena principal de sus moléculas está formada exclusivamente por átomos de carbono. Estos derivan de monómeros vinílicos, es decir, dos átomos de carbono unidos por una doble ligadura. Dentro de ellos se pueden distinguir: - Poliolefinas, formados mediante la polimerización de olefinas (polietileno y polipropileno). - Polímeros estirénicos , que incluyen al estireno entre sus monómeros (poliestireno y caucho estireno-butadieno). Los polímeros inorgánicos son los que su cadena principal está constituida por elementos (átomos) distintos a carbono como ser silicio, germanio, estaño, fósforo, o azufre. Ejemplos de estos son: - Polisiloxanos - Polisilanos - Poligermanos - Poliestannanos - Polifosfacenos - Polisulfuros

5. Clasificación según su comportamiento térmico y elástico Para clasificar polímeros, una de las formas empíricas más sencillas consiste en calentarlos por encima de cierta temperatura. Según si el material funde y fluye o por el contrario no lo hace se diferencian en termoplásticos o termoestables (termofijos) respectivamente. 1.- Los termoplásticos, fluyen (pasan al estado líquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer (vuelven al estado sólido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ningún) entrecruzamientos. Ejemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo PVC.

6. 2.- Los termoestables, no fluyen. Al calentarlos se descompongan químicamente, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con un alto nivel de entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de las moléculas.

7. Clasificación según la forma de la cadena polimérica                             De acuerdo a la forma de las cadenas macromoleculares los polímeros pueden ser: Polímero lineal : es una molécula polimérica en la cual los átomos se arreglan más o menos en una larga cadena que no tiene ramificaciones. A esta cadena se denomina  cadena principal .  Por lo general, algunos de estos átomos de la cadena están enlazados a su vez, a pequeñas cadenas de átomos. Estas cadenas pequeñas se denominan  grupos pendientes . Polímero ramificado : estos ocurren cuando grupos de unidades se ramifican a partir de una larga cadena polimérica. Estas ramas se conocen como cadenas laterales y también pueden ser grupos muy largos de estructuras repetitivas. Los polímeros con muchas ramificaciones se conocen como dendrímeros , y estas moléculas pueden formar una correa cuando se las enfría. 

8. Polímero entrelazado : este polímero forma cadenas largas, ya sean ramificadas o lineales, que pueden formar enlaces entre las moléculas poliméricas. Debido a que forman enlaces covalentes que son mucho más fuertes que las fuerzas intermoleculares que atraen otras cadenas poliméricas, el resultado es un material más resistente y estable. 

9. Aplicaciones                 En referente a lo mecánico existen ciertas aplicaciones como:      Aplicaciones estructurales, paneles, tuberías. Aplicaciones con elevadas prestaciones a impactos; parachoques, embalajes.  Aplicaciones para disipar vibraciones mecánicas. En referente a empleos de la vida cotidiana existen diversos usos, tales como: Revestimientos, adhesivos, envasado, ropa, electrolitos, superconductores eléctricos, conductores, electroluminiscencia, materiales con óptica no lineal, soportes para síntesis orgánica, biomedicina, deportes, objetos plásticos, etc

10. Polimerización : es una reacción química por la cual los reactivos, monómeros , forman enlaces químicos entre sí, para dar lugar al polímero.  Polimerización por adición                                                                                                        La polimerización por adición se da cuando la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman. Por lo cual, durante la polimerización por adición no se generan subproductos. E ste proceso de polimerización presenta tres etapas características: 1)  Etapa de iniciación: provocada por la acción de peróxidos orgánicos, estos mediante calor o radiación rompen su estructura para dar lugar a radicales libres (con electrones libres) que obligan al desdoblamiento del doble enlace. 2)  Etapa de propagación: se produce el crecimiento de la cadena de un modo espontáneo. 3)  Etapa de terminación: el crecimiento de la cadena acaba cuando se produce la unión del extremo de la cadena en crecimiento con un radical libre (finalizador) o por la unión de los extremos de dos cadenas en crecimiento simultáneo.

11. Un ejemplo para ilustrar este punto podría ser la síntesis del polietileno. Cuando se polimeriza el etileno para obtener polietileno (PE), cada átomo de la molécula de etileno se transforma en parte del polímero . El monómero es adicionado al polímero en su totalidad. 

12. Polimerización de condensación                                             Se forma por un mecanismo de reacción en etapas, es decir que no depende de la reacción por la que es precedida: el polímero se forma dado que los monómeros que actúan aquí tienen más de un grupo funcional capaz de reaccionar con el grupo de otro monómero. Los grupos ácido carboxílico, amino y alcohol son los más utilizados en estos fines. Aquí, por cada nuevo enlace que se forma entre los monómeros, se libera una molécula pequeña. Esta polimerización es muy característica de los biopolímeros, por ejemplo, de los enlaces peptídico y glucosidicos .

13. Polimerización de crecimiento en cadena                                                                                 A partir de un monómero se genera una especie reactiva, la cual participa en una reacción que la consume y que a su vez genera otra especie similar. Así cada reacción depende de la formación de una especie reactiva en la reacción anterior.  Polimerización de crecimiento en etapas                                                                                     La cadena de polímero crece paulatinamente siempre y cuando haya monómeros disponibles, añadiéndose un monómero cada vez. Se incluyen todos los polímeros de condensación de Carothers y algunos otros que no liberan moléculas pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo, los poliuretanos.

14. Plásticos                                                                                           Son sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen, durante un intervalo de temperaturas, propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones.  Clasificación de los plásticos                                                                           Los plásticos están diferenciados según un Código de Identificación de Plásticos, que es un sistema utilizado internacionalmente en el sector industrial para distinguir la composición de resinas en los envases y otros productos plásticos. Los diferentes tipos de plástico se identifican con un número del 1 al 7 ubicado en el interior del clásico signo de reciclado (triángulo de flechas en seguimiento).

15. Métodos de conformado       Existen varias técnicas para dar forma a los plásticos. Algunas de las más comunes son: Extrusión Inyección Compresión Soplado Moldeado al vacío Calandrado (Laminado/Hilado)

16. Método de extrusión  

17. Método de inyección

18. Método compresión

19. Método de soplado  

20. Método de modelado al vacío  

21. Método de calandrado

22. Vulcanización                                                                                                                               La vulcanización es un proceso químico para la conversión del caucho o polímeros relacionados en materiales más duraderos a través de la adición de azufre u otros equivalentes "curativos". Estos aditivos modifican el polímero mediante la formación de enlaces cruzados (puentes) entre las distintas cadenas de polímeros. El material vulcanizado es menos pegajoso y tiene propiedades mecánicas superiores. Una amplia gama de productos se fabrican con caucho vulcanizado incluidos los neumáticos, suelas de zapatos, mangueras y discos de hockey.

23. Moldeo por inyección del plástico                                                                                                       En este proceso el plástico es fundido en la máquina de moldeo por inyección del plástico y luego inyectado en un molde a alta presión . Allí , el material es enfriado , solidificado y luego liberado al abrirse las dos mitades del molde . Esta técnica da como resultado un producto plástico con una forma fija y predeterminada .