Polímeros

ESTRUCTURAS, CARACTERISTICAS Y APLICACIÓN DE LOS POLIMEROS



ING. HUBER ANAYA




UNIVERSITARIA DE INVESTIGACION Y DESARROLLO (UDI)
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
SANTANDER (BUCARAMANGA)
2015








POLIMEROS
Los Materiales poliméricos están basados en grandes moléculas con enlaces covalentes y formados por la unión de muchas unidades simples (monómero). Sus antecesores se puede considerarque son las macromoléculas presentes en organismos, y se pueden enumerar ejemplos como el caucho, lana, algodón, etc
CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS
Los polímeros se clasifican de varias formas: primero, según la manera en que las moléculas son sintetizadas; segundo, en función de su estructura molecular y tercero, por su familia química. Sin embargo, el método más usado para describir lospolímeros es en función de su comportamiento mecánico y térmico. La siguiente tabla compara las tres clases principales de polímeros.
TERMOESTABLES:
Son polímeros que no pueden ser refundidos o re-procesados ya que al ser calentados se endurecen y degradan o se descomponen (p. ej. resinas epoxi, fenólicos, poliésteres insaturados, etc) Estos polímeros son generalmente más duros, más resistentes, perotambién más frágiles que los termoplásticos teniendo tienen mayor resistencia dimensional.
ELASTOMEROS:
Polímeros que a temperatura ambiente se alargan mucho elásticamente bajo una pequeña tensión (o esfuerzo) y por tanto recuperan rápidamente la forma original cuando cesa el esfuerzo (p. ej., algunos cauchos, siliconas, etc.). También hay un grupo importante de polímeros que son los adhesivos por sucapacidad de unir de forma temporal o permanente todo tipo de materiales (p. ej. cianocrilato, poliuretano, etc.)
TERMOPLÁSTICOS:
Cuyo nombre procede de dos palabras griegas “termos” que significa caliente y “plásticos” que significa moldeable. Estos polímeros requieren calor para ser conformados y tras el enfriamiento mantienen la forma (p. ej. pe, pvc, nylon, etc.). Se ablandan al calentarsehasta que funden y al solidificar se endurecen, siendo procesos reversibles que por tanto se pueden repetir.



FORMACIÓN DE CADENAS POR EL MECANISMO DE ADICIÓN
La formación del polímero más común, el polietileno (PE) a partir de moléculas de etileno, es un ejemplo de polimerización por adición (o crecimiento de cadenas). El etileno es un gas, de fórmula C2H4. Los átomos de carbono están unidos porun enlace covalente doble. Cada uno de estos átomos comparte dos de sus enlaces con el otro, y dos átomos de hidrógeno están enlazados a cada uno de los átomos de carbono. La molécula de etileno es un monómero

ENLACES NO SATURADOS
La polimerización por adición ocurre porque el monómero original tiene un enlace covalente doble entre átomos de carbono. El enlace doble es un enlace no saturado.Después de cambiar a un enlace simple, los átomos de carbono siguen unidos, pero convierten en activos, se pueden agregar otras unidades de repetición para producir la cadena polimérica.
FUNCIONALIDAD
La funcionalidad es el número de sitios en los cuales pueden unirse dos moléculas a la unidad de repetición del polímero. En el etileno hay dos sitios en cada átomo de carbono en los cuales lasmoléculas pueden fijarse, por lo que el etileno es bifuncional y solamente se formarán cadenas. S ay tres o más sitios donde las moléculas pueden fijarse, se forma una red tridimensional.

INICIACÓN DE LA POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN
Para empezar la adición, es decir el proceso de polimerización por crecimiento de cadenas, se añade un iniciador al monómero. El iniciador forma radicales libres con un sitioreactivo, que atrae a uno de los átomos de carbono de un monómero de etileno. Cuando ocurre esta reacción, el sitio reactivo se transfiere al otro átomo de carbono del monómero y se empieza a formar una cadena. Una segunda unidad de repetición de etileno se puede fijar en este nuevo sitio, alargándose la cadena. Este proceso continuará hasta que quede formada una larga cadena de polietileno, es...