Polimeros y plasticos

UNIVERSIDAD DEL BÍO BÍO
FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE MECANICA

Tema Profesor

UBB / DIMEC

Polímeros y plásticos

Los plásticos se basan en polímeros, y antes de adentrarse en el estudio de su manufactura, es necesario repasar las respuestas a algunas preguntas básicas, como: • • • • • ¿Por qué algunos polímeros son deformables mientras que otros son completamente frágiles?¿Por qué sus aplicaciones están tan limitadas por la temperatura? ¿Qué permite que un caucho experimente una deformación elástica repetida sin fallar? ¿Qué mecanismos se pueden explotar para su manufactura? ¿Por qué algunos productos plásticos se pueden usar en lugar de los metales?

Un polímero es, como indican sus raíces griegas poli (muchos) y meros (parte), cualquier sustancia compuesta demuchas (normalmente millares) unidades repetidas, llamadas meros. La mayor parte de los polímeros se basa en un esqueleto de carbono, por lo que son materiales orgánicos. Hay muchos polímeros naturales, y después del concreto, la madera aún es el material estructural que más ampliamente se utiliza. Sin embargo, nos interesan ahora los polímeros sintéticos; cuando se encuentran en una forma apta parael trabajo posterior, también se llaman resinas. Rara vez se emplean en su forma pura; con mayor frecuencia, se mezclan con varios aditivos, y al material resultante se le denomina plástico (de nuevo, del griego plastikos, derivado de plassein: formar, moldear). Comúnmente, los términos polímero, resina y plástico se usan de manera indistinta. Desde hace relativamente poco (tabla 1-1), elcrecimiento de la industria de los plásticos ha sido fenomenal. Como se muestra en la tabla 13-1, la venta de plásticos-respecto a su volumen-ha crecido a más del doble que la producción de acero en Estados Unidos. Se espera que esta tendencia de crecimiento continúe, en parte porque aún se están descubriendo nuevas aplicaciones y también porque los plásticos mejorados pueden sustituir a otros materiales.Inicialmente, la mayor parte de los plásticos se emplearon en aplicaciones en que su baja densidad, su alta resistencia a la corrosión, su aislamiento eléctrico y su facilidad de manufactura en formas complejas representaban ventajas, y donde la resistencia mecánica era de importancia secundaria. Estas aplicaciones todavía consumen grandes cantidades. Una tendencia más reciente y técnicamente másimportante es el surgimiento de polímeros estructurales (tabla 5-4), de los que se pueden fabricar componentes y estructuras para soporte de carga, al menos para aplicaciones en que las temperaturas sólo son moderadamente altas, comúnmente de entre 150 y 250°C, o menores. Muchos de los principios analizados hasta este punto también se aplican a los polímeros; no obstante, hay diferenciassuficientes para justificar un repaso de la estructura y propiedades de los polímeros, haciendo referencia a los conceptos previamente explorados para los metales.

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TABLA 13-1

13.1 REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN
Los polímeros, igual que los metales, se obtienen a partir de materias primas en plantas especializadas y se suministran a las industrias en formas adecuadas para suprocesamiento para fabricar artículos terminados (Fig. 5-3). La manufactura primaria sólo se analiza hasta el grado necesario para comprender las propiedades de manufactura. Hay muchas maneras de clasificar los polímeros, una de ellas se basa en la tecnología utilizada para fabricarlos. Los detalles rebasan el enfoque de este libro; será suficiente hacer notar que las macromoléculas se pueden obtenermediante una de las dos técnicas de procesamiento (Fig. 13-1): Polimerización en cadena: El carbono es un elemento tetravalente y sus cadenas se pueden formar con enlaces simples, dobles o triples entre los átomos adyacentes de carbono. El material inicial para la polimerización en cadena con frecuencia es un monómero, en el que hay un enlace doble que se puede abrir con la ayuda de un compuesto...