Polimeros

QUIMICA DE MATERIALES
TEMA 6. MATERIALES METÁLICOS, CERÁMICOS Y POLÍMEROS
Materiales polímeros. Introducción

Polímeros en nuestro entorno



Polímeros en la construcción



Polímeros en automoción


Características generales

Polímero
Compuesto orgánico, natural o sintético, de elevado peso molecular constituido por unidades estructurales repetitivas o lo qeu es igualcadenas de gran tamaño formadas por la unión covalente de varias unidades monoméricas (macromolécula)
Plástico
Aquellos polímeros cuya propiedad fundamental es la plasticidad (termoplásticos). Se deforma plásticamente bajo acción de presión y/o calor
Mezcla (de un polímero con los aditivos y cargas) que pueda ser transformada por flujo o moldeo en forma líquida o fundida
Característicasgenerales


Polimerización

Consiste en una secuencia de reacciones químicas desde los monómeros a los polímeros

Antecedentes Históricos 1838 Vulcanización del caucho
1846 Nitrato de celulosa
1870 Celuloide
1907 Baquelita
1920 Hipótesis macromolecular (Staudinguer)
1926 Poli cloruro de vinilo (PVC)
1933 Polietileno (PE)
1938 Nailon (fibras)
1939 Poliestireno (PS)
1954Polipropileno (PP)
1960 Aplicaciones de Resinas Epoxi
198- Polímeros de altas prestaciones


Posibilidades de polimerización
Existen diferentes posibilidades de polimerización, de tal forma que un monómero puede originar varios tipos de polímero y la combinación de varios monómeros pueden crear innumerables tipos de polímero

Grado polimerización (Xn): Es el número de unidadesrepetitivas en lacadena
Tipos de polimerización: Poliadición y policondensación


Polimerización por Adición o en cadena, Poliadición
Se produce por apertura de doble enlace
Puede ser radicálica, iónica (cationica o aniónica) o de coordinación



Mecanismo de polimerización radicálica



Polimerización por condensación o en etapas
Se produce reacción entre dos grupos funcionales distintos y selibera una molécula pequeña.
Ejemplo: síntesis de una poliamida a partir del correpondiente aminoácido.


Conceptos Generales

Las propiedades de los polímeros dependen de múltiples factores:



El peso molecular

El peso molecular de una cadena i será:




Distribución de pesos moleculares
En las reacciones de polimerización la terminación puede ocurrir en cualquierinstante, esto hace que cada cadena tenga pesos moleculares distintos





Aspectos Estructurales

Funcionalidad monomérica
Polímeros lineales; func=2 Polimeros ramificados; func>2 Polímeros entrecruzados; func>2



Posición relativa de los grupos
Tacticidad
Isotáctico Sindiotáctico Atáctico

Secuencia en copolímeros
Homopolímero Copolímero alternanteCopolímero al azar Copolímero de bloques
A-A-A-A-A-A-A-A A-B-A-B-A-B-A-B-A-B A-B-B-A-B-B-B-A-A-A-A-B-A A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A
Estado Conformacional




Cristalinidad
Empaquetamiento cadenas macromoleculares para producir una disposición atómica con un ordenamiento periódico
En un polímero existirán regiones amorfas y regiones cristalinas
• Las propiedadesdependen del grado de cristalinidad
• La cristalización aumenta el empaquetamiento
• La densidad de las regiones cristalinas será mayor que la densidad de las regiones amorfas.


Morfología de los cristales poliméricos
• Monocristales poliméricos

• Esferulitas. Son sistemas cristalinos de los polímeros



Factores que afecfan a la cristalinidad
Velocidad deenfriamiento Mientra mayor es la velocidad de enfriamiento mayor es el número de cristales y menor es el tamaño de ellos
Configuración de cadenas poliméricas Las estructuras monoméricas complejas disminuye el grado de cristalinidad
Los Polímeros lineales tienen mayor grado de empaquetamiento por tanta tiene mayor grado cristalinidad
Los Polímeros ramificados tienen menor grado cristalinidad...