Polimeros

Polímeros
• ¿Cuales son las características principales de los polímeros?
• ¿Cómo afecta el peso molecular a las propiedades
de los polímeros?
• ¿Cómo se acomodan los cristales en la cadena polimérica?

¿Qué es un polímero?
Poli
mero
muchos

Unidad
repetida

H H H H H H
C C C C C C
H H H H H H
Polietileno (PE)

unidad repetida

Unidad
repetida

H H H H H H
C C C C C C
H Cl H Cl H Cl
(PVC)Unidad
repetida

H
C
H

H H
C C
CH3 H

H H
C C
CH3 H

Polipropileno (PP)

H
C
CH3

Historia de
los polímeros
• Polímeros naturales
– Madera
– Algodón
– Piel/Cuero

– Caucho
– Lana
– Seda

• Usos en la antigüedad
– Pelotas de caucho usadas por los
Incas
– Brea de los árboles

Los polímeros en la actualidad

Isomerismo
•

Isomerismo
– Dos compuestos pueden tener la misma fórmula química peroestructura diferente

H H H H
ι ι ι ι
H–C–C–C–C–H
ι ι ι ι
H H H H

Butano

C4 H10

H–C–H
H ιι H
ι ι ι
H–C–C–C–H
ι ι ι
H H H

IsoButano

Polímeros comunes

Peso molecular
• Peso molecular, mi: La suma de los
pesos atómicos de todos los átomos de la
molécula

Bajo m

Alto m

mi= # átomosE1 x PAE1 + # átomosE2 x PAE2

Mn= Peso molecular promedio numérico

Mn

x i Mi

Mw

w i Mi

Mw es más sensible apesos moleculares altos.

Cantidad de Polímero

Mn

Mn

peso total del polímero
# total de moléculas

Mw

Peso Molecular
Adapted from Fig. 14.4, Callister 7e.

Mw= Peso molecular promedio másico
Xi= fracción del numero de cadenas en el intervalo seleccionado
Mi= Peso molecular promedio en el intervalo
Wi= Fracción del peso molecular en el intervalo

Calcule el peso molecular para la
unidadrepetida del butano C4 H10
H H H H
ι ι ι ι
H–C–C–C–C–H
ι ι ι ι
H H H H

m= # átomosC x PAC + # átomosH x P AH

m= 4 x 12.01 g/mol + 10 x 1.08
PA= Pesos atómicos de cada elemento
C= 12 g/mol
H= 1 g/mol

m= 58.84 g/mol

Grado de polimerización
n = número de unidades repetidas por cadena
H H H H H H H H H H H H
H C C (C C ) C C C C C C C C H

ni = 6

H H H H H H H H H H H H

GP

nn

xi ni

Mn
m

nw

wini

Mw
m

Donde m peso molecular promedio de la unidad repetida
m
Fracción de la
cadena

f i mi
peso mol. De la
unidad repetida

Calcule el peso molecular de la unidad repetida del
polipropileno y también calcule el del peso molecular
promedio numérico; si el grado de polimerización es
15,000
H H
ι ι
–C–C–
ι ι
H CH3

m= # átomosC x PAC + # átomosH x P AH

PA= Pesos atómicos de cada elemento

m=3 x 12.01 g/mol + 6 x 1.08

C= 12 g/mol
H= 1 g/mol

GP

nn

m= 42.08 g/mol

xi ni

Mn
m

15000 x 42 .08
Mn

Mn

631,200 g / mol

Estructuras moleculares
• configuraciones y resistencia:

Lineal

Ramificada

Entrecruzada

Incremento en la resistencia

Reticulados

Copolímeros
Dos o mas monómeros
polimerizados juntos
• Aleatorio – A y B se acomodan
aleatoriamente en la cadena
• Alternados – A y Bse
acomodan alternadamente en la
cadena
• Bloque – Bloques grandes de A
y bloques grandes B se
acomodan en la cadena
• Injerto – Cadenas de B se
injertan en la cadena principal
de A
A–

Aleatorio

alternado

bloque

B–

Unidades Monoméricas

injerto

Cristalinidad de los polímeros
Ordenamiento de las moléculas
Los polímeros son raramente 100% cristalinos
• Muchas complicaciones para alinearcadenas
Región cristalina

• % Cristalinidad: % del material
que es cristalino.
-- TS y E por lo regular incrementan
con % Cristalinidad.
-- Recocido ocaciona el crecimiento de
regiones cristalinas. Por lo que
% Cristalinidad incrementa.
Región
amorfa

Región de alta
cristalinidad

Región
amorfa

Forma de los cristales poliméricos
• Monocristal de polietileno –
solo si el creciemiento es
lento%cristalinidad

s

(
s(

c

s
c

)
*100
a)
a

Densidad de la muestra para la cual se pretende
determinar el porcentaje de cristalinidad

a Densidad del polímero totalmente amorfo
c

Densidad del polímero totalmente cristalino

La densidad total del Nylon 6,6 totalmente cristalino a temperatura
ambiente es de 1.263 g/cm3 . También se sabe que la estructura del
material es triclínica y presenta los...