Poli Meros

Es una macromolécula formada por la unión de moléculas de menor tamaño que se conocen como monómeros.

n

n

4> 1 2 3-20 20 TRIMERO D MONOMERO IOLIGOMEROS M POLIMERO ERO

Polímeros •

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•

Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otra otrass son son com como rede redess trid tridim imeensio nsiona nale less. Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algo al godó dón, n, form formad ado o por por fibr fibras as de ce celu lulo losa sas. s. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy apreciado y es una polia iam mida semeja jan nte al nyl nylon. La la lan na, proteína del pelo de las ove ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guay Guayul ule, e, son son tamb tambié ién n polím polímer eros os natu natura rale less impo import rtan ante tes. s. Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.

Polímeros •

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•

Son moléculas gigantes consistentes de (al menos cinco) unidades químicas repetitivas (llamadas meros) enlazadas conjuntamente en forma de la hilera de un “rosario”. Los polímeros normalmente más de cinco monómeros y algunos pueden contener cientos o miles de monómeros en cada cadena Los polímeros pueden ser naturales tales como la celulosa o el DNA, o sintéticos, tales como el nylon o el polietileno La mayoría de polímeros son de naturaleza orgánica y están formados de moléculas de hidrocarburos Cada átomo de C tiene cuatro e- que participan en los enlaces (tetravalencia), cada átomo de H un electrón de enlace

POLIMEROS NATURALES

 –

PROTEÍNAS

Hemoglobina

POLIMEROS NATURALES: ADN T H3C

A O

H

H

H

OH

H

H

H

H

N

P N

O

H

N

H

H

G

PO2 O

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H O N H H

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CH2 O P

CELULOSA

ALMIDÓN

Hidrato de carbono

Polímeros

¡¡¡¡… La telaraña

también es un polímero natural está compuesta por dos proteínas que la hacen elástica …,

!!!!!

Elementos en polímeros

Clasificación de los polímeros según su comportamiento con respecto al calor  POLÍMEROS

TERMOPLASTOS

TERMOESTABLES

ELASTÓMEROS

Estructura de los polímeros

Polímero lineal Polímero entrecruzado

Polímero ramificado

Polímeros termoplastos Los termoplásticos son polímeros que pueden cumplir un ciclo de calentamiento-fusión y enfriamiento-solidificación por acción de la temperatura repetidas veces sin sufrir alteraciones. Los principales son: •

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•

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Resinas celulósicas: obtenidas a partir de la celulosa, el material constituyente de la parte leñosa de las plantas. Pertenece a este grupo el rayón. Polietilenos y derivados: Emplean como materia prima el etileno obtenido del craqueo del petróleo que, tratado posteriormente, permite obtener  diferentes monómeros como acetato de vinilo, alcohol vinílico, cloruro de vinilo, etc. Pertenecen a este grupo el PVC, el poliestireno, el metacrilato, etc. Derivados de las proteínas: Pertenecen a este grupo el nailon y el perlón, obtenidos a partir de las diamidas. Derivados del caucho: Son ejemplo de este grupo los llamados comercialmente  pliofilmes , clorhidratos de caucho obtenidos adicionando ácido clorhídrico a los polímeros de caucho.

Polímeros termoplastos

Polímeros termoestables •

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Los plásticos termoestables son materiales que una vez que han sufrido el proceso de calentamiento-fusión y formaciónsolidificación, se convierten en materiales rígidos que no vuel uelven a fund fundir irse se.. Generalmente para su obtención se parte de un aldehído. Polímeros del fenol: Son plásticos duros, insolubles e infusibles pero, si durante su fabricación se emplea un exceso de fenol, se obtienen termoplásticos: resinas epoxi, resinas melamínicas y Baquelita. Aminoplásticos: Polímeros de urea y derivados. Pertenece a este grup grupo o la mela melami mina na.. Poliésteres: Resinas procedentes de la esterificación de polialcoholes, que suelen emplearse en barnices. Si el ácido no está es tá en ex exce ceso so,, se obti obtien enen en term termop oplá lást stic icos os..

Formación de un polímero termofijo o termoestable

Elastómeros o cauchos •

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•

Los elastómeros se caracterizan por su elevada elasticidad y la capacidad de estiramiento y rebote, recuperando su forma primitiva una vez que se retira la fuerza que los deformaba. Comprenden los cauchos naturales y sintéticos; entre estos últimos se encuentran el neopreno y el polibutadieno. Los elastómeros son materiales de moléculas grandes las cuales después de ser deformadas a temperatura ambiente, recobran en mayor medida su tamaño y geometría al ser liberada la fuerza que los los defo deform rmó. ó.

Elastómeros

Moléculas de hidrocarburos saturados (enlace simple)

Moléculas de hidrocarburos insaturados (enlaces dobles y triples)

Las moléculas insaturadas son más reactivas

Isómeros Son moléculas que contienen el mismo número de átomos pero en diferentes arreglos. Un ejemplo es el butano y el isobutano

Moléculas de hidrocarburos

¿Plásticos = Polímeros?

Átomos de Cloro

Mero del PTFE Átomos de Carbono

Polímero: PTFE

Polimerización

(1)Polimerización por adición

(2)Polimerización por condensación

Procesos de polimerización •

Existen diversos procesos para unir moléculas pequeñas con otras para formar moléculas grandes. Su clasificación se basa en el mecanismo por el cual se unen estructuras monómeras o en las condiciones experimentales de reacción. Mecanismos de polimerización: La polimerización puede efectuarse por distintos métodos: polimerización por adición y polimerización por condensación •

Química de las moléculas poliméricas •

•

•

El Etileno (C2H4) es un gas a temperatura y presión ambiental El etileno es trasformado a polietileno (sólido) por  formación de un mero activo a través de una reacción con un iniciador o radical catalítico (R·) (·) denota un electrón sin parear (sitio activo)

Polimerización por adición 1. Reacción de inicio:

2. Rápida propagación, aproximadamente 1000 meros en 1 a 10 ms:

3. Terminación, cuando dos cadenas activas se encuentran o cuando la cadena activa se reúne con otro grupo iniciador u otras especies con enlaces activos

Polimerización del poliestireno

POLÍMEROS DE ADICIÓN

POLÍMEROS DE ADICIÓN

POLÍMEROS DE ADICIÓN

Química de las moléculas poliméricas

Unidad mérica ó mero

Politetrafluoroetileno (PTFE) - Teflón

Química de las moléculas poliméricas

Unidad mérica ó mero

Cloruro de polivinilo (PVC)

Química de las moléculas poliméricas

Unidad mérica ó mero

Polipropileno (PP)

Química de las moléculas poliméricas •

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•

•

Cuando todos los meros de la cadena son iguales, la molécula es llamada homopolímero Cuando hay más de un mero presente en la cadena, la molécula es un copolímero Los meros que tienen 2 enlaces activos para unirse con otros meros son llamados bifuncionales Los que tienen 3 enlaces activos para unirse con otros meros son llamados trifuncionales. Ellos forman moléculas tridimensionales en sus estructuras

Polietileno (Bifuncional)

Fenol-formaldehído (Trifuncional)

Polimerización por condensación Etilenglicol

Ácido Adípico

Polimerización por condensación de la baquelita SEA

Proceso de producción del PET Polimerización: Industrialmente, se puede partir de dos productos intermedios distintos: TPA: ácido tereftálico DMT: dimetiltereftalato

Polimerización por condensación del Nylon 6,6

POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN

POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN

POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN

ESQUEMA DE LA CLASIFICACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS MOLÉCULAS POLIMÉRICAS Características Moleculares Química Tamaño (composición unidad (Peso Molecular) monomérica)

Forma (cadena plegada, doblada, etc.)

Resumen: Tamaño – Forma - Estructura

Estructura

ESQUEMA DE LA CLASIFICACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS MOLÉCULAS POLIMÉRICAS Estructura Lineal

Ramificada

Entrecruzada

Reticulada

Estados Isoméricos

Estereoisómeros

Isotáctico Sindiotáctico Atáctico

Isómeros geométricos

Cis

Trans

Peso Molecular  •

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•

•

El peso molecular final (longitud de la cadena) es controlado por las etapas de polimerización: velocidad de iniciación, propagación y terminación La formación de macromoléculas durante influye en la distribución de la longitud de cadenas y pesos moleculares Las temperaturas de fusión/ablandamiento se incrementan con el peso molecular (hasta ~ 100000 g/mol) A temperatura ambiente, las cadenas cortas poliméricas (~100 g/mol) son líquidos o gases, los polímeros con longitudes intermedias (~ 1000g/mol) son sólidos cerosos y los polímeros con pesos moleculares de 104  – 107 g/mol) son sólidos compactos

Grado de Polimerización (n ó GP) El Grado de polimerización ( n ) indica cuantas unidades repetitivas se encuentran en un polímero, se suele indicar este número con una n al final de los corchetes que indican la unidad monomérica. No es posible indicar en la fórmula toda la cadena ya que la unidad se repite y n puede alcanzar valores del orden de miles, ejemplo:

El peso Molecular de un polímero depende de su grado de polimerización de acuerdo con:

El grado promedio de polimerización es generalmente utilizado, ya que los polímeros generalmente no presentan un grado constante sino que tienen una distribución de pesos moleculares y consecuentemente de grados de polimerización.

Grado de Polimerización (n ó GP)

Grado de Polimerización (n ó GP) de homopolímeros n=

Peso molecular del polímero Peso molecular del mero

Ejemplo: Peso de la unidad monomérica del poliestireno = suma de las masas atómicas de todos los átomos que la componen = (nº de carbonos x masa atómica del carbono) + (nº de hidrógenos x masa atómica del hidrógeno) = (8 x 12,01) + (8 x 1,01) = 104,16 g/mol. Por lo tanto, el grado de polimerización promedio en peso de una muestra de PS cuyo peso molecular es = 54 106 g/mol, será: n = 54 106 / 104,16 = 521,04.

Grado de Polimerización (n ó GP) de copolímeros ncopolímero =

Peso molecular del polímero M

M = Σ f i Mi f i = fracción molar de meros que tienen el peso molecular Mi

Grado de Polimerización (n ó GP) de polímeros lineales producidos por condensación ncondensación =

Peso molecular del polímero M

M = Σ f i Mi - Mproducto secundario f i = fracción molar de meros que tienen el peso molecular Mi Si la cadena polimérica se forma por condensación, el peso molecular del producto secundario debe restarse del mero

Forma molecular  •

El ángulo entre los átomos individuales de carbono es de ~ 109 °. Los átomos de carbono forman un patrón en zigzag en la molécula polimérica

Forma molecular  •

Más aun, mientras mantienen el ángulo de 109 ° entre los enlaces de la cadena éstos pueden rotar alrededor de un solo enlace C-C (los dobles y triples enlaces son muy rígidos)

El átomo de C puede hallarse en cualquier punto del círculo discontínuo y formar siempre un ángulo de aproximadamente 109° con el enlace de los otros dos átomos, Los segmentos de cadena rectos y torcidos se generan cuando los átomos del esqueleto se sitúan como se aprecia en la figura

Forma molecular  •

•

•

Algunos polímeros consisten en un gran número de largas cadenas de moléculas que pueden doblarse, enrollarse y plegarse de modo parecido al “espagueti”. Estos numerosos pliegues son producidos por las rotaciones de los enlaces Muchas características importantes de los polímeros se deben a esta maraña molecular, como por ejemplo la gran elasticidad del caucho Las propiedades mecánicas y térmicas de los polímeros son función de la capacidad de los segmentos de las cadenas para rotar  en respuesta al esfuerzo aplicado o a las vibraciones térmicas

Estructura Molecular  Las características físicas de un polímero no solo dependen del peso molecular y de la forma, sino que también dependen de las diferencias en la estructura de las cadenas moleculares

1. Polímeros lineales: Las cadenas de los polímeros lineales se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, por ejemplo el PE, PVC, PP entre otros

Estructura Molecular  2. Polímeros ramificados: Su cadena principal está conectada lateralmente con otras cadenas secundarias. La eficacia de empaquetamiento de la cadena se reduce con las ramificaciones y, por tanto, también disminuye la densidad del polímero

Estructura Molecular  3. Polímeros entrecruzados: Las cadenas lineales adyacentes se unen transversalmente mediante enlaces covalentes. A menudo el entrecruzamiento va acompañado por la adición mediante enlace covalente de átomos o moléculas a las cadenas. Muchos cauchos o hules tienen esta estructura

Ejemplo de polímeros entrecruzados: vulcanización de un elastómero

Estructura Molecular  4. Polímeros reticulados: Los reticulados 3D están formados por meros trifuncionales (tres enlaces covalentes). Ejemplos: los polímeros epóxicos y los fenol-formaldehídos

Configuraciones Moleculares Isomerismo: Los compuestos hidrocarburos con una misma composición pueden tener diferentes configuraciones atómicas. Las propiedades físicas pueden depender del estado isomérico (por ejemplo, la temperatura del butano normal es -0,5 °C y del isobutano es -12,3 °C)

Dos tipos de isomerismo son posibles: estereoisomerismo e isomerismo geométrico

Configuraciones Moleculares Estereoisomerismo: Los átomos son enlazados en el mismo orden, pero con diferente disposición espacial 1. Configuración isotáctica: Todos los grupos R están en el mismo lado de la cadena

Configuraciones Moleculares 2. Configuración sindiotáctica: Los grupos R alternan las posiciones de la cadena

3. Configuración atácticas: Las posiciones de los grupos R son completamente aleatorias

Configuraciones Moleculares Isomería geométrica: Consideremos dos átomos de carbono enlazados por un doble enlace en una cadena. El átomo H o el radical R enlazados a éstos dos átomos pueden estar del mismo lado de la cadena (estructura cis) o en lados opuestos de la cadena (estructura trans)

Tacticidad del Polipropileno Isotáctica

 S indiotáctica

 Atáctica Las formas isotácticas y sindiotácticas, dada su gran regularidad, tienden a adquirir en estado sólido una disposición espacial ordenada, semicristalina, que confiere al material unas propiedades físicas excepcionales. La forma atáctica, en cambio, no tiene ningún tipo de cristalinidad.

Copolimerización •

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La copolimerización consiste en la formación de macromoléculas a partir de dos o más monómeros de estructura química diferente. Esto conduce a la obtención de una extensa gama de productos cuya naturaleza va a depender de la naturaleza de los monómeros, de su concentración relativa en la mezcla reaccionante y de la secuencia en que se unan durante el proceso de polimerización. La copolimerización es importante para obtener  productos con determinadas características físicas útiles para aplicaciones específicas.

Copolímeros ( compuesto de diferentes meros) Son polímeros con al menos dos tipos diferentes de meros, pueden diferir en la forma que los meros están dispuestos o arreglados

Copolímeros al azar 

Copolímeros alternados

Copolímeros ( compuesto de diferentes meros) Copolímeros en bloque

Copolímeros de injerto

Los cauchos sintéticos son copolímeros

Polímeros amorfos y polímeros cristalinos Para comprender toda esta charla sobre cristales y sólidos amorfos, volvamos a casa. ¿A casa? ¿Por qué? Porque así usted podrá ver el cajón donde guarda sus medias. Algunas personas son muy prolijas y ordenadas. Cuando guardan sus medias, las pliegan y las apilan con gran dedicación. Así:

A otros en realidad no les interesa en absoluto lo prolijo que pueda verse su cajón de medias. Esas personas simplemente arrojan sus medias en el cajón, formando un gran montículo totalmente enredado. De modo que su cajón se ve así:

Los polímeros son como las medias. A veces se encuentran dispuestos de modo perfectamente ordenado, como el cajón de la foto de arriba. Cuando estamos en este caso, decimos que el polímero es cristalino . En otras ocasiones, no existe un ordenamiento y las cadenas poliméricas forman una masa completamente enredada, como las medias de la foto de abajo. Cuando esto sucede, decimos que el polímero es amorfo.

Cristalinidad de los polímeros Polímero de estructura amorfa

Polímero de estructura cristalina

Cristalinidad de los polímeros

Las disposiciones de los átomos en los cristales poliméricos es más compleja que en los metales y cerámicos (las celdas unitarias son típicamente grandes y complejas)

CELDA UNITARIA DE POLIETILENO

Cristalinidad de los polímeros Las moléculas poliméricas son frecuentemente parcialmente cristalinas (semicristalinas), con regiones cristalinas dispersadas dentro de material amorfo

Región de alta cristalinidad

Región amorfa

Cristalinidad de los polímeros El grado de cristalinidad está determinado por: •

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Velocidad de enfriamiento durante la solidificación: tiempo necesario para que las cadenas se muevan y alineen dentro de la estructura cristalina Complejidad del mero: la cristalinización es menor en estructuras complejas, los polímeros simples, tales como el PE cristalizan más fácilmente Configuración de la cadena: los polímeros lineales cristalizan más fácilmente, las ramas interfieren la cristalización, los polímeros ramificados son casi completamente amorfos y los polímero entrecruzados pueden ser cristalinos y amorfos

Cristalinidad de los polímeros •

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Isomerismo: isotácticos y sindiotácticos cristalizan relativamente más fácilmente debido a que la regularidad de las posiciones de los grupos laterales contribuye al proceso de ordenaciónde las cadenas contiguas. El atáctico dificulta la cristalinización Copolimerismo: los copolímeros alternos y en bloque siempre presentan cristalinización. Los copolímeros libres y con injertos normalmente son amorfos Más cristalilinidad: más alta densidad, mayor resistencia y más alta resistencia a la disolución y al ablandamiento térmico

Cristales poliméricos Laminillas cristalinas delgadas crecen desde soluciones, cada laminilla está formada por cadenas que se pliegan una y otra vez sobre sí mismas; los dobleces de las cadenas se encuentran en las caras de la laminilla: modelo de cadenas plegables

POLIETILENO

Cristales poliméricos Estructura de cadenas plegadas para una cristalita polimérica laminar:

El promedio de la longitud de la cadena es más grande que el espesor de de la cristalita o micela

Cristales poliméricos •

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La mayoría de polímeros en bruto que cristalizan a partir de un líquido forman esferulitas Las esferulitas son agregados de cristalitas laminares de aproximadamente 10 nm de espesor, separadas por material amorfo. Éstos agregados tiene forma aproximadamente esférica

Fotomicrografía de la estructura esferulíticadel PE

Cristales poliméricos Cristalita laminar de cadenas plegadas

Molécula de unión

Superficie

Material amorfo

de esferulita

Representación esquemática del detalle de la estructura de una esferulita

Cristalinidad de los polímeros

POLÍMEROS COMERCIALES

Principales polímeros comerciales

Polietileno

Cloruro de polivinilo

Polipropileno

Poliestireno

Nylon

Poliuretano

Poliestireno

Poliestireno expandido La abreviatura EPS deriva del inglés Expanded PolyStyrene. Este material es conocido también como Teknopor o Corcho Blanco.

La estructura de este material esencialmente consiste en aire ocluido dentro de una estructura celular conformada por el poliestireno. Aproximadamente un 98% del volumen del material es aire y únicamente un 2% materia sólida (poliestireno), siendo el aire en reposo es un excelente aislante térmico.

Polietilentereftalato (PET) .

Poliestireno (PP) Hay una nueva clase de poliestireno, llamada poliestireno sindiotáctico, es diferente porque los grupos fenilo de la cadena polimérica están unidos alternativamente a ambos lados de la misma. El poliestireno "normal" o poliestireno atáctico no conserva ningún orden con respecto al lado de la cadena donde están unidos los grupos fenilos.

Producción de poliestireno expandido

Polietileno (PE) •

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El polietileno es probablemente el polímero que más se ve en la vida diaria. Es el plástico más popular del mundo. Éste es el polímero que hace las bolsas de almacén, los frascos de champú, los juguetes de los niños, e incluso chalecos a prueba de balas. Por ser un material tan versátil, tiene una estructura muy simple, la más simple de todos los polímeros comerciales. Una molécula del polietileno no es nada más que una cadena larga de átomos de carbono, con dos átomos de hidrógeno unidos a cada átomo de carbono.

Polietileno (PE)

A veces algunos de los carbonos, en lugar de tener  hidrógenos unidos a ellos, tienen asociadas largas cadenas de polietileno. Esto se llama polietileno ramificado, o de baja densidad, o LDPE. Cuando no hay ramificación, se llama polietileno lineal, o HDPE. El polietileno lineal es mucho más fuerte que el polietileno ramificado, pero el polietileno ramificado es más barato y más fácil de hacer 

Representación bidimensional de la estructura del polietileno sólido

Representación tridimensional de la estructura del polietileno sólido

Polietileno •

El polietileno de alta densidad (PAD):  –  –

 –

 –

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Es un sólido rígido translúcido Se ablanda por calentamiento y puede ser moldeado como películas delgadas y envases A temperatura ambiente no se deforma ni estira con facilidad. Se vuelve quebradizo a -80 °C. Es insoluble en agua y en la mayoría de los solventes orgánicos.

El polietileno de baja densidad (PBD):  –  –

 –

 –

Es un sólido blando translúcido Se deforma completamente por calentamiento. Sus films se estiran fácilmente, por lo que se usan comúnmente para envoltorios (de comida, por ejemplo). Es insoluble en agua, pero se ablanda e hincha en presencia de solventes hidrocarbonados También se vuelve quebradizo a -80 ° C

Polietileno

Poliésteres Los poliésteres son los polímeros, en forma de fibras, que fueron utilizados en los años '70 para confeccionar toda esa ropa maravillosa que se usaba en las confiterías bailables, de la clase que usted ve a la derecha. Pero desde entonces, las naciones del mundo se han esforzado por   desarrollar aplicaciones más provechosas para los poliesteres, como esas formidables botellas plásticas irrompibles que contienen su gaseosa favorita

Los poliésteres tienen cadenas hidrocarbonadas que contienen uniones éster, de ahí su nombre.

Politetrafluoroetileno (PTFE)

Politetrafluoroetileno (PTFE) El flúor es un elemento muy extraño. Cuando forma parte de una molécula, no le agrada estar alrededor de otras moléculas, incluso cuando éstas contengan átomos de flúor. Menos aún cuando se trata de otras clases de moléculas. De modo que una molécula de PTFE, estando tan repleta de átomos de flúor como está, quisiera estar lo más alejada posible de otras moléculas. Por esta razón, las moléculas en la superficie de un trozo de PTFE rechazarán cualquier cosa que intente acercárseles. Esta es la razón por la cual nada se pega al PTFE. Debido a esta propiedad, usando sartenes de PTFE usted puede freír  cosas sin grasa o manteca. Esto significa menos grasas y colesterol y un corazón más sano El enlace entre el átomo de flúor y el átomo de carbono es realmente, realmente fuerte. ¡Ese enlace es casi a prueba de balas! Es tan estable que nada reacciona con él. Incluso cuando se calienta tanto como una sartén, ¡ni siquiera el oxígeno reacciona con él¡

Politetrafluoroetileno (PTFE)

Los átomos de flúor del PTFE prefieren sus propios tipos de átomos, mientras que repelen cualquier otro tipo de molécula, tal como esta molécula de agua, por ejemplo

Polimetilmetacrilato (PMMA) - Plexiglas Cuando se trata de hacer ventanas, el PMMA tiene otra ventaja con respecto al vidrio: es más transparente. Cuando las ventanas de vidrio se hacen demasiado gruesas, llega a ser dificultoso ver a través. Pero las ventanas de PMMA se pueden hacer tan gruesas como de 33 centímetros y siguen siendo perfectamente transparentes El PMMA también se encuentra en la pintura. El cuadro que está a su derecha, fue pintado con pinturas acrílicas. Las pinturas de "latex" acrílico contienen a menudo una suspensión de PMMA en agua. Pero el PMMA es aún más que un plástico y una pintura. A bajas temperaturas, los aceites lubricantes y los fluidos hidráulicos a menudo tienden a ponerse realmente viscosos e incluso gomosos. Esto es un verdadero problema cuando usted intenta hacer funcionar maquinaria pesada en un día frío. Pero cuando se disuelve un poco de PMMA en el aceite o fluído, éstos no se vuelven viscosos con el frío y la máquina puede funcionar hasta a -100oC, es decir, ¡asumiendo que el resto de la máquina sea capaz de soportar esas temperaturas tan bajas!

Polimetilmetacrilato (PMMA) - Plexiglas

Nylon 6,6 es un polímero formado por condensación de la hexametilendiamina y el ácido adípico

Producción del Nylon-6,6

 Á cido adípico

Hexametilendiamina

Nylon-6,6

¿Los alimentos envasados en plásticos cambian su gusto? •

“Los materiales plásticos están constituidos por un polímero o resina

base (alto peso molecular e inerte respecto de los productos en contacto) y los componentes no poliméricos (bajo peso molecular y susceptibles de transferirse a dichos productos). Los componentes no poliméricos comprenden los residuos de polimerización (monómeros, oligómeros, catalizadores, solventes de polimerización, entre otros) y los aditivos (estabilizantes, antioxidantes, lubricantes, plastificantes, agentes antibloqueo, deslizantes, pigmentos, cargas, etcétera)” •

Por razones sanitarias los polímeros y aditivos utilizados en envases de alimentos deben ser los taxativamente autorizados, los fabricantes de envases y equipamientos plásticos en contacto con alimentos están obligados a aprobar sus productos ante las autoridades competentes, siendo los límites de migración total los siguientes: 8 mg/dm2 y 50mg/kg o 50 partes por millón (ppm). En los plásticos ocurre un fenómeno conocido como "migraciones“, o sea la transferencia de componentes no poliméricos desde el material plástico hacia el alimento que contiene.

NOMENCLATURA Y DESIGNACIÓN DE POLÍMEROS Society of the Plastics Industry

Nomenclatura de los polímeros Diversas formas para nombrarlos: •

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•

Fuente de preparación: Es la forma más simple y más usada para nombrar a los polímeros. Poli(nombre del monómero), Polietileno, Poli(óxido de etileno), Poli(metacrilato de metilo) Basada en Estructura: Se usa en los polímeros de condensación a partir de dos monómeros. Poli(estructura química), Poli(hexametilen adipamida), Poli(etilen tereftalato). Nombres Comerciales: Nylon 6,6, Nylon 6, Teflón, otros.

Polietilentereftalato (PET) El PET está hecho de petróleo crudo, gas y aire. Un kilo de PET está compuesto por 64% de petróleo, 23% de derivados líquidos del gas natural y 13% de aire. A partir del petróleo crudo, se extrae el paraxileno y se oxida con el aire para dar ácido tereftálico. El etileno, que se obtiene a partir de derivados del gas natural, es oxidado con aire para formar etilenglicol. El PET se hace combinando el ácido tereftálico y el etilenglicol

POLIETILENO

POLIETILENO Aplicaciones

Policloruro de vinilo - PVC

Símbolo para el cloruro de polivinilo desarrollado por la Society of the Plastics Industry para etiquetar productos de PVC para su reciclado

Es un polímero obtenido de dos materias primas naturales cloruro de sodio o sal común (ClNa) (57%) y petróleo o gas natural (43%), siendo por lo tanto menos dependiente de recursos no renovables que otros plásticos.

Policloruro de polivinilo

Polipropileno

Poliestireno

Otros plásticos En este rubro se incluyen una enorme variedad de plásticos tales como: Policarbonato (PC); Poliamida (PA); ABS; SAN; EVA; Poliuretano (PU); Acrílico (PMMA), etc. Se puede desarrollar un tipo de plástico para cada aplicación específica APLICACIONES: Autopartes - Chips - Carcazas de computación - Teléfonos, celulares y electrodomésticos en general - Compact discs - Accesorios náuticos y deportivos - Piezas para la ingeniería aeroespacial - Artículos para medi me dici cina na,, fa farm rmac acol olog ogía ía y co cosm smet etol olog ogía ía;; bo bote tell llon ones es de ag agua ua - In Indu dume ment ntar aria ia Mueb Mu eble les; s; y un si sinn nnúm úmer ero o de ap apli lica caci cion ones es má más. s.

APLICACIONES APLICACIONES DE LOS POLÍMEROS

Aplicaciones de los polímeros Los polímeros poseen muchos atractivos: Primitivamente se andaba descalzo o se protegía los pies con cuero de animales. El cuero es un polímero natural ………

Los mismos materiales conforman estas botas de paseo incluyendo la s plantillas, que son de espum spumaa de poliuretano

Aplicaciones de los polímeros También los hay revestidos con PVC el mismo plástico que suele encontrarse en los techos vinílicos de los autos y recubrimientos vinílicos.

Los cordones de los zapatos están hechos a base de nylon y algodón. El algodón es otro polímero natural: celulosa.

Aplicaciones de los polímeros “Calzado de pato” es excelente para

mantener sus pies secos en días de lluvia. Está fabricado con caucho natural, el poliisopreno

Los calcetines no se tendrían sin polímeros como el algodón y materiales sintéticos como el poliéster  y el nylon.  Y los que llevan una banda elástica contienen otro polímero el caucho natural..

Algunos componentes de automóviles

Limpiaparabrisas: Poliisopreno Neumáticos: Rodaje: P(SBS), Parachoques, Lateral: P(isopreno), Interior : ABS P(isobutileno), Refuerzo: Cuerda de Kevlar, Nylon-6

Manguera: Polibutadieno

Bidón: Polietileno

Filtro de Aire: Papel (celulosa)

Alfombra: Nylon

No hay mejor lugar para sumergirse en el mundo de los polímeros que un negocio de piscinas e hidromasajes.

Pileta Natación: PVC Antiparra: Poliisopreno, Polibutadieno Cristales: Policarbonato Salvavidas: Espuma PS, Cuerdas: Nylon

Bañera: Superficie, PMMA

Juguetes Inflables: PE, PVC Balsa: PVC Espuma PS

Redes: Nylon

 Y en los deportes…

Pelota Básquet: Cuero, Poliisobutileno

Pantalón ciclismo: Cop en bloque: Spandex

Guante béisbol, cuero, Algodón, Nylon, poliéster 

Pantalones: Poliéster 

Pelota golf: Surlin, Ionómero/elastómero

PVC en automóviles Exterior  Interior  Tapicería, alfombras, paneles, consolas, apoya brazos, protectores sol, protección maletero

Otros Recubrimiento superficie exterior inferior, separador platos batería, protección línea combustible

Terminaciones externas, montaje ventanas/ vidrios, cubierta techo de convertibles, protecciones parachoque, tapabarro

Cables eléctricos Aislación de cables, tarugos y fijación molduras

Aplicaciones de los polímeros

Corazón artificial autosuficiente

Marcapasos

Aplicaciones de los polímeros

Venas y Arterias Artificiales

Suturas Quirúrgicas

Aplicaciones de los polímeros

Piel Artificial

Polímeros biodegradables

Con el tamaño de una moneda de diez centavos , las láminas de  polímeros biodeg radables pueden implantars e tras la intervención quirúrg ica del cerebro para adminis trar fármacos contra el cáncer a una velocidad controlada.

POLIMEROS CONDUCTORES Polímeros conductores, polímeros orgánicos conjugados a través de los cuales se pueden mover los electrones de un terminal al otro. Los más comunes son polianilina (PAni) y polipirrol (PPY). Películas ´´sandwich´´ polianilina/película ion-conductora para material de músculos de robots. El flujo de corriente hace que un terminal se expanda y el otro se contraiga. Resulta un “plegado” del ´´sandwich´´.

PAni Película ion-conductora

Energia eléctrica y química se transforma en energía mecánica.

Materiales Sensibles: Elastómeros Dieléctricos Los elastómeros dieléctricos (también llamados polímeros electroconstrictivos) exhiben fuerza mecánica al ser sometidos a un campo eléctrico. Su capacidad de contracción es mayor que la de los piezocerámicos (10-30% vs. 0.1-0.3%). Los más comunes son los basados en PMMA. Debido a su fuerza electroconstrictiva, pueden colocarse entre dos electrodos imitando la acción de músculos. Polímero electroconstrictivo En un campo eléctrico, el elástomero se expende

Electrodo

en el plano de los electrodos, amplificando la compresión normal debido a las cargas electrostáticas de los electrodos. Resulta un músculo con mayor fuerza y actuación.

Materiales Sensibles: Polímeros Geles Los polímeros geles consisten en polímeros entrecruzados inflados con un solvente como agua. Tienen la propiedad de hincharse y encogerse reversiblemente (hasta 1000 veces en volumen) debido a pequeños cambios en su ambiente (pH, temperatura, campo eléctrico). Las microfibras gel se contraen en milisegundos, mientras que los polímeros gruesos requieren de minutos para reaccionar (hasta 2 horas o aún días). Tienen alta fuerza (aproximadamente igual a la de los músculos humanos). Los más comunes son poli(alcohol vinílico), PVA, poli(ácido acrílico), PAA, y poliacrilonitrilo, PAN. Muchas aplicaciones potenciales (ej.,músculos artificiales, movimiento en robots, adsorvedores de químicos tóxicos), aunque actualmente tienen poca difusión comercial.

Los plásticos son una fuente alternativa de energía •

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Después de su uso, los plásticos pueden tener otra vida como fuente de combustible Una tonelada de plásticos puede desplazar dos toneladas de carbón y quemar sin emisiones de SO2 (los plásticos no contienen azufre). Hay una oportunidad significante: tomar el fin de la utilidad de los plásticos y usarlos como fuente de energía. Esto provee una solución para los desperdicios y accede a fuentes de energía.

CONFORMADO DE PLÁSTICOS

Los plásticos Hoy en día: •

Los plásticos se han hecho una parte integral de nuestras vidas, y de hecho  juegan un rol ireemplazable en las actividades diarias

Máquina extrusora

Conformado de plásticos Máquina moldeadora e inyectora calefactor 

calefactor 

Máquina de conformado en vacío

Los plásticos COMPOSICION:

Plástico = Polímero + Aditivos Mezclado

“COMPOUND” Compuesto de Moldeo