CLASIFICACION DE LOS POLIMEROS

Transcripción

1 CLASIFICACION DE LOS POLIMEROS Los polímeros pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez, esas clasificaciones, pueden subdividirse en otras. Partimeros de lo más básico a lo más complejo: De acuerdo a su origen: Naturales y sintéticos Los polímeros naturales son todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos. Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos son todos polímeros naturales que cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolímeros. Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón, la madera (celulosa), la quitina, etc. Los polímeros sintéticos son los que se obtienen por síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio, y están conformados a base de monómeros naturales, mientras que los polímeros semisinteticos son resultado de la modificación de un monómero natural. El vidrio, La porcelana, el nailon, el rayon, los adhesivos son ejemplos de polímeros sintéticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son polímeros semisinteticos. La síntesis de polímeros se dio en el 1869, al obtener celuloide a partir de la celulosa; años después, al descubrirse la estructura de la seda, se creó la seda artificial llamada nailon. Hoy en día, al fabricarse polímeros se le pueden agregar ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad, resistencia, dureza, elongación, etc... De acuerdo al tipo de monómeros: Homopolímeros y copolimeros Los homopolímeros son macromoléculas que están formadas por monómeros idénticos, la celulosa y el caucho son homopolímeros naturales, mientras que el PVC y el polietileno son sintéticos. Los copolimeros están constituidos por 2 o mas monómeros diferentes, como por ejemplo, la seda como copolimero natural, y la baquelita como sintético. Ahora bien, en los copolimeros encontramos una subclasificacion, que depende de la forma en que estén ordenados los monómeros: Al azar: Es cuando los monómeros no presentan orden alguno, por tanto presentan un patrón azaroso. Alternado: Se observa un patrón de monómeros alternados. En bloque: Son los que presentan un patrón alternado, pero bloques o paquetes. Injertado: Es cuando se ve una cadena principal formada por un solo monómero, y contiene ramificaciones formas por el otro monómero unidas a la cadena principal.

2 Según su forma: Lineales o Ramificados Los monómeros al unirse pueden dar diferentes formas de polímeros, lo que influye en sus propiedades, por ejemplo, el material blando y moldeable tiene una forma lineal con cadenas unidas por interacciones (fuerzas) débiles, mientras que un polímero rígido y frágil tiene una estructura ramificada, y así vemos muchas otras características. Los lineales se forman cuando el monómero que lo origina tiene 2 puntos de ataque (de unión), de modo que la polimerización ocurre en una sola dirección, pero en ambos sentidos. Los polímeros ramificados, se forman debido a que, a diferencia del lineal, estos tiene 3 o más puntos de ataque, de tal forma que la polimerización ocurre en forma tridimensional, en las 3 direcciones del espacio. Dentro de los polímeros ramificados encontramos 3: los con forma de estrella, de red y de dendritas. Según sus propiedades mecánicas: Resistencia, dureza y elongación Un polímero puede ser resistente a la compresión o al estiramiento, es decir, puede soportar golpes sin perder su forma o no estirarse con facilidad, respectivamente. También hay ciertos polímeros que son resistente al impacto, y por tanto no se destruyen al golpearlos; a su vez hay otros que presentan resistencia a la flexión: los doblamos con facilidad; y finalmente podemos encontrar resistencia a la torsión, que son los que recuperan su forma luego de haberlos torcido. Un ejemplo de resistencia al estiramiento son las cuerdas (específicamente sus fibras), ya que por lo general están sujetadas a tensión y es necesario que no se extiendan al aplicarles esta fuerza. En sí, la resistencia es la medida de la cantidad de tensión necesaria para romper el polímero. En cuanto a dureza, un polímero puede ser rígido o flexible. El primer tipo suelen ser resistentes y casi no sufren deformaciones, pero al no ser duros, se quiebran con facilidad; el segundo tipo, por el contrario, aguantan bastante bien la deformación y no se rompe tan fácilmente como los rígidos. En lo que a elongación respecta, los polímeros llamados elastómeros pueden ser estirados entre un 500% y un 1.000% y aun así volver a su longitud original sin haber sufrido rotura alguna. Al fin y al cabo, la elongación es el cambio de forma que sufre un polímero cuando es sometido a tensión; es la capacidad de estiramiento sin que se rompa. En lo que a plásticos respecta, encontramos termoplásticos y termoestables: Antes de comenzar, un plástico, en resumidas cuentas, es un polímero principalmente sintético que se puede moldear en algún momento de su elaboración, ante la aplicación de fuerzas relativamente débiles a temperaturas moderadas; así encontramos plásticos como el caucho (natural), el celuloide (semisintetico) y todos los sintéticos, como el polietileno. Los termoplásticos son materiales rígidos a temperatura ambiente, pero se vuelven blandos y moldeables al elevar la temperatura, por lo que se pueden fundir y moldear varias veces, sin que por ello cambie sus propiedades, esto los hace reciclables. Son termoplásticos debido a que sus

3 cadenas, sean lineales o ramificadas, no están unidas, o sea, presentan entre sus cadenas fuerzas intermoleculares, que se debilitan con un aumento en la temperatura, provocándose el reblandecimiento. Están presentes en el poliestireno, el polietileno; la seda, la lana, el algodón (fibras naturales), el poliéster y la poliamida (fibras sintéticas). Los termoestables son materiales rígidos, frágiles y con cierta resistencia térmica. Una vez que son moldeados no se pueden volver a cambiar en la que a forma respecta, porque no se ablandan cuando se calientan, volviéndolos esto no reciclables. Son termoestables porque sus cadenas están interconectadas por medio de ramificaciones que son mas cortas que las cadenas principales. La energía calórica es la principal responsable del entrecruzamiento que da una forma permanente a este tipo de plásticos y es por esto que no pueden volver a procesarse. Los encontramos en la baquelita, el PVC y el plexiglás.

4 POLI-METIL METACRILATO (PMMA) USOS DE LOS POLIMEROS EN LA INDUSTRIA Polímero termoplástico especial Resistencia mecánica media y elevada rigidez. Baja resistencia al impacto (6 veces menor que la del vidrio normal). Dureza elevada. Transparente, brillante y absolutamente incoloro; se puede teñir (superficie pulible). Buen aislante eléctrico. Buena resistencia química a bases, ácidos en bajas concentraciones. No es resistente a disolventes polares (ésteres, cetonas, hidrocarburos clorados y similares) Poca absorción de agua. Excelente resistencia a la intemperie y al envejecimiento térmico. Temp Uso: -40 a 75ºC Ventajas.- Disponible en todo el rango de transparencia óptica, incluso totalmente opaca, con Rigidez,Superficie dura,pesa la mitad que un vidrio convencional, Resistencia al calor. Desventajas.- Modifica cu color frente a la rad. UV, No resistente a los disolventes orgánicos, Pobre resistencia al desgaste y abrasión, Baja resistencia al impacto. Ejemplos: Acristalamientos protectores, Ventanas, Juguetes, estanterías, Puntos de venta de diferentes cosas, etc POLI-ESTIRENO (PS) Polímero termoplástico técnico Resistencia mecánica media. Elevada rigidez. Transparente, superficie brillante y buena transmisión de la luz Aislante eléctrico (peores que el PE). Buena resistencia química a bases, ácidos (excepto a los concentrados y oxidante). Poca absorción de agua. No resiste la intemperie. Arde formando un humo denso. Se puede pegar Temp. Uso: -10 a 50/70ºC Ventajas, Barato, Fácil y rápido de unir, Decorar Desventajas, Baja resistencia al impacto, Brillante después de la exposición al rad. UV, Tensiones mecánicas, No buena resistencia a la temperatura Aplicaciones. Ejemplos: Envases desechables de alimentos (envases de yogur). Equipos de aire acondicionado, Dispositivos médicos, Vidrios/envases de bebidas desechables, Productos que reemplazan a la madera, etc

5 POLICARBONATO (PC) Polímero termoplástico Resistencia mecánica y dureza media-alta. Elevada rigidez y excelente resistencia al impacto. Transparente, con ligera tonalidad amarillenta. Aislante eléctrico. Buena resistencia química a ácidos diluidos, aceites y etanol. No resiste a bases, ácidos concentrados, hidrocarburos aromáticos. Media absorción de agua. Resiste la intemperie. Temp. Uso: -100 a 135ºC. Ventajas z Excelente transparencia z Excelente dureza z Buena resistencia al calor z Excelente propiedades eléctricas z Intrínseca retardo al fuego z Excelente resistencia Limitaciones z perdidas de propiedades en continua exposición en agua caliente zla mayoría de los disolventes aromáticos producen agrietamiento. POLI-AMIDA (PA) NYLON Ventajas, Óptima resistencia, Adecuada dureza, Justa resistencia al calor, Buena resistencia a los productos/disolventes químicos Inconvenientes, Medios ácidos, Absorción a la humedad, Altas temperaturas. EJEMPLOS: Rollo de películas, Industria del Automóvil, Electricos y electronicos, Bienes de consumo. POLIETILENO (PE) Termoplástico estándar. Síntesis por adición. Tres tipos principales: PE de baja densidad (PE- LD) con cadenas don frecuentes ramificaciones, relativamente flexibe y blando; se puede utilizar hasta temp de 80ºC. PE de alta densidad (PE-HD) cadena con pocas ramificaciones y de escasa longitud; menos flexible y duro; se puede utilizar hasta temp de 100ºC. PE lineal de baja densidad (PE-LLD) características intermedias entre los dos anteriores. Buen aislante eléctrico y excelente resistencia química. Ejemplos: Rollo para conserva de alimentos/carretes/láminas, Molduras, Cables, tuberías. POLI-PROPILENO (PP) Polimeros de interes industrial Isotático: Termoplástico semicristalino Prop. Similares al PE-HD, pero más resistente, más rígido y más duro, absorbe mayores esfuerzos que el PE Excelente aislante Buena resistencia química Temp. Uso: 0-100ºC Atático: Termoplástico amorfo Densidad y resistencia mecánica baja. Bajas temperaturas de reblandecimiento y fusión. El PP a temp. Ambiente es pagajoso y elástico como el caucho. Temp. Uso: ºC

6 POLICLORURO DE VINILO (PVC) Polimeros de interes industrial Polímero termoplástico Buena Resistencia mecánica. Elevada rigidez y buena dureza. Aislante eléctrico moderado. Buena resistencia química a bases, ácidos. No resiste hidrocarburos aromáticos ni clorados, cetonas ni ésteres. Relativa absorción de agua. Ignífugo. Resiste la intemperie utilizando estabilizadores Se puede pegar y soldar. Temp. Uso: -5 a 65ºC POLI-ETILEN-TEREFTALATO (PET) Polímero termoplástcico blanco que es estado amorfo puede ser transparente, o translúcido cuando esta en un estado semicristalino. Ejerce una excelente barrera al fenómenos de la permeación de O2 y CO2, y buenas propiedades mecánicas, es la mejor elección para botellas de bebidas (zumos de frutas, agua y cerveza), incluso sustituyendo envases tradicionales de metales y vidrios. Puede ser utilizado para recipientes de comida e introducidos al microondas. TERMOESTABLES RESINAS EPOXY (EP) Enchufes, sillas de jardín Resinas fenólicas Poliuretanos (PU), etc Estructuras muy entrecruzadas unidas por enlaces covalentes. Poliadición, No Funden, No solubles, Polimerización por condensación Elastómeros, Estructuras poco entrecruzadas unidas por enlaces covalentes, No solubles, pero se hinchan, No Funden ABS: acetonitrilo-butadienoestireno PC-ABS: policarbonato con el acetonitrilo-butadieno-estireno Caucho natural (NR) [ CH2-C(CH3)=CH-CH2-]n Polibutadieno (PB) [ CH2-CH=CH-CH2-]n Copolímeros Butadieno: Estireno (SBR) : NEUMÁTICOS CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS POLOMEROS VENTAJAS APLICACIONES Tf Facil procesado Producto elevado consumo ε Elevada ductilidad Neumáticos Plásticos para embalaje ρ Productos ligeros Industria automóvil, aeronáutica y aeroespacial σ t Aislantes térmicos Construcción σ e Aislantes eléctricos Recubrimiento cables R química Elevada Rcorrosión Tuberías Recipientes Recubrimientos