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1 1 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMEROS Los Pol meros, provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes, son grandes mol culas o macromol culas formadas por la uni n de muchas peque as mol culas: sustancias de mayor masa molecular entre dos de la misma composici n qu mica, resultante del procesode la polimerizaci n 2 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMEROSNATURALESPP rovienen directamente rovienen directamente del reino vegetal o animal. del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, Por ejemplo: celulosa, almidalmid n, n, proteprote nasnas, caucho , caucho natural, natural, cidoscidosnucleicosnucleicosHemoglobinaH emoglobina3 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMEROS: POLIMEROS : Que es un polQue es un pol mero?mero?Es una macromol cula formada por la uni n de mol culas de menor tama o que se conocen como mon MONOMERO2 DIMERO3 TRIMERO> 20 POLIMERO4 -20 OLIGOMEROS4 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMEROS SINTETICOSTIPOS DE POL MEROS Pl sticos:polietileno Elast meros:caucho Termorr gidos:baquelita Fibras:poli sterSon los que se obtienen por Son los que se obtienen por procesosprocesosde polimerizacide polimerizaci n n controlados por controlados por el hombreel hombrea partir a partir de materias primas de bajo peso de materias primas de bajo peso molecularmolecular.

2 POLIMEROS NATURALES: ADNATGCCGTAOOHHHHHHCH2 NNNNONHHHNNONHHOPO2 OOOHHHHHCH2 NNNNNHHNNOOH3 CHPO2 OOHHHHHCH2 NNNNONHHHNNONHHOPO2 OOOHHHHHCH2 NNNNNHHNNOOH3 CHPOHHHHHCH2 OOHHHHHOCH2 OOHHHHHCH2 OOHHHHHCH2 OPO2 OOPO2PO2 POH5 Materiales Industriales I - Fiuba6 Materiales Industriales I - FiubaCELULOSA ALMIDALMID NNHidrato de carbonoHidrato de carbono7 Materiales Industriales I - FiubaMOLECULAS DE HIDROCARBUROS SATURADAS: enlaces covalentes simples. Metano CH Etano C 2 H 6 Propano C 3 H 8 Butano C 4 H 10 Octano C 8 H 18 H H H H H H H H H C C C C C C C C H H H H H H H H H8 Materiales Industriales I - FiubaMOLECULAS DE HIDROCARBUROS MOLECULAS INSATURADAS: Tienen doble o triple enlaces covalentes H H Doble etileno C2 H4C==C H H Triple acetileno C2 H2 H C=-C H9 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMERIZACI N R* SUSTANCIA CATALIZADORA con electr n desapareado C 2 H 4 gas etileno.

3 Mol cula insaturada10 Materiales Industriales I - Fiuba11 Materiales Industriales I - FiubaLinealLinealRamificadoRamificadoEnt recruzadoEntrecruzadoESTRUCTURA DE LA CADENAESTRUCTURA DE LA CADENATIPOS DE POLTIPOS DE POL MEROSMEROS12 Materiales Industriales I - FiubaCONFIGURACI N MOLECULAR Estereoisomer a: ISOT CTICA: todos los grupos R estana un mismo lado de la cadena. SINDIOT CTICA: los grupos R estanalternados a ambos lados de la cadena. AT CTICOS: los grupos R estanen forma Industriales I - FiubaTACTICIDADY PROPIEDADES14 Materiales Industriales I - FiubaESTRUCTURAC ristalinosvs. AmorfosEn general, al aumentar la En general, al aumentar la cristalinidadcristalinidadno sno s lo aumenta lo aumenta la opacidad sino tambila opacidad sino tambi n la n la rigidez y la resistencia a la rigidez y la resistencia a la traccitracci n n estiramientoestiramiento--de los de los polpol meros debido a las meros debido a las fuerzas fuerzas intermolecularesintermolecularesque actque act an an entre las cadenas.

4 Entre las cadenas. 15 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMERIZACION DE PLASTICOS POLIMEROS DE ADICION Polimerizaci n en cadena de mon meros no saturados. INICIACI N PROPAGACI N TERMINACI N INICIACI N: Activaci n del mon mero : catalizadores calor, radiaci n Apertura del doble enlace con formaci n de un radical o un ion R-CH2-XCH* PROPAGACION : Adici n sucesiva y r pida de los mon meros a los centros activos TERMINACI N : Desactivaci n de las especies activas, por reacci n mutua o con otras mol culas . POLIMEROS DE CONDENSACI N Enlace a trav s de grupos funcionales de las mol culas de mon meros. EJEMPLOS ESTERIFICACION AMIDACION16 Materiales Industriales I - FiubaSINTESIS DE POLIMEROS UNA NUEVA CLASIFICACI N POL MEROS DE ADICI N POL MEROS DE CONDENSACI N17 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMERIZACI N18 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMERIZACI N DE ADICI NI NICA19 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMERIZACI N DE ADICI NEN CADENA POR RADICALES LIBRES20 Materiales Industriales I - FiubaINICIADORES21 Materiales Industriales I - FiubaTERMINACION22 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMERIZACI N DE ADICI N ORGANOMETALICA23 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMEROS DE ADICIONName(s)FormulaMonomerPropertiesUs es Polyethylenelow density (LDPE)-(CH2-CH2)n-ethyleneCH2=CH2soft, waxy solidfilm wrap, plastic bagsPolyethylenehigh density (HDPE)-(CH2-CH2)n-ethyleneCH2=CH2rigid, translucent solidelectrical insulationbottles, toysPolypropylene(PP) different grades-[CH2-CH(CH3)]

5 ]n-propyleneCH2=CHCH3atactic: soft, elastic solidisotactic: hard, strong solidsimilar to LDPE carpet, upholsteryPoly(vinylchloride)(PVC)-(CH2- CHCl)n-vinyl chlorideCH2=CHClstrong rigid solidpipes, siding, flooringPoly(vinylidenechloride)(Saran A)-(CH2-CCl2)n-vinylidenechlorideCH2=CCl 2dense, high-melting solidseat covers, filmsPolystyrene(PS)-[CH2-CH(C6H5)]n-sty reneCH2=CHC6H5hard, rigid, clear solidsoluble in organic solventstoys, cabinetspackaging (foamed)Polyacrylonitrile(PAN, Orlon, Acrilan)-(CH2-CHCN)n-acrylonitrileCH2=CH CN high-melting solidsoluble in organic solventsrugs, blanketsclothing24 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMEROS DE ADICIONP olytetrafluoroethylene(PTFE, Teflon)-(CF2-CF2)n-tetrafluoroethyleneCF 2=CF2resistant, smooth solidnon-stick surfaceselectrical insulationPoly(methylmethacrylate)(PMMA, Lucite, Plexiglas)-[CH2-C(CH3)CO2CH3]n-methyl methacrylateCH2=C(CH3)CO2CH3hard, transparent solidlighting covers, signsskylightsPoly(vinylacetate)(PVAc)-( CH2-CHOCOCH3)n-vinyl acetateCH2=CHOCOCH3soft, sticky solidlatex paints, adhesivescis-Polyisoprenenatural rubber-[CH2-CH=C(CH3)-CH2]n-isopreneCH2= CH-C(CH3)=CH2soft, sticky solidrequires vulcanizationfor practical usePolychloroprene(cis+ trans)(Neoprene)-[CH2-CH=CCl-CH2]n-chlor opreneCH2=CH-CCl=CH2tough, rubbery solidsynthetic rubberoil resistant 25 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMEROS DE CONDENSACIONPOLIMEROS DE CONDENSACIONF ormulaTIPOCOMPONENTES~[CO(CH2)4CO-OCH2CH 2O]n~polyesterHO2C-(CH2)4-CO2 HHO-CH2CH2-OHpolyesterDacronMylarparaHO2 C-C6H4-CO2 HHO-CH2CH2-OHpolyestermeta HO2C-C6H4-CO2 HHO-CH2CH2-OHpolycarbonateLexan(HO-C6H4- )2C(CH3)2(BisphenolA)X2C=O(X = OCH3or Cl)~[CO(CH2)4CO-NH(CH2)6NH]n~polyamideNy lon 66HO2C-(CH2)4-CO2HH2N-(CH2)6-NH2~[CO(CH2 )

6 5NH]n~polyamideNylon 6 PerlonpolyamideKevlarparaHO2C-C6H4-CO2 HparaH2N-C6H4-NH226 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMERIZACI N EN ETAPAS(CONDENSACI N)SEAEl lignanoesun pol meronatural quejuntocon la celulosaconstituyela madera27 Materiales Industriales I - FiubaTensi n deformaci n de pol meros28 Materiales Industriales I - FiubaPROPIEDADES MEC NICAS a temp. Industriales I - FiubaTemperatura Tg-transici n v trea30 Materiales Industriales I - FiubaPOLIMEROS DE MAYOR CONSUMO31 Materiales Industriales I - FiubaPOL MEROS DE MAYOR CONSUMO32 Materiales Industriales I - FiubaPOLICARBONATO (COMERCIAL)BisfenolAFosgeno Reacci nbif sica(H2O/solvente) Bu4NX catalizadorde transferenciade fase33 Materiales Industriales I - FiubaOTROS BISFENOLES34 Materiales Industriales I - Fiuba Es el pol mero que m s se ve en la vida diaria. El pl stico m s popular del mundo. ste es el pol mero que hace las bolsas de almac n, los frascos de champ , los juguetes de los ni os, e incluso chalecos a prueba de balas.

7 Material vers til. Estructura muy simple. En ocasiones es un poco m s complicado. A veces algunos de los carbonos, en lugar de tener hidr genos unidos a ellos, tienen asociadas largas cadenas de polietileno. Esto se llama polietileno ramificado, o de baja densidad, o LDPE. Cuando no hay ramificaci n, se llama polietileno lineal, o HDPE. El polietileno lineal es mucho m s fuerte que el polietileno ramificado. El ramificado es m s barato y mas f cil de 35 Materiales Industriales I - FiubaPOLIETILENO El polietileno de alta densidad (PAD): es un s lido r gido transl cido se ablanda por calentamiento y puede ser moldeado como pel culas delgadas y envases a temperatura ambiente no se deforma ni estira con facilidad. Sevuelve quebradizo a -80 C. es insoluble en agua y en la mayor a de los solventes org nicos. El polietileno de baja densidad (PBD): Es un s lido blando transl cido Se deforma completamente por calentamiento.

8 Sus filmsse estiran f cilmente, por lo que se usan com nmente para envoltorios (de comida, por ejemplo). Es insoluble en agua, pero se ablanda e hincha en presencia de solventes hidrocarbonados Tambi n se vuelve quebradizo a -80 C El polipropileno es uno de esos pol meros vers tiles. Cumple una doble tarea, como pl sticoy como fibra. Como pl stico se utiliza para hacer envases para alimentos capaces de ser lavados en un lavaplatos. Esto es factible porque no funde por debajo de 160 oC. (el polietileno, se recalienta a aproximadamente 100oC), lo que significa que los platos de polietileno se deformar an en el lavaplatos. Como fibra, el polipropileno se utiliza para hacer alfombras de interior y exterior, la clase que usted encuentra siempre alrededor de las piscinas y las canchas de mini-golf. El polipropileno, a diferencia del nylon, no absorbe el agua. Estructuralmente es un pol mero vin lico, similar al polietileno, s lo que uno de los carbonos de la unidad monom ricatiene unido un grupo metilo.

9 El polipropileno se puede hacer a partir del mon mero propileno, por polimerizaci n Ziegler-Nattay por polimerizaci n catalizada por Industriales I - Fiuba37 Materiales Industriales I - FiubaPOLIPROPILENO El polipropileno se sintetiza por la polimerizaci n del macromol culas de polipropileno contienen de 5,000 a 20,000 unidades monom ricas. El arreglo est ricode los grupos metilo unidos en cada tomo de carbono secundario puede variar. Si todos los grupos metilos se ubican en el mismo lado de la cadena molecular, el producto se conoce como polipropileno "isot ctico". Solamente el polipropileno isot cticocumple con los requisitos necesarios para uso en la fabricaci n de art culos s estructura estereo-regular favorece el desarrollo de regiones cristalinas. En las piezas moldeadas se obtiene una cristalinidaddel 50 al 70%, dependiendo de las condiciones de procesamiento. Las cadenas moleculares raramente se incorporan en su totalidad a los dominios cristalinos, ya que contienen partes no isot cticas, y por lo tanto, incapaces de cristalizar.

10 Es por eso que se usa el t rmino "parcialmente" cristalinos. La estructura cristalina da origen a alta resistencia y rigidez a partir de las fuerzas secundarias, mientras que las regiones desordenadas amorfas retienen una gran movilidad. El polipropileno isot cticoes entonces un material termopl stico que, a n por encima de la temperatura de transici n de segundo orden, presenta una relativamente alta rigidez y resistencia. 38 Materiales Industriales I - FiubaPOLIPROPILENO HOJA2 Quiere saber m s? El polipropileno que utilizamos, es en su mayor parte isot ctico. Esto significa que todos los grupos metilos de la cadena est n del mismo lado, de esta forma: Pero a veces utilizamos el polipropileno at ctico. At cticosignifica que los grupos metilos est n distribuidos al azar a ambos lados de la cadena, de este modo: Sin embargo, usando catalizadores especiales tipo metaloceno, podemos hacer copol merosen bloque, que contengan bloques de polipropileno isot cticoy bloques de polipropileno at cticoen la misma cadena polim rica, como lo mostramos en la figura: Este pol mero es parecido al caucho y es un buen elast mero.