MD 1 2016 Polmeros Definiciones Los polmeros son

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MD 1 – 2016 Polímeros

MD 1 – 2016 Polímeros

Definiciones Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión repetida de moléculas más pequeñas

Definiciones Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión repetida de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. Un monómero es una molécula de pequeña masa molecular que unida a otros monómeros, por medio de enlaces químicos (generalmente covalentes) forman macromoléculas llamadas polímeros. El término monómero se refiere a las moléculas orgánicas que forman polímeros sintéticos, por ejemplo, el cloruro de vinilo, que se utiliza para producir el PVC. El proceso por el cual los monómeros se combinan de extremo a extremo para formar un polímero se denomina polimerización.

Definiciones Un polímetro puede definirse como una gran molécula (de hidrocarburo) formada por unidades

Definiciones Un polímetro puede definirse como una gran molécula (de hidrocarburo) formada por unidades que se repiten, unidas por enlaces covalentes. Poseen una estructura en forma de cadena. La mayor parte de los polímeros están formados por estructuras de carbón (compuestos orgánicos).

Definiciones

Definiciones

Estructuras representativas n n Todos los polímeros tienen una estructura tridimensional Tres formas representar

Estructuras representativas n n Todos los polímeros tienen una estructura tridimensional Tres formas representar un compleja. de segmento de un polímero:

Clasificación n Los polímeros se pueden clasificar como: Los polímeros – Polímeros naturales: Son

Clasificación n Los polímeros se pueden clasificar como: Los polímeros – Polímeros naturales: Son todos aquellos que provienen de los seres vivos (almidón, celulosa y seda son ejemplos de los mas comunes). – Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por síntesis y están conformados a base de monómeros naturales (Nylon, Polietileno, etc). Síntesis: Formación de una sustancia compuesta mediante la combinación de elementos químicos o de sustancias más sencillas. – Polímeros semisintéticos: Se obtienen por transformación de polímeros naturales. (Ej. : caucho vulcanizado)

Polimerización n Los polímeros se obtiene gracias a la polimerización (síntesis), en esta los

Polimerización n Los polímeros se obtiene gracias a la polimerización (síntesis), en esta los monómeros se agrupan entre si y forman el polímero. n La polimerización es un proceso químico por el que los monómeros se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamada polímero. n Polimerización: – Por condensación – Por adición La producción de un polímero dado se asocia generalmente con uno u otro método.

Polimerización por condensación n Requieren que por lo menos dos monómeros distintos participen de

Polimerización por condensación n Requieren que por lo menos dos monómeros distintos participen de la reacción.

Polimerización por condensación n En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula

Polimerización por condensación n En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua (sub-producto de la reacción que por lo gral. es el agua la cual se condensa).

n n Dos compuestos orgánicos reaccionan químicamente para formar uno de mayor peso molecular.

n n Dos compuestos orgánicos reaccionan químicamente para formar uno de mayor peso molecular. Se parte de dos monómeros (A y B), que al reaccionar químicamente se ensamblan debido a la presencia de dos puntos activos en su estructura y desprenden una molécula que hay que eliminarla para que la ración se desarrolle adecuadamente. La longitud de la cadena depende de la facilidad con la cual se pueden difundir los monómeros hacia los extremos e intervenir en la reacción de condensación. El crecimiento termina cuando ya no llegan más monómeros al extremo de las cadenas para continuar con la reacción.

Polimerización por adición n Son polímeros que resultan de la unión de monómeros por

Polimerización por adición n Son polímeros que resultan de la unión de monómeros por medio de enlaces múltiples. Se inicia con el uso de un catalizador químico (iniciador) que abre los enlaces dobles de carbono en algunos de los monómeros. En el caso de la molécula de etileno (C 2 H 4), esta constituida por un enlace covalente doble entre átomos de C y por cuatro enlaces covalentes sencillos entre el átomo de C y los de H.

n Se inicia con el uso de un catalizador químico (llamado iniciador) que abre

n Se inicia con el uso de un catalizador químico (llamado iniciador) que abre los enlaces dobles de carbono en algunos de los monómeros. Estos monómeros se vuelven altamente reactivos debido a sus electrones libres y capturan otros monómeros para empezar a formar cadenas reactivas. n Estas cadenas se propagan capturando mas monómeros hasta formar grandes moléculas hasta que la reacción termina.

n Polímeros formados típicamente mediante polimerización por adición: n La formula química del monómero

n Polímeros formados típicamente mediante polimerización por adición: n La formula química del monómero es la misma que la del mero en el polímero. Está es una característica de este método de polimerización. La mayoría de los polímeros de adición son termoplásticos. n

Etapas de polimerización por adición -Iniciación -Propagación -Finalización

Etapas de polimerización por adición -Iniciación -Propagación -Finalización

Iniciación n En esta etapa con un catalizador se activa la molécula del monómero,

Iniciación n En esta etapa con un catalizador se activa la molécula del monómero, en el caso del etileno, con el uso de peróxidos orgánicos (ej. : peróxido de hidrógeno (H 2 O 2) o peróxido de benzoilo (C 6 H 5 CO)2 O 2)), los cuales actúan como formadores de radicales libres. n Un radical libre puede ser definido como un grupo de átomos que teniendo un electrón libre puede unirse covalentemente a un electrón libre de otra molécula. Un radical libre es una moléculas con electrones desapareados. Son muy inestables, por lo que reaccionan con facilidad para encontrar el electrón necesario para lograr su estabilidad. n

Cuando el radical libre reacciona con una molécula del monómero, se produce la rotura

Cuando el radical libre reacciona con una molécula del monómero, se produce la rotura del doble enlace ensamblándose el radical en uno de sus extremos y dejando la otra parte de la molécula el monómero abierta para que continúe la ración de polimerización. El radical libre actúa de esta manera como catalizador (iniciador) para la polimerización del etileno

Propagación n n El proceso de adicionar más y más moléculas monoméricas a las

Propagación n n El proceso de adicionar más y más moléculas monoméricas a las cadenas en crecimiento, se denomina propagación. De este modo, la cadena del polímetro se hace cada ves mas larga por la reacción:

Finalización n Cuando la polimerización esta casi terminada, los pocos monómeros restantes deben recorrer

Finalización n Cuando la polimerización esta casi terminada, los pocos monómeros restantes deben recorrer grande distancias antes de alcanzar el sitio activo en el extremo de la cadena y, en consecuencia, la velocidad de crecimiento disminuye. La terminación se puede dar por la adicción de un radical libre finalizador o cuando dos cadenas se combinan. Otra posibilidad es que pequeñas cantidades de impurezas catalicen la reacción de finalización de la cadena polimétrica.

Métodos industriales de polimerización n n Las materias primas como el gas natural, el

Métodos industriales de polimerización n n Las materias primas como el gas natural, el petróleo y el carbón, se utilizan para la producción de productos químicos básicos en los procesos de polimerización. Estos productos son polimerizados mediante diferentes métodos, hasta obtener materiales plásticos con forma de gránulos, bolitas, polvo o liquido.

Clasificación según sus propiedades Físicas n n n Termoestables Termoplásticos Elastómeros

Clasificación según sus propiedades Físicas n n n Termoestables Termoplásticos Elastómeros

Clasificación según sus propiedades Físicas Termoestables: son polímeros que no se pueden fundir a

Clasificación según sus propiedades Físicas Termoestables: son polímeros que no se pueden fundir a través de un proceso de calentamiento simple, se necesitan temperaturas muy elevadas para sufrir algún tipo de destrucción. Son mas resistentes aunque mas frágiles que los termoplásticos (cadenas con fuertes enlaces cruzados). n n Ejemplos y aplicaciones de materiales termoestables: – Resinas epoxi: pintura y recubrimientos. – Siliconas: Adhesivos, juntas y selladores.

Clasificación según sus propiedades Físicas n Termoplásticos: tienen facilidad para ser fundidos, y por

Clasificación según sus propiedades Físicas n Termoplásticos: tienen facilidad para ser fundidos, y por lo tanto pueden ser moldeados. Se comportan de una manera plástica y dúctil. Se pueden reciclar con facilidad. n Ejemplos y aplicaciones de materiales termoplásticos: – Polietileno: bolsas, envases, juguetes, aislante eléctrico, revestimientos, etc.

Clasificacion según sus propiedades Físicas n Elastómeros: son polímeros que aunque pueden ser deformados,

Clasificacion según sus propiedades Físicas n Elastómeros: son polímeros que aunque pueden ser deformados, una vez que desaparece el agente que causó la pérdida de su forma pueden retornar a ella. Tienen la propiedad de recuperar su forma. ( Ej. Caucho vulcanizado) n Resinas: son polímeros termoestables que sufren una transformación química cuando se funden, convirtiéndose en un sólido que al volverse a fundir, se descompone.

Ejemplos n n El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico es utilizado en una

Ejemplos n n El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, tejidos, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos. Ejemplos: – Envases y embalajes (excelente transparencia) – Piezas de automóviles (defensas, cubiertas de la batería, tapicería interior.

Ejemplos n n n PVC: Es el producto de la polimerización del monómero de

Ejemplos n n n PVC: Es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo. Dado que por su amplia versatilidad es utilizado en áreas tan diversas como la construcción, energía, salud, y artículos de uso diario, entre otros. Ejemplos: – Aislamiento: recubrimiento de cables de diferentes tipos. – Mangueras, art. de riego, etc.

Ejemplos n n n El (PTFE) (más conocido por el nombre comercial Teflon) es

Ejemplos n n n El (PTFE) (más conocido por el nombre comercial Teflon) es un polímero similar al polietileno, en el que los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por átomos de flúor. Es prácticamente inerte, tiene un muy bajo coeficiente de rozamiento y gran impermeabilidad. Es un gran aislante eléctrico y sumamente flexible, es capaz de soportar Temp. desde – 270 °C hasta 270 °C. Su cualidad más conocida es la anti-adherencia.

Ejemplos n n El Nylon también tiene numerosas aplicaciones en ingeniería, gracias a la

Ejemplos n n El Nylon también tiene numerosas aplicaciones en ingeniería, gracias a la gran resistencia que presenta este material a los agentes químicos , disolventes y de abrasión. Fibra de Nylon, Hilo para pescar, Piezas de autos (como el deposito de gasolina), Piezas de máquinas (como engranes y cojinetes), etc.

Ejemplos n El Acrilonitrilo Butadieno Estireno o ABS es un plástico muy resistente al

Ejemplos n El Acrilonitrilo Butadieno Estireno o ABS es un plástico muy resistente al impacto (golpes) y elevada resistencia mecánica. Muy utilizado la industria automotriz y otros usos tanto industriales como domésticos.