Cinética en La Polimerización

7/24/2019 Cintica en La Polimerizacin

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POLPOLMEROSMEROS


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Industria del Siglo XX

5% de petrleo es empleado

Beneficios productos

POLIMEROSPOLIMEROSPOLIMEROS


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100 millones de

Toneladas/ anual

En Colombia el crecimientoanual 7%

En el ao 2000, la actividadde materias plsticas registr

un valor de produccin de 2.215

millares de pesos.En el ao 2002 el sector de losplsticos export 227 mil lones

de dlares, con un promedio de

participacin del 3,75% en eltotal de las exportaciones

industriales.


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Polimeros Aplicaciones Tpicas

PolietilenoTereftalato

(PET)

Botellas; envases farmacuticos; tejas; pelculas para el empaque de alimentos; cuerdas, cintasde grabacin; alfombras; fibras.

Polietileno dealta densidad(PE-AD)

Tuberas; embalajes y lminas industriales; tanques, cubetas para lquidos; botellas;recubrimiento de cables; contenedores para transporte; vajillas plsticas; baeras;cerramientos; juguetes; conos de sealizacin.

Cloruro dePoliviniloPVC

Rgido

Tuberas y accesorios para sistemas de suministro de agua potable, riego y alcantaril lado;ductos, componentes para la construccin, ventanas, puertas, cielorasos y barandas; tejasy tabletas para pisos; partes de electrodomsticos y computadores; tarjetas bancarias y

otros elementos de artes grficas; envases de alimentos.

PVCEmulsin Papel decorativo para recubrimientos interiores, cueros sintticos para muebles y calzado,juguetes.

PVC-Flexible Membranas para impermeabil izacin de suelos o techos, recubrimientos aislantes para cablesconductores; empaques y disposit ivos de uso hospitalario, mangueras para riego, suelaspara calzado.

Polietileno debaja densidad(PE-BD, PE-

LBD)

Pelculas para envolver productos, pelculas para uso agrcola y de invernadero; lminasadhesivas; botellas y recipientes varios; tuberas de irr igacin y mangueras de conduccinde agua.

Polipropileno(PP) Pelcula para empaques f lexibles, confitera, laminaciones, bolsas en general. Fibra texti l,muebles plsticos, utensil ios domsticos, mallas plsticas, carcasas de bateras, vasosdesechables, empaques para detergentes, tubera, botellas, juguetera.

Poliestireno(PS)

EspumadoExpandido

Su principal aplicacin es la fabricacin de envases. Aplicaciones como elementos paraequipos elctricos y electrodomsticos; gabinetes interiores; contrapuertas de neveras;

estuches para casetes de audio y video. Aplicaciones en la industr ia farmacutica yaccesorios mdicos. Juguetera y recipientes de cosmticos.

Elementos en la industr ia de la construccin. Industria Automotriz. Artculos escolares y deoficina. Elementos decorativos para el hogar.


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MacromolMacromol

culacula

MolMolculas de grandes dimensiones (pesosculas de grandes dimensiones (pesos

moleculares superiores a 1000g)moleculares superiores a 1000g)Molculas de grandes dimensiones (pesosmoleculares superiores a 1000)

Son molculas lineales o ramificadasformadas por la repeticin indefinida degrupos funcionales simples (monmeros).

Su composicin y estructura qumica essimple.

Se componen bsicamente de C, H, O, N.


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MonMonmerosmeros

COPOLCOPOLMEROMERO

POLY-MEROS

(muchas- partes)

HOMOPOLHOMOPOLMEROMERO


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REACCIONES DEREACCIONES DE

POLIMERIZACIPOLIMERIZACINN

Adicin

Condensacin


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PolPolmetros por RX Adicimetros por RX AdicinnAbreviatura Nombre Monmero

PE Polietileno CH2 = CH2

PP Polipropileno CH2 = CH(CH3)

PS Poliestireno CH2 = CH (C6H5)

PVC Policloruro de vinilo CH2 = CHCl

PAN Poliacronitrilo CH2 = CHCN

PMMA Polimetacrilato de metilo CH2 = C- COO-CH3CH3

BUNA Polibutadieno CH2= CH- CH=CH2

POM Polixido de metileno CH2 =O


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ReacciReaccin de Adicin de Adicinn

MONMEROVinlico (C = C)Gas o lquido (Tamb.)

REACCIN EN CADENA

Iniciacin, Propagacin yTerminacin


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PolietilenoPolietileno


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Grado de PolimerizaciGrado de Polimerizacin (GP)n (GP)

NNmero de subunidades o meros (n) quemero de subunidades o meros (n) que

hay en la cadena molecular del polhay en la cadena molecular del polmero.mero.GP muy bajosGP muy bajos

llquidos a T ambientequidos a T ambiente

(aceites sint(aceites sintticos y ceras).ticos y ceras).El GP promedio para rangos de polietilenoEl GP promedio para rangos de polietileno

que van de 3 500 a 25 000, corresponde aque van de 3 500 a 25 000, corresponde amasas moleculares promedio que varmasas moleculares promedio que varan dean de

100000 a 700000 g/mol, aproximadamente.100000 a 700000 g/mol, aproximadamente.


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ReacciReacci

n en Cadenan en Cadena

1. Iniciaci1. Iniciacin:n: FormaciFormacin Radicaln Radical


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CRECIMIENTO


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2. Propagaci2. Propagacinn

Las cadenas de polmero en lapolimerizacin en cadena siguen

creciendo de forma espontneaporque la energa del sistema qumico

disminuye en virtud del proceso depolimerizacin en cadena.


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3.3. TerminaciTerminacinn

Puede ocurrir por la adicin de un radicallibre finalizador o cuando se combinandos cadenas.

Otra forma posible es que cantidades

insignificantes de impurezas finalicen elcrecimiento de la cadena del polmero.


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POLMEROS VINLICOS

Polmero de vinilideno

(R1 y R2)


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Polixido de metileno


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CopolCopolmerosmerosCopolCopolmeros aleatoriosmeros aleatorios

CopolCopolmeros alternantesmeros alternantesCopolCopolmeros de bloquemeros de bloque

CopolCopolmeros injertadosmeros injertados

Aleatorio

Alternante

Bloque

Injertado


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CINCINTICATICA

IniciaciIniciacinn ((EaEa>100 KJ/>100 KJ/molmol))

PropagaciPropagacinn ((EaEa


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TRATAMIENTOCINTICO

V= ??


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INICIADORES IINICIADORES INICOSNICOSPolimerizacin Aninica:

Iniciador : KNH2

K+ + NH2-

NH2-

+ CH2: CHPh

H2NCH2 CHPh (M1-

)

M1- + CH2: CHPh

M2-

Mx- + CH2: CHPh

M-x+1

Mx- + NH3 H2N(CH2CHPh)xH + NH2-


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TRATAMIENTOCINTICO

V= ??


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POLIMERIZACIPOLIMERIZACIN PORN POR

CONDESACICONDESACINNLos monmeros reaccionan qumicamente entre

si para producir polmeros lineales.

La reactividad de los grupos funcionales que

estn en los extremos de un monmero, engeneral, es aproximadamente igual cualquieraque sea el tamao del polmero.

En muchas reacciones de polimerizacinsucesiva se produce una pequea molculacomo subproducto


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POLIMERIZACIPOLIMERIZACIN RETICULARN RETICULAR

Plsticofenlico termofijo

(trifuncional)


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Plstico reticular de tres dimensione

Baquelita


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TRATAMIENTOCINTICO

V= ??


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Estereoisomerismo enEstereoisomerismo en

termopltermoplsticossticos

Compuestos moleculares queCompuestos moleculares que

tienen las mismastienen las mismascomposiciones qucomposiciones qumicas, peromicas, pero

diferentes arreglos estructuralesdiferentes arreglos estructurales


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Estereoismero atctico

Estereoismero isotctico

Estereoismero sindiotctico


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Catalizadores de Ziegler y NattaCatalizadores de Ziegler y Natta

(PN Qca 1963)(PN Qca 1963)Con un catalizadorCon un catalizador estereoespecestereoespecficofico , el, el

polipropileno isotpolipropileno isotctico puede producirse actico puede producirse aescala comercial.escala comercial.

El polipropileno isotEl polipropileno isotctico es un materialctico es un materialpolimpolimrico altamente cristalino con unrico altamente cristalino con unpunto de fusipunto de fusin de 165 a 175n de 165 a 175C.C.

Debido a su alta cristalinidad, el propilenoDebido a su alta cristalinidad, el propilenoisotisotctico tiene resistencias yctico tiene resistencias ytemperaturas de deflexitemperaturas de deflexin tn trmica mrmica mssaltas que el polipropileno ataltas que el polipropileno atcticoctico


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Halogenurode Ti

Alquil metal(Al)


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REACCIONESEN CADENA

RAMIFICADA


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REACCIN EN CADENA RAMIFICADA


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REACCIONES ENCADENA

RAMIFICADA:

En cada etapa depropagacin se producenms propagadores de los

que se consumen


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2H2 + O2

2 H2O

H2

2HO2

2O

H + O2

OH + OO + H2

OH + H

OH + H2

H2O + HH + Pared

H2

H + O2 + M

HO2 + M

Iniciacin

Cadenaramificada

Terminacin

Propag. Lineal

V Vi i i i + (K Kt ) (H)


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tiempo

K ramificacin > K terminacin

K ramificacin < K terminacin

V= Viniciacin + (Kram. - Kterm) (H)

Explosiva!!


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Si la reaccin en cadena prosigue sin control

ExplosinAtmica

Si se controla Reactor Nuclear

Semenov y Hinshelwood PN Qca 1956


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H +O en n recipiente rec bierto de KCl con n d 7 4cm

T Constante

Primer Lmite

Segundo Lmite

Tercer Lmite

Semenov y Hinshelwood PN Qca 1956

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