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POLIMEROS

Mg. Ing. Patricia Albarracín

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Los polímeros son macromoléculas formadas por la

unión de muchas pequeñas moléculas, que reciben el nombre de monómeros.

Por ejemplo, el polietileno es el polímero de estructu ra más sencilla. Este polímero se forma por la unión de muchas moléculas de etileno. Se puede representar químicamente por una secuencia de grupos -CH2-CH2-,

o sea: -CH2 - CH2 - CH2 - CH2-

"polímero“: muchos miembros

Las propiedades de los polímeros resultan de su naturaleza orgánica o inorgánica y macromolecular. Estas propiedades son determinadas y modificadas además por factores tales como la estructura de la molécula, la masa molar, las condiciones de elaboración y de moldeo (adición de rellenos, plastificantes, estabilizadores, colorantes, etc.) y otros.

Propiedades características de las sustancias poliméricas.

Las propiedades más notables que distinguen a los polímeros de los materiales tradicionales (aunque cada uno no posea necesariamente todas esas propiedades simultáneamente) son las siguientes:

1.- Bajo peso especifico (0.9 a 2.2 g/cm3).

2.- Baja conductividad térmica.

3.- Excelentes propiedades dieléctricas.

4.- Buena resistencia a los reactivos químicos agresivos.

5.- Procedimiento de elaboración y moldeo muy económicos.

6.- Aislantes acústicos y térmicos excelentes.

7.- En su mayoría no son inflamables.

8.- Variación de las propiedades en un amplio rango con la

variación de la organización estructural.

CLASIFICACION

1-Según el mecanismo por el que se forman se denomina : A-polimerización en cadena B-polimerización por pasos En cualquier caso, las moléculas obtenidas en la síntesis artifical de polímeros son de distinto tamaño entre sí, y por tanto de distinto peso molecular.

Polimerización del estireno para dar poliestirenon indica el grado de polimerización

A- Polimerización en cadena

B-Ejemplo de esto es el Dacrón que es un poliester del ácido tereftálico y el etilén glicol:

C C C C C C

O O

O O

O

O

O

O

O

OCH2CH2 OCH2CH2

OCH2CH2

B-Polimerización por pasos o en etapas

2- Según el mecanismo: Adicion que coincide con polimerizacion en cadenaCondensacion que coincide con polimerizacion en etapas

Ejemplos la reacción entre el ácido succinico y el propilenglicol :

HOOC - (C H2)2 - COOH + HO - (CH2)3 - OH ---- - [(CH2) - COO - (CH2)3 ]n-+ n H20

3- Según el tipo de monómeroHomopolímeros los monomeros son igualesCopolímeros los monomeros son distintos

4- Según la forma de la cadenaLineales: ej. nylonEn red: ej. dacron

La estructura puede ser lineal o ramificada (aparte de poder presentar entrecruzamientos). También pueden adoptar otras estructuras, por ejemplo radiales .

Estructura y propiedades fisicas

-Peso molecular

-Cristalinidad

-Punto de Fusión

-Solubilidad

Mecanismos de obtención

-Polimerizacion vinilica por medio de radicales libres-Polimerizacion Ionicaa) Catiónicab) Aniónica-Polimerizacion por coordinacionCatalizador Ziegler Natta

Polimerización iónica

Catiónica

EDG = GDE= Grupo Donador de Electrones

Polimerización iónica

Aniónica

EWG = GADE= Grupo Atractor de Electrones

Polimerización iónica

Aniónica

Problemas de aplicación

Polimerización por coordinación

Polimerización por coordinación

Polímeros Industriales

En el nylon y en los poliuretanos las cadenas moleculares permanecen unidas entre sí por medio de puentes de hidrógeno.

O

C

C

O

N

H

H

N

H

N

C

O

H

N

O

C

N

H

H

N

C

O

C

O

C

O

C

O

O

C

H

N

H

N

N

H

El hilo de nylon tiene gran resistencia a la rotura es algo elástico y de muy baja densidad. No arde bien y no mantiene la combustión, no es destruido por el moho, bacterias y polilla; los tejidos de nylon son muy ligeros pero resistentes al uso, no se encogen, se secan rápido y no requieren ser planchados.

Nylon : poliamida de condensacion formada por diaminas y acidos carboxilicos

Para el poliacrilonitrilo (Orlón, Acrilán) la interacción dipolo-dipolo es a través de los grupos ciano presentes en la cadena:

C C C CC

H

H

H

H H

HH

H CN

CN

Por su gran resistencia a rasgarse los poliésteres se utilizan para la industria de las grabaciones, algunos como el poliéster Mylar, se utiliza para proteger las obras de arte y documentos históricos gracias a su transparencia, resistencia y su propiedad de ser inerte.

EL acrilonitrilo se polimeriza a poliacrilonitrilo cuyo monómero es:

EL comonómero del poli(acrilonitrilo-co-metil metacrilato) es:

El poliacrilonitrilo se utiliza para fabricar fibra de carbono. Los copolímeros que contienen principalmente poliacrilonitrilo se utilizan como fibras para hacer tejidos (medias, suéteres, etc.) y también productos expuestos a la intemperie (carpas, cubiertas, etc.).  Si en la etiqueta pone "acrílico" es que el producto está hecho con algún copolímero del acrilonitrilo. En general son copolímeros de acrilonitrilo y metil acrilato o acrilonitrilo y metil metacrilato.EL poli(acrilonitrilo-co-metil acrilato) está compuesto por el siguiente comonómero

Caucho: un ejemplo de elastómero

Es un poliisopreno, siendo el isopreno 2-metil 1-3 butadieno

Un elastómero posee el alto grado de elasticidad del caucho, puede ser deformado hasta

ocho veces su longitud original para volver a la misma una vez que cese la tensión.

Al igual que en la fibra sus moléculas son largas y delgadas y se alinean cuando se estira

el material, pero a diferencia de aquellas vuelven a sus conformaciones desordenadas

cuando elimina la fuerza. No permanecen alineadas porque las fuerzas moleculares

necesarias para sujetarlas en ese ordenamiento son más débiles que en las fibras. Los

elastómeros no tienen grupos muy polares o lugares aptos para puentes de Hidrógeno,

las cadenas extendidas no calzan bien entre sí por lo que las fuerzas de Van der Waals

no son fuertes. Estas cadenas deben conectarse entre sí por enlaces transversales

ocasionales que eviten el deslizamiento de las moléculas pero no tanto como para privar

a las cadenas de la flexibilidad necesaria para que puedan extenderse con facilidad y

volver nuevamente al desorden.

C=C

C=C

C=C

CH2

CH2

CH2

CH2

CH3

CH3

CH3

CH2

CH2H

H

H

Gutapercha, estereoisómero trans del caucho natural.

C=C

C=CC=C

CH2CH2

CH2CH2

CH2CH2

H

H

HCH3

CH3

CH3

Caucho natural, configuración totalmente cis

Caucho

Vulcanización del caucho natural

Cauchos sintéticos

Poliuretanos

Los poliuretanos son los polímeros mejor conocidos para hacer espumas. Si en este momento usted está sentado en una silla tapizada, el almohadón está hecho probablemente, de una espuma del poliuretano. Los poliuretanos son más que espumas.

Por supuesto, los poliuretanos se llaman así porque en su cadena principal contienen enlaces uretano.

Los poliuretanos se sintetizan haciendo reaccionar diisocianatos con dialcoholes.

SpandexUn elastómero termoplástico poliuretánico inusual es el spandex, que DuPont vende bajo el nombre comercial Lycra. Tiene enlaces urea y uretano en su cadena. Lo que le confiere al spandex sus características especiales, es el hecho de que en su estructura tiene bloques rígidos y flexibles.

Usos de los Polímeros