Cap 3 - Polimeros de Ingenieria y Alta Perfomance
35
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE
-
Upload
yessenia-huachaca-casquina -
Category
Documents
-
view
19 -
download
3
description
polimeros de ingenieria
Transcript of Cap 3 - Polimeros de Ingenieria y Alta Perfomance
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE
Los polímeros de ingeniería, son compuestos que sirven de materia prima para las industrias automotriz, eléctrica y electrónica entre otras. La Empresa DuPont consolida su posición de liderazgo como productor de polímeros de ingeniería
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE
Politereftalato de etileno Nylon (poliamida 6) Polilactona Policaprolactona Polieter Polisiloxanos Polianhidrido
Poliurea Policarbonato Polisulfonas Poliacrilonitrilo ABS Polióxido de etileno Policicloctano Poli(n-butil acrilato) Poliéster
Principales Polímeros de ingeniería
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE: NYLON
1. Nylon1.1 Historia
• En 1938, produjeron esta fibra sintética fuerte y elástica, que reemplazaría en parte a la seda y el rayón
• En 1938, revolucionó el mercado con la fabricación de las medias de naylon.
• En 1945 el primer producto de nylon fue el cepillo de dientes con cerdas de nylon.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCENYLON
1.2Características Generales- Pertenece al grupo de las poliamidas. - Se genera formalmente por policondensación de un diácido con una
diamina. - La cantidad de átomos de carbono en las cadenas de la amina y del ácido
se puede indicar detrás de los iníciales de poliamida. El más conocido, el PA 6,6 es por lo tanto el producto formal del ácido
butandicarboxílico (ácido adipínico) y la hexametilendiamina.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:NYLON
• Un polímero parecido es el perlon que se forma por apertura y polimerización de una lactama, generalmente la caprolactama.
• La diferencia reside en que en el nylon las cadenas están formadas por polímeros de la fórmula general:
( ..-NH-C(=O)-(CH2)n - C(=O)-NH-(CH2)m-...)
• Mientras que en el perlón las cadenas tienen la secuencia: ( ..-NH-C(=O)-(CH2)n - NH-C(=)O-)-(CH2)n-...).
• El nylon es una fibra textil elástica y resistente, no la ataca la polilla, no requiere de planchado.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:NYLON
1.3 Estructura:Nailon 6 (abajo) y nailon 6,6, mostrando la dirección de los enlaces peptídicos, única diferencia estructural entre ellos.El nylon 6,6 es una estructura heterogénea ya que está conformado
por C, H, CO, NH.Es un polímero lineal (de alta densidad), y su organización es
Isotáctica, ya que sus cadenas colgantes están en un mismo sentido, y así se forman los puentes de hidrógeno .
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:
NYLON1.4 Síntesis
- En el laboratorio el nylon 6,6 se sintetiza por condensación a partir del monómero cloruro del adipoilo y el monómero hexametilén diamina.
- En la Industria, haciendo reaccionar el ácido adípico (derivado del fenol) con la hexametiléndiamina (derivado del amoniaco).
- - Acido Adípico Hexametilendiamina
-
-
-Nylon 6,6
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:NYLON
1.5 PropiedadesEl nylon es soluble en fenol, cresol y ácido fórmico. Su punto de fusión es de 263 ºC.
- Es termoestable. Tiene una buena resistencia a los aceites, las grasas, los solventes y los álcali pero no a los ácidos que lo hidrolizan.
- Su viscosidad de fundido es muy baja.- Se le puede agregar fibra de vidrio para
proporcionar un incremento en la rigidez.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:
NYLON- Las cadenas de nylon con número par de átomos de carbono entre los grupos amida son más compactas .Sus puntos de fusión serán más altos que los nylons con un número impar de átomos de C.
- El punto de fusión disminuye y la resistencia al agua aumenta a medida que aumenta el número de grupos metileno entre los grupos amida.
- El nylon se produce por medio de policondensación.
-- De acuerdo con la funcionalidad F=2, el nylon es una fibra, generalmente de alta densidad. La organización de las moléculas y el enfriamiento, determina que el polímero sea cristalino.
- Poseen buena fuerza tensil, es decir que son resistentes cuando se las estira, por lo general tienen baja fuerza compresional.
- Las fibras frecuentemente son usadas para reforzar los termorígidos. Para formar un material compuesto.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:NYLON
1.6 Aplicaciones- Se utiliza en la confección de medias, tejidos y telas de punto, también
sogas, cerdas y sedales. - El nylon moldeado se utiliza como material duro en la fabricación de
diversos utensilios, como mangos de cepillos, peines, etc.
- Los polímeros de ingeniería posee una amplia gama de aplicaciones industriales y de consumo, en campos tales como el automotriz, eléctrico, electrónico, de aparatos electrodomésticos, máquinas de negocio, y artículos deportivos, entre otros.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:POLIUREA
2. PoliureaLas Poliureas son una familia de polímeros sintéticos que se obtienen de la reacción de un diisocianato con una diamina, es una reacción de polímerización similar a la del poliuretano, excepto porque en este caso el enlace formado corresponde propiamente al de una poliurea.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:POLIUREA
2.1 Reacción General• Involucra un diisocianato y una diamina; por
lo tanto los diferentes polímeros obtenidos dependerán del número y tipo de grupos presentes entre los grupos amino de la diamina y los grupos isocianato.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:POLIUREA
Esquema de la reacción general:
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:POLIUREA
2.2 PROPIEDADES- La Poliurea es un
recubrimiento aplicado por aspersión, el cual crea una membrana monolítica flexible extremadamente dura, con excelente resistencia a químicos y agua.
- Su textura es considerablemente lisa, por lo que evita la proliferación de cualquier tipo de bacteria, gracias a lo cual puede considerarse para uso alimenticio.
- Al igual que la espuma rígida de poliuretano, su adherencia es absoluta a cualquier substrato, poliuretano, concreto, azulejo, metal, madera, etc., puede estar en contacto con el producto que se procese en sus instalaciones, como por ejemplo: muros, techos, rieles, ganchos, charolas, mesas de trabajo, etc.
- La Poliurea es una membrana sin uniones ni adhesivos sobre la cual se puede caminar después de sólo 30 segundos de haber sido aplicada por aspersión.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCE:POLIUREA
2.3APLICACIONESA diferencia de los poliuretanos y polímeros, la poliurea es hidrofóbica, por lo que las superficies frías tienen poco o ningún efecto en ella.
- Cámaras frigoríficas, transportes refrigerados e instalaciones de plantas procesadoras de embutidos y alimentos.
- Forro para tanques de concreto, estanques, lagunas, cisternas, diques, canales de irrigación, túneles, lanchones, etc.
- Para reparar o reemplazar por fallas a los forros existentes en las membranas.
- Tanques de acero, silos y tuberías.- Elastómero protector para la espuma de
poliuretano aplicada por aspersión in situ.- Forro resistente contra la abrasión química.- Revestimiento protector para productos
decorativos y escenografías, tales como: cascadas, estatuas, etc.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLICARBONATO
3.Policarbonato3.1. EstructuraEl policarbonato es un grupo de termoplásticos fácil de trabajar, moldear y termoformar, y son utilizados ampliamente en la manufactura moderna. El nombre "policarbonato" se basa en que se trata de polímeros que presentan grupos funcionales unidos por grupos carbonato (-O-(C=O)-0-) en una larga cadena molecular.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLICARBONATO
3.2. SíntesisTambién el monóxido de carbono fue usado para sintetizar Carbonatos en escala industrial y producir difenil carbonato, que luego se esterifica con un derivado difenólico para obtener carbonatos poliaromáticos.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLICARBONATO
Teniendo en cuenta la síntesis de C1, se puede dividir a los policarbonatos en:
• Carbonatos poliaromáticos y Carbonatos polialifáticos.
• Estos últimos son producto de la reacción del dióxido de carbono con epóxidos, teniendo en cuenta que la estabilidad termodinámica del dióxido de carbono requiere usar catalizadores.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLICARBONATO
3.3. Propiedades• una densidad de 1.20 g/cm3 • un rango de uso desde -100°C a +135°C • un punto de fusión cercano a 250°C • un índice de refracción igual a 1.585 ± 0.001 • un índice de transmisión lumínica del 90% ±
1% • una característica de incombustibilidad
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLICARBONATO
3.4 Aplicaciones• El policarbonato empieza a ser muy común tanto en los
hogares como en laboratorios y en la industria debido a sus tres principales cualidades: Gran resistencia a los impactos, a la temperatura así como a sus propiedades ópticas. El policarbonato viene siendo usado en una gran variedad de campos:
• Óptica: Usado para crear lentes para todo tipo de gafas. • Electrónica: Se utilizan como materia prima para cd´s, dvd
´s y algunos componentes de los ordenadores. • Seguridad: Cristales antibalas y escudos anti-disturbios de
la policía.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLICARBONATO
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLI ACRILO NITRILO BUTADIENO ESTIRENO
4. Poli Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)
Se le llama plástico de ingeniería, debido a que es un plástico cuya elaboración y procesamiento es más complejo que los plásticos comunes
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLI ACRILO NITRILO BUTADIENO ESTIRENO
4.1 Propiedades• Los bloques de Estireno y de Acrilonitrilo proporcionan
rigidez y estabilidad contra la deformación, así como dureza, (equipos pesados o aparatos electrónicos).
• El bloque de Butadieno, que es un elastómero proporciona resiliencia y flexibilidad, esta mezcla de propiedades, llamada por los ingenieros químicos “sinergia”
• El ABS es un ejemplo claro del diseño de materiales en ingeniería, que busca desarrollar materiales nuevos.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLI ACRILO NITRILO BUTADIENO ESTIRENO
4.2 Características del ABS• Muy tenaz, pero duro y rígido; • Resistencia química aceptable; • Baja absorción de agua, por lo tanto buena
estabilidad dimensional; • Alta resistencia a la abrasión; • Se recubre con una capa metálica con facilidad.• Baja temperatura de ablandamiento, baja
resistencia ambiental y baja resistencia a los agentes químicos.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLI ACRILO NITRILO BUTADIENO
4.3 Aplicaciones y usosSe utiliza comúnmente en aplicaciones:• Electrónicas: carcasas de televisiones, radios,
computadoras, ratones, impresoras. • Automotrices: Partes cromadas, partes internas en las
vestiduras e interiores • Oficina: Engrapadoras, folders pesados. • Aleaciones con otros plásticos. Así por ejemplo, el ABS con
el PVC da un plástico de alta resistencia a la flama que le permite encontrar amplio uso en la construcción de televisores.
• En los últimos 3 años su uso ha disminuido en América Latina y en Norteamérica debido principalmente a la mejora en las propiedades del poliestireno de alto impacto o HIPS que además ha disminuido en precio, ventajas que el ABS no incrementó.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLIESTER
5. PoliésterEl poliéster (C10H8O4) es una categoría de polímeros que contiene el grupo funcional éster en su cadena principal.
A pesar de que los poliésteres existen en la naturaleza, conocidos desde 1830, pero el término poliéster generalmente se refiere a los poliésteres sintéticos (plásticos), provenientes de fracciones pesadas del petróleo.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLIESTER
5.1 Estructura Química• Los Poliésteres son formados mediante la reacción de un di-
acido con un di-ol.• El Dacrón es un poliéster fabricado por condensación del
etilenglicol con ácido tereftálico.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLIESTER
• El poliéster termoplástico más conocido es el PET. El PET está formado sintéticamente con Etilenglicol más tereftalato de dimetilo.
• Como resultado del proceso de polimerización, se obtiene la fibra, que en sus inicios fue la base para la elaboración de los hilos para coser, y actualmente tiene multiples aplicaciones como la fabricacion de botellas de plástico que anteriormente se elaboraban con PVC.
POLIMEROS DE INGENIERIA Y ALTA PERFOMANCEPOLIESTER
5.2 APLICACIONES- Como matriz para la construcción de equipos,
tuberías, anticorrosivos- fabricación de pinturas.- Politereftalato de etileno, se moldea a presión para
fabricar botellas de gaseosas - La fibra de Dacrón se usa para fabricar telas y
cuerdas de llantas- Mylar, para fabricar cintas magnetofónicas o de
video casetera.- Otros: Kodel , Gliptal
FIN
