Propiedades físico

mecánicas de los polímeros

Integrantes Juan Valentín Gaytán de la Riva

Lizbet Monserrath Rodríguez Carrillo

Cinthya Lizbeth Pérez Villanueva

José Luis Mata López

José Alberto Hernández Ríos

¿Qué es un polímero?La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros.Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas.

La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales importantes.Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.

Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituídos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases.

PROPIEDADES FISICOMECANICAS

Dureza

un polímero puede ser rígido o flexible. El primer tipo suelen ser resistentes y casi no sufren deformaciones, pero al no ser duros, se quiebran con facilidad; el segundo tipo, por el contrario, aguantan bastante bien la deformación y no se rompe tan fácilmente como los rígidos.

Ductilidad

• La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo se produce tras producirse grandes deformaciones.

Maleabilidad

• La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa. Es una cualidad que se encuentra opuesta a la ductilidad puesto que en la mayoría de los casos no se encuentran ambas cualidades en un mismo material.

Debido a que la maleabilidad es la propiedad de un material blando de adquirir una deformación acuosa mediante una descompresión sin romperse todos los plásticos y la mayoría de las gomas y fibras que utilizamos en nuestra vida diaria o que son empleados por la industria para la fabricación de diferentes productos (bolsas, embaces, componentes de electrodomésticos, componentes de automoción y aeronáutica, utensilios diversos, mobiliario, etc.) son polímeros sintéticos y como la gran mayoría de estos polímeros son maleables al calentarse.

• La densidad (simbolizada con la letra griega rho: ρ) es la masa (m) por unidad de volumen (V). La unidad del SI para la densidad es kilogramos por metro cúbico, si bien habitualmente se expresa en gramos por centímetro cúbico.

• 𝑝 =𝑚

𝑣

DENSIDAD

• La densidad relativa se define como la relación entre las masas de un volumen determinado de material y de un volumen equivalente de agua a 23 ºC (densidad del agua 1 g / cm3). El resultado es adimensional, es decir, sin unidades.

•𝑝 𝑟𝑒𝑙𝑎. = 𝑝

𝑝ℎ20

• La densidad aparente es el cociente entre la masa de un determinado material sólido (ya sea granulado, polvo, espumado) por unidad de volumen. Es decir cuanto ocupará dicho material considerando el volumen real debido a su morfología. Es útil para el diseño de tolvas y tanques de almacenaje y fines de logística (diseño de galpones para estiba de material, containers, etc.).

•Gran parte de los polímeros tienen una densidad entre 0,9 y 1,3 los fluoroplásticos tienen en general una densidad alrededor de 2.

Medición de densidad:

• La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos.

• Instrumentos utilizados para medición de la densidad en sólidos:

PicnómetrosBalanza hidrostática

Balanza hidrostática electrónica

Ejemplo de un polímero ductil:

Las propiedades eléctricas de los polímeros industriales están determinadas principalmente, por la naturaleza química del material (enlaces covalentes de mayor o menor polaridad) y son poco sensibles a la microestructura cristalina o amorfa del material, que afecta mucho más a las propiedades mecánicas. Su estudio se acomete mediante ensayos de comportamiento en campos eléctricos de distinta intensidad y frecuencia. Seguidamente se analizan las características eléctricas de estos materiales.

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

• Los polímeros industriales en general son malos conductores eléctricos, por lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como materiales aislantes.

• como el PVC y los PE, se utilizan en la fabricación de cables eléctricos, casi todas las carcasas de los equipos electrónicos se construyen en termoplásticos de magníficas propiedades mecánicas, además de eléctricas y de gran duración y resistencia al medio ambiente, como son, por ejemplo, las resinas ABS.

Propiedades Térmicas

En el área de las propiedades térmicas se pueden mencionar: la cristanilidad que se refiere al ordenamiento de las cadenas del polímero que contrario a lo que se piensa le imparte a la resina opacidad debido a que las moléculas presentan mayor empaquetamiento y por lo tanto impiden el paso de la luz por medio de ellas, es decir, que entre más cristalino sea un polímero menos transparencia. La cristanilidad le imparte al material alta rigidez y temperaturas de fusión elevadas, entre otras propiedades.

Conductividad térmica

Es la cantidad de calor Q, pasando durante eltiempo t a través de una plancha de unasustancia con área a y diferencia detemperaturas ΔT por un espesor b (medidonormal en la dirección del flujo de calor, puededefinirse como:

Donde K es una constanteconocida como conductividadtérmica, la cual puedeconsiderarse como lacantidad de calor pasando através de una unidad de áreade una sustancia cuando elgradiente de temperatura AT(medido a través de la unidadde espesor, en la dirección delflujo de calor) es unidad.

La conductividad térmica es expresada enW/Km - también cal/g ºC. El valor varíaligeramente con la temperatura.Los polímeros orgánicos son relativamentepobres conductores del calor, y unoscuantos de ellos pueden expandirse aespumas sólidas o estructuras celulares, enlas que la conductividad térmica disminuyehasta un valor muy bajo.