TEMA 2.LOS POLMEROS

Lospolmerosyplsticos

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Polietileno.

a)Representacinesquemticadelaunidadmonomrica ydelacadena.

b)Perspectivadelacadena,indicandoladisposicinenzigzag

Polmero Aditivo Plstico+ =

Intersindustrial

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Evolucin de la produccin mundial de plsticos en millones de toneladas.

1. Bajadensidad.

2. Relacin/pesoadecuadaamltiplesaplicaciones.

3. Aislantestrmicosyelctricos.

4. Elevadaductilidad.

5. Resistenciaaldeterioromedioambiental.

6. Facilidaddeconformado.

7. Capacidadparafabricarlos amedidayengrandesseries.(Bajoprecio)

MtodosdePolimerizacin

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POLIMERIZACIN POR ADICIN

POLIMERIZACIN: Encadenamiento de monmerosAdicinCondensacin

PTFE

PVC

PP

MtodosdePolimerizacin

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POLIMERIZACIN POR CONDENSACIN

Polister

Poliamida 66

MtodosdePolimerizacin

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POLIMERIZACIN POR CONDENSACIN

Polimerizacin

mMn n

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iin MxM

De ambos mtodos resultan:

Homopolmeros: Todas las unidades de la cadena de la misma naturaleza.

Copolmeros: Unidades monomricas de distinta naturaleza

Existen varias formas para expresar el tamao medio de la cadena de un polmero:

Peso molecular promedio en nmero:

donde xi = fraccin del n total de molculas con peso molecular Mi

Grado (promedio) de polimerizacin:

donde m = peso molecular del monmero

Pesosmoleculares

Peso molecular promedio en nmero, Mn Peso molecular promedio en peso, Mw

Peso molecular promedio en viscosidad, Mv

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ii iwMwM iii Mxw ;

Pesosmoleculares

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Estructuraqumica

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Los aspectos que configuran la estructura qumica de un polmero son:

Naturaleza de los monmeros

Forma en que se enlazan para formar las cadenas

Configuracin de la cadena

a. Presencia de tomos de O, S, halgenos, N, Si y sustituyentes aromticos en los monmeros

b. Diversas posibilidades de enlace en el caso de monmeros asimtricos (isomera secuencial)

MONMEROS Y FORMA EN QUE SE ENLAZAN

Estructuraqumica

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c. Uniones en copolmeros

d. Segn el grado de funcionalidad del monmero (numero de enlaces activos)

Estructuraqumica

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CONFIGURACIN DE LA CADENA(estructuras moleculares distintas)

a. Disposicin de grupos laterales (estereoismeros)

b. Configuracin de los dobles enlaces (ismeros geomtricos)

Caucho natural

Gutapercha

Estructurafsica

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La estructura fsica viene determinada por la organizacin de las molculas en el estado slido

Disposicin de las cadenas en la celdilla unidad de polietileno

Disposicin de las cadenas en los planos cristalinos

Estructurafsica

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Modelo de micelas o franjas

Fotomicrografia de la estructura esferultica del polietileno (525x )

EstructuraFsica

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SemicristalinaSemicristalina AmorfaAmorfa

EstructuraFsica

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EstructuraFsica

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Los polmeros amorfos, tales como los acrlicos y los policarbonatos, tienen temperatura de transicin vtrea Tg, pero no tienen punto de fusin especfico Tm. Los polmeros semicristalinos, tales como el polietileno y los nylon, se dilatan fuertemente a su temperatura de fusin cuando se les calienta.

Volumen especfico (V/m)en funcin de la temperatura

Callister,Fig.16.9

T

Masamolecular

T g

Tmmobileliquid

viscousliquid

toughplastic

partiallycrystallinesolidcrystallinesolid

ClasificacinEstructural

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Clasificacin en funcin del comportamiento trmico derivado de su configuracin estructural:

Termoplsticos: funden, solubles, remoldeables

Cadenas lineales o ramificadas.

Semicristalinos o amorfos

Termoestables: No funden, insolubles, in-remoldeables

Entrecruzados o reticulares

Amorfos

Estructura de polmeros termoplsticos, termoestables y cauchos

Elastmeros o cauchos: termoestables o termoplsticos

ClasificacinEstructural

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Termoplsticos: dbil unin entre cadenas dctiles ablandamiento al calentar fusibles, solubles, moldeables Ejemplos:

polietileno polipropileno policarbonato poliestireno

Termoestables: fuertes uniones intermoleculares duros / frgiles no se ablandan al calentar infusibles, insolubles, inmoldeables Ejemplos:

resinas epoxi resinas de polister baquelitas

Elastmeros: comportamiento elastomrico termoestables:

caucho vulcanizado poliuretano siliconas

termoplsticos: spandex (lycra) poliestireno-butadieno-estireno (SBS)

Envejecimiento

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Aditivos

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AditivosLos aditivos son sustancias dispersas en la masa de polmero que se utilizan ampliamente en todo tipo de polmeros: termoplsticos, termoestables y cauchos. Han de cumplir ciertos requerimientos para poder ser incorporados al material, como no ser voltiles a la temperatura de transformacin, ni migrar hacia el exterior para no producir contaminacin en los productos que estn en contacto con los mismos. No deben tener ningn efecto nocivo ni durante su manipulacin ni durante su uso.

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Aditivos

La mayor proporcin de aditivos de los polmeros corresponde a las cargas y plastificantes

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