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Los polímeros o plásticos son producidos tras un proceso denominado polimerización que consiste en enlazar mediante enlaces covalentes miles de pequeñas moléculas orgánicas denominadas monómeros, o meros.
Los monómeros son moléculas orgánicas fundamentalmente formadas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno entre los cuales se establecen uniones o enlaces covalentes. Metano (CH 4 ), propano (C 2 H 2 ) y etileno (C 2 H 4 ), son algunos ejemplos de moléculas monoméricas. No todos los monómeros son aptos para realizar el proceso de polimerización que permite enlazar en cadena diversos monómeros idénticos.
Los termoplásticos para ser conformados precisan de la aplicación previa al enfriamiento que les confiere la forma definitiva. Estos materiales pueden ser recalentados y reformados varias veces sin cambios
significativos en sus propiedades. Deben su nombre a que se ablandan y plastifican. Su estructura molecular es mayoritariamente lineal, con o sin ramificaciones. Las moléculas están enlazadas unas con otras, pero sin reticulaciones.
Los termoestables se fabrican de manera permanente por reacciones químicas, no se pueden refundir ni almacenar, y se degradan por calentamiento a elevadas temperaturas. En general son duros y rígidos aún a temperaturas elevadas. Existen numerosas reticulaciones entre cadenas. Estos polímeros presentan una estructura del tipo reticular a base de uniones covalentes, con entrelazamiento transversal de cadenas producido por el calor o por una combinación de calor y presión durante la reacción de polimerización.
A menudo, los polímeros termoestables se obtienen en forma de dos resinas liquidas. Una contiene los agentes de curado, endurecedores y plastificantes, la otra materiales de relleno y/o reforzantes que pueden ser orgánicos o inorgánicos. ventajas en ingenieria: Alta estabilidad térmica, alta rigidez, alta estabilidad dimensional, resistencia a la termofluencia y deformación bajo carga, peso ligero, altas propiedades de aislamiento eléctrico y térmico.
Los elastómeros o gomas reciben una mención especial dentro de los materiales conformados de forma permanente por las extraordinarias deformaciones elásticas que experimentan al aplicar una fuerza sobre ellos, pudiendo recuperar su forma original totalmente o casi totalmente cuando cesa la fuerza. Su estructura es reticulada pero en menor extensión que en los materiales termoestables.
Polimerización por mecanismo de adición : Las moléculas de monómero se activan por efecto de la temperatura, presión o catalizador produciendo la rotura de los dobles enlaces y permitiendo las uniones
entre los meros completando las cadenas siempre que existan electrones libres en el terminal de la cadena polimérica en formación.
Polimerización por mecanismo de condensación: Este mecanismo permite conseguir cadenas a partir de monómeros que no precisan de la presencia de un doble enlace y liberan en la reacción una molécula
pequeña. En este proceso también se produce la activación por efecto de la temperatura, presión o catalizador, produciéndose la reacción de dos grupos activos que dan lugar a un tercero que se repite en la cadena polimérica.
Polimerización reticular: En esta la reacción tiene lugar cuando intervienen monómeros con mas de dos lugares activos o sitios donde pueden unirse mas moléculas al monómero. En este tipo de polimerización se forman redes tridimensionales debido a la presencia de más de dos lugares activos, lo que permite el crecimiento de las cadenas en las tres direcciones.
Estereoisómero atáctico. Los grupos metilo del polipropileno están dispuestos de forma aleatoria a un lado y otro de la cadena principal.
Estereoisómero isotáctico. Los grupos metilo se encuentran siempre en el mismo lado de la cadena principal.
Estereoisómero sindiotáctico. Los grupos metilo sustituyentes están distribuidos alternativamente en uno y otro lado de la cadena principal.
De los tres, es el isotáctico el que a escala industrial se produce mayoritariamente puesto que su alta cristalinidad hace que presente mejores resistencias en general y en particular al calor que los otros estereoisómeros.
TERMOPLASTICOS Polietileno: Existen dos tipos el de baja densidad y el de alta densidad. El de baja se caracteriza por tener una estructura de cadena ramificada, menor grado de cristalinidad y densidad, mientras que el de alta presentageneralmenteuna estructura de cadena lineal, con mayor cristalinidad y más alta resistencia. Propiedades más sobresalientes : Gran tenacidad a temperatura ambiente y bajas temperaturas, Resistencia mecánica suficiente para las aplicaciones de producción, Buena flexibilidad en un amplio rango de temperaturas, Excelente resistencia a la corrosión Cloruro de vinilo:Es el segundo en importancia basado en su alta resistencia química y su facilidad para mezclarse con numerosos aditivos que dan lugar a un elevado número de compuestos de gran variedad de propiedades físicas y químicas. Polipropileno: Este plástico resulta interesante por su bajo precio al obtenerse de derivados petroquímicos. Propiedades: Buena resistencia química a la humedad y calor, Baja densidad, Buena dureza superficial. Poliestireno:Este material incorpora la presencia de un anillo de fenilo que proporciona una configuración con fuerte impedimento estérico de gran rigidez, fácilmente procesable pero relativamente frágil y quebradizo. Acrilicos: El polímero mas extendido de este grupo es el polimetacrilato de metilo, PMMA, que es un termoplástico duro, rígido, transparente y de buena resistencia atmosférica. Fluorplasticos:Presentan uno o más átomos de F en el monómero lo que proporciona unas propiedades muy especiales, destacando su uso como aislante, y sus excelentes propiedades autolubricantes por su bajo coeficiente de fricción . ELASTOMEROS Caucho natural: se extrae del latex, un liquido lechoso que es una suspensión que contiene partículas pequeñas de caucho, que se diluye y coagula formando el ácido fórmico, el cual se deshidrata y lamina. Caucho sintetico: Estos proporcionan el 70% de todo el caucho existente en el mundo. Los mas extendidos son el estireno-butadieno, cauchos de nitrilo y policloroprenos. Caucho de silicona: El átomo de silicio es capaz de formar moléculas de polímeros mediante enlaces covalentes. Los polímeros de silicona se basan en el Si y el O en la cadena principal. TERMOFIJOSResinas fenolicas: Los plásticos fenólicos fueron los primeros desarrollados por la reacción del fenol con formaldehído para fabricar la baquelita. Son de bajo coste, tienen excelentes propiedades aislantes eléctricas y térmicas, aunque están limitadas por el color, negro y marrón. Este tipo de resinas se produce por reacciones de condensación. Resinas epoxi.Este tipo de polímeros generalmente no da lugar a productos de reacción cuando se produce el curado además de presentar poca contracción. Presentan buena adherencia a otros materiales junto a buena resistencia química, propiedades mecánicas y buen comportamiento como aislante eléctrico. Poliesteres insaturados:Estos termoestables tienen un doble enlace de carbono muy reactivo. El enlace éster se produce por la reacción de un alcohol con un ácido orgánico, tal como se observa en la figura 15.22, la resina poliéster se forma por la reacción de un diol (alcohol con dos grupos -OH) con un diácido, que tiene un doble enlace muy reactivo. Ureas y melaminas: Se producen por reacción controlada de formaldehído con compuestos que tienen el grupo amino, -NH 2 -. Los dos tipos de resinas más importantes son la urea-formaldehído y la melamina-formaldehído, que se producen por mecanismo de condensación, proporcionando un grupo amino en el extremo de la cadena que da lugar a una estructura reticular muy rígida con un elevado grado de entrecruzamiento. Se emplean para placas de pared y receptáculos eléctricos, adhesivos para madera etc
TERMOPLASTICOS Polietileno: Existen dos tipos el de baja densidad y el de alta densidad. El de baja se caracteriza por tener una estructura de cadena ramificada, menor grado de cristalinidad y densidad, mientras que el de alta presentageneralmenteuna estructura de cadena lineal, con mayor cristalinidad y más alta resistencia. Propiedades más sobresalientes : Gran tenacidad a temperatura ambiente y bajas temperaturas, Resistencia mecánica suficiente para las aplicaciones de producción, Buena flexibilidad en un amplio rango de temperaturas, Excelente resistencia a la corrosión Cloruro de vinilo:Es el segundo en importancia basado en su alta resistencia química y su facilidad para mezclarse con numerosos aditivos que dan lugar a un elevado número de compuestos de gran variedad de propiedades físicas y químicas. Polipropileno: Este plástico resulta interesante por su bajo precio al obtenerse de derivados petroquímicos. Propiedades: Buena resistencia química a la humedad y calor, Baja densidad, Buena dureza superficial. Poliestireno:Este material incorpora la presencia de un anillo de fenilo que proporciona una configuración con fuerte impedimento estérico de gran rigidez, fácilmente procesable pero relativamente frágil y quebradizo. Acrilicos: El polímero mas extendido de este grupo es el polimetacrilato de metilo, PMMA, que es un termoplástico duro, rígido, transparente y de buena resistencia atmosférica. Fluorplasticos:Presentan uno o más átomos de F en el monómero lo que proporciona unas propiedades muy especiales, destacando su uso como aislante, y sus excelentes propiedades autolubricantes por su bajo coeficiente de fricción . ELASTOMEROS Caucho natural: se extrae del latex, un liquido lechoso que es una suspensión que contiene partículas pequeñas de caucho, que se diluye y coagula formando el ácido fórmico, el cual se deshidrata y lamina. Caucho sintetico: Estos proporcionan el 70% de todo el caucho existente en el mundo. Los mas extendidos son el estireno-butadieno, cauchos de nitrilo y policloroprenos. Caucho de silicona: El átomo de silicio es capaz de formar moléculas de polímeros mediante enlaces covalentes. Los polímeros de silicona se basan en el Si y el O en la cadena principal. TERMOFIJOSResinas fenolicas: Los plásticos fenólicos fueron los primeros desarrollados por la reacción del fenol con formaldehído para fabricar la baquelita. Son de bajo coste, tienen excelentes propiedades aislantes eléctricas y térmicas, aunque están limitadas por el color, negro y marrón. Este tipo de resinas se produce por reacciones de condensación. Resinas epoxi.Este tipo de polímeros generalmente no da lugar a productos de reacción cuando se produce el curado además de presentar poca contracción. Presentan buena adherencia a otros materiales junto a buena resistencia química, propiedades mecánicas y buen comportamiento como aislante eléctrico. Poliesteres insaturados:Estos termoestables tienen un doble enlace de carbono muy reactivo. El enlace éster se produce por la reacción de un alcohol con un ácido orgánico, tal como se observa en la figura 15.22, la resina poliéster se forma por la reacción de un diol (alcohol con dos grupos -OH) con un diácido, que tiene un doble enlace muy reactivo. Ureas y melaminas: Se producen por reacción controlada de formaldehído con compuestos que tienen el grupo amino, -NH 2 -. Los dos tipos de resinas más importantes son la urea-formaldehído y la melamina-formaldehído, que se producen por mecanismo de condensación, proporcionando un grupo amino en el extremo de la cadena que da lugar a una estructura reticular muy rígida con un elevado grado de entrecruzamiento. Se emplean para placas de pared y receptáculos eléctricos, adhesivos para madera etc