Ensayos De Polimeros

QUIMICA DE MATERIALES

TEMA 6. MATERIALES METÁLICOS, CERÁMICOS Y POLÍMEROS

Materiales polímeros. Introducción

Polímeros en nuestro entorno

Polímeros en la construcción

Polímeros en automoción

Características generales

Polímero

Compuesto orgánico, natural o sintético, de elevado peso molecular constituido por unidades estructurales repetitivas o lo qeu es igual cadenas de gran tamaño formadas por la unión covalente de varias unidades monoméricas (macromolécula)

Plástico

Aquellos polímeros cuya propiedad fundamental es la plasticidad (termoplásticos). Se deforma plásticamente bajo acción de presión y/o calor

Mezcla (de un polímero con los aditivos y cargas) que pueda ser transformada por flujo o moldeo en forma líquida o fundida

Características generales

Polimerización

Consiste en una secuencia de reacciones químicas desde los monómeros a los polímeros

Antecedentes Históricos 1838 Vulcanización del caucho

1846 Nitrato de celulosa

1870 Celuloide

1907 Baquelita

1920 Hipótesis macromolecular (Staudinguer)

1926 Poli cloruro de vinilo (PVC)

1933 Polietileno (PE)

1938 Nailon (fibras)

1939 Poliestireno (PS)

1954 Polipropileno (PP)

1960 Aplicaciones de Resinas Epoxi

198- Polímeros de altas prestaciones

Posibilidades de polimerización

Existen diferentes posibilidades de polimerización, de tal forma que un monómero puede originar varios tipos de polímero y la combinación de varios monómeros pueden crear innumerables tipos de polímero

Grado polimerización (Xn): Es el número de unidadesrepetitivas en la cadena

Tipos de polimerización: Poliadición y policondensación

Polimerización por Adición o en cadena, Poliadición

Se produce por apertura de doble enlace

Puede ser radicálica, iónica (cationica o aniónica) o de coordinación

Mecanismo de polimerización radicálica

Polimerización por condensación o en etapas

Se produce reacción entre dos grupos funcionales distintos y se libera una molécula pequeña.

Ejemplo: síntesis de una poliamida a partir del correpondiente aminoácido.

Conceptos Generales

Las propiedades de los polímeros dependen de múltiples factores:

El peso molecular

El peso molecular de una cadena i será:

Distribución de pesos moleculares

En las reacciones de polimerización la terminación puede ocurrir en cualquier instante, esto hace que cada cadena tenga pesos moleculares distintos

Aspectos Estructurales

Funcionalidad monomérica

Polímeros lineales; func=2 Polimeros ramificados; func>2 Polímeros entrecruzados; func>2

Posición relativa de los grupos

Tacticidad

Isotáctico Sindiotáctico Atáctico

Secuencia en copolímeros

Homopolímero Copolímero alternante Copolímero al azar Copolímero de bloques

A-A-A-A-A-A-A-A A-B-A-B-A-B-A-B-A-B A-B-B-A-B-B-B-A-A-A-A-B-A A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A

Estado Conformacional

Cristalinidad

Empaquetamiento cadenas macromoleculares para producir una disposición atómica con un ordenamiento periódico

En un polímero existirán regiones amorfas y regiones cristalinas

• Las propiedades dependen del grado de cristalinidad

• La cristalización aumenta el empaquetamiento

• La densidad de las regiones cristalinas será mayor que la densidad de las regiones amorfas.

Morfología de los cristales poliméricos

• Monocristales poliméricos

• Esferulitas. Son sistemas cristalinos de los polímeros

Factores que afecfan a la cristalinidad

Velocidad de enfriamiento Mientra mayor es la velocidad de enfriamiento mayor es el número de cristales y menor es el tamaño de ellos

Configuración de cadenas poliméricas Las estructuras monoméricas complejas disminuye el grado de cristalinidad

Los Polímeros lineales tienen mayor grado de empaquetamiento por tanta tiene mayor grado cristalinidad

Los Polímeros ramificados tienen menor grado cristalinidad

Polímeros Atácticos pueden ser amorfos

Polímeros Isotácticos o sindiotácticos son más cristalinos

Polímeros de condensación lineales suelen ser cristalinos

Transiciones térmicas

Temperatura de Fusión, Tm Temperatura de Transición Vítrea, Tg

Factores que influyen en Tm

Peso molecular Al aumentar M se disminuye la movilidad, esto aumenta el orden, por lo que es más difícil fundirlo, aumenta Tm

Flexibilidad Un aumento de la flexibilidad provoca un aumento de la entropía, los que hace que disminuya la temperatura de fusión.

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