Ingeniería De Polimeros

Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los materiales. Tomo II

volumen, los polímeros son competitivos en costo con los metales.

Los polímeros generalmente requieren menos energía que los metales para su producción, también en términos volumétricos. Esto se debe a que las temperaturas de trabajo de dichos materiales son generalmente mucho más bajas que los metales.

Ciertos plásticos son translucidos y transparentes lo cual los hace competitivos con el vidrio en algunas aplicaciones.

Los polímeros se usan ampliamente en materiales compuestos.

Por otra parte los polímeros tienen generalmente las siguientes limitaciones: 1) baja resistencia con respecto a la de los metales y los cerámicos, 2) bajo moduló de elasticidad o rigidez ( en el caso de los elastómeros, está puede ser desde luego una característica favorable); 3) las temperaturas de servicio se limitan a solo algunos cientos de grados debido al ablandamiento de los termoplásticos, o la degradación de los polímeros termoestables; 4) algunos polímeros se degradan cuando se sujetan a la luz de sol y otras formas de radiación; 5) los plásticos exhiben propiedades viscoelásticas (sección 3.5), lo cual puede ser una limitación que implican carga.

En este capitulo examinamos la tecnología de los materiales polímeros. La primera sección se dedica al análisis introductorio de la ciencia de los polímeros y su tecnología. Las secciones subsiguientes describen las tres categorías básicas de los polímeros: termoplásticos, termoestables y elastómeros.

NOTA HISTÓRICA 1

Uno de los acontecimientos más sobresalientes en la historia de los polímeros fue sin duda el descubrimiento de la vulcanización del hule, hecho por Charles Goodyear en 1839. En 1851, su hermano Nelson patentó el hule duro llamado ebonita, que es un polímero termoestable, utilizado durante mucho tiempo para peines, cajas de baterías y prótesis dentales.

En la exposición internacional de Londres en 1862, el químico ingles Alexander Parkes demostró las posibilidades del primer termoplástico, una forma de nitrato de celulosa (la celulosa es un polímero natural en la madera y el algodón), la llamó parkesina y la describió como un sustituto del marfil y el carey. El material cobró importancia debido a los esfuerzos de un americano John Hyatt, quien combino el nitrato de celulosa y el alcanfor( que actúa como plastificante) y los calentó a presión para formar el producto que él llamo celuloide. Su patente fue registrada en 1870. El celuloide era transparente y las aplicaciones que se desarrollaron posteriormente incluyeron la película para fotografía fija y cinematográfica, también se utilizo para los parabrisas de carruajes y de los primeros automóviles.

Hacia finales del siglo pasado se desarrollaron varios productos adicionales basados en la celulosa. Las fibras de celulosa, llamadas rayón, fueron producidas por primera vez alrededor de 1890, las hojas para envoltura de celofán aparecieron en el mercado alrededor de 1910. El acetato de celulosa se adopto como la base de las películas fotográficas en esa misma época. Este material se convirtió en un importante termoplástico para moldeo por inyección durante las siguientes décadas.

El primer plástico sintético fue desarrollado a principios de este siglo por el químico belga, nacionalizado americano, LH. Baekeland, quien descubrió la reacción de polimerización del fenol y el formaldehído, y a cuyo producto Baekeland, denomino bakelita. Está resina termoestable aún tiene importancia comercial. En

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