POLIMEROS

INTEGRANTES:

GONZÁLES MARTINEZ BRUNO

CÓRDOVA SAAVEDRA EDSON

ZEÑA CAJO CARLOS

DefiniciónLos polímeros son materiales que se pueden moldear fácilmente, en su mayoría sintéticos y orgánicos, constituidos por macromoléculas ( tienen pesos moleculares superiores a 1000, alcanzo el millón de u.m.a. Los polímeros se componen básicamente de C,H,O,N.

Se llama grado de polimerización (G.P.) al número de veces que se repite el monómero para formar la macromoléculas

Síntesis de polímeros

Los polímeros provienen mayoritariamente del petróleo (mezcla de hidrocarburos)

Datos: 4% de la producción mundial de petróleo se convierte en polímeros

Después de un proceso de <<cracking y reforming>> se obtienen moléculas simples, como etileno, benceno, etc a partir de las que se comenzará la síntesis del polímero

La síntesis de cualquier polímero es un proceso muy complejo y encontraremos normalmente a la gran industria petroquímica asociada a la producción de los diversos materiales plásticos

Esta síntesis hace que no todas las moléculas sean de igual tamaño, lo que se definía de una manera con el grado de polimerización

Comportamiento térmico de los polímeros

Todos los polímeros, termoplásticos y termoestables experimentan a una ciertatemperatura Tg( temperatura de transición vítrea), una notable disminución de su módulo elástico ( El cuál puede medirse con DMA, o analizador dinámico mecánico)Al alcanzarse la temperatura vítrea , el polímero puede moverse entre varias geometría posibles lo que le hace ser más elásticos y ocupar un mayor volumen

°C PE PP PA 6 PVC PS

Tg -115 -20 53 81 100

Comportamiento mecánico

El comportamiento mecánico de los polímeros es más complicado que el de los metales y sus características mecánicas ( módulo elástico y resistencia a tracción son netamente inferiores)

Mediante ensayos de tracción . Observamos la gráfica de tensión-deformación de un poliéster a diferentes temperaturas por encima de su Tg=70°C

Notamos desde un Comportamiento frágil ypuramente elástico, a un comportamiento dúctil

PROCESADO DE POLÍMEROS

Mucho procesos diferentes están procesos ´siendo utilizados para transformargránulos y pastillas de plástico en productos conformados como láminas, barras, secciones extruidas, tuberías o partes moldeadas acabadas

El proceso utilizado depende en cierta extensión de si el plástico es un termoplástico o un termoestable

1.Procesos usados para materiales termoplásticos

1.1 Moldeo por inyección: El cuál utilizan un mecanismo de tornillo alternativo para fundir el plástico e inyectarlo dentro del molde. Antes utilizaban un pistón para inyectar la fundición.

una de las principales ventajas del método de tornillo alternativo frente al tipo pistón es que el tornillo entrega un fundido mas homogéneo para la inyección

Posibilita la producción de piezas de alta calidad a alta velocidades

El proceso tiene relativamente bajo coste de trabajo

El proceso puede hacerse altamente automatizado

Facilita la fabricación de formas complicadas

Principales ventajas de moldeo por inyección

1.2.Extrusión: Mediante este proceso tenemos la fabricación de tubos, barras, películas hojas y muchas otras configuraciones.

En este proceso se inyecta la resina termoplástica dentro de un cilindro calentado, y al plástico fundido se le fuerza a pasar mediante un tornillo giratorio.

1.3. Moldeo por soplado: En el moldeo por soplado se coloca un cilindro o tubo de plástico calentado llamado preforma entre las mordazas de un molde (figura a) . El molde se cierraPara sellar los extremos del cilindro (figura b) y se insufla dentro aire comprimido, forzando el plástico contra las paredes del molde (figura c)

2. Procesos utilizados para materiales termoestables

Moldeo por compresión

En este moldeo, la resina debe ser precalentada, se carga dentro de un molde caliente que contiene una o más cavidades. Se presiona hacia abajo sobre la resina para que se funda

El exceso de rebaba de las piezas se recorta posteriormente

Su ventajas es: Es mas factible para producción de grandes piezasLos costes iniciales del molde son bajas dada la simplicidad relativa de los mismos.

Sus desventaja es:Encajar piezas puede ser difícil dado que las tolerancias son muy pequeñasSe debe recortar la rebada de las piezas moldeadas

Moldeo por transferencia

Se diferencia del moldeo por comprensión en cómo se introduce el material en las cavidades del molde. La resina se alimenta a través de una cámara

POLÍMEROS CON ENLACES CRUZADOS O POLÍMEROS TERMO ESTABLES O TREMOFIJOS

• Formado por cadenas de enlaces entrecruzados.

• Poseen buena resistencia, rigidez y dureza.

• Temperatura de transición vítrea elevada.

• En un ensayo de tensión tiene comportamiento de un metal o cerámico frágil.

• El polímero inicial puede ser una resina solida o liquida.

• Una vez formados los termoestables no pueden reutilizarse o reciclarse convenientemente.

LOS GRUPO FUNCIONALES:Fenólicos :- Mayor uso.- Son adhesivos, recubrimientos, laminados.- Utilizados en aplicaciones eléctricas y en motores.- Moléculas de fenol + moléculas de formaldehido. -Ejem: Baquelita.

Aminos:- Semejantes a los fenólicos.- Polímeros resistentes y rígidos.- Son adhesivos, laminados.- Moldeados para utensilios de cocina y equipo eléctrico.- Monómeros de urea o melanina + formaldehido. - Ejem: Interruptores, placas conectoras y de pared.

Uretanos:- Se comportan como termoestables-termoplásticos-termo elásticos.- Son aplicados como fibras , recubrimiento (muebles, colchones, aislamiento)

Poliésteres:-Forman cadenas de ácidos y alcoholes, además tiene como sub-producto el agua.-Se utilizan en:

*Aplicaciones eléctricas.*Laminados decorativos.*Lanchas y otros equipos marinos.*Matrices para materiales compuestos (fibra de vidrio).

Epóxidos: - Polímeros termoestables.- El más básico se basa en bisfenol A + 2 unidades epóxido.- Usados como adhesivos, componentes de automotores, tableros de circuitos, artículos deportivos y aplicaciones eléctricas.

Poliimidas:- Estructura de anillo con un átomo de hidrogeno.- El BMI (bismaleimidas) se utiliza en aplicaciones navales y aeroespaciales.- Resiste continuamente a una temperatura de 175ºc.- Se desintegran al alcanzar la temperatura de 460ºc.

ELASTÓMEROS (CAUCHO)Presentan gran cantidad de deformaciones elásticas (>200%) al aplicárseles una fuerza. El caucho en su estado natural es in elastómero.

Isómeros geométricos:- Monómeros con estructura diferentes y con la misma composición.- Con dos enlaces dobles entre átomos de carbono (dieno).Trans

- Un polímero cristalizado y rígido y duro se llama gutapercha; y se utiliza en la manufactura de pelotas de golf y suelas de zapatos. Cis

- Un polímero de forma muy enrollada es un polímero amorfo; produce una deformación elástica y plástica al aplicarse una fuerza, se comporta como termoplástico.

Enlaces Cruzados:Mayor deformación elástica y menor viscosa (vuelve a su forma original).Método común de formación de enlaces cruzados se llama vulcanización (con azufre).No es de fácil reciclado.Una curva de esfuerzo vs deformación demuestra un comportamiento elástico no lineal.La elasticidad del material depende de la cantidad de azufre agregado.Ejem: ↓S : Blando : Bandas elásticas – guantes de caucho.↑S : Duro : Soporte de motores.Normalmente S=[0.5-5]%

Elastómeros comunes:- Polímeros amorfos de difícil cristalización.- Poliisopreno: neumáticos -pelotas de golf- suelas de zapatos.- Polibutadieno: neumáticos industriales –cámaras para neumáticos- mangueras de vapor.- Policloropreno: mangueras – recubrimiento de cables.- Butadieno-estireno: neumáticos.- Butadieno-acrilonitrilo: juntas-mangueras para combustible- Siliconas: juntas y sellos.Costo relativamente bajo.

Elastómeros termoplásticos [ETP]:- No se basa en enlaces cruzados.- Aproximadamente 25% de la cadena está formada de estireno.- Se puede trabajar como termoplástico una vez calentado.- Una vez frio regresa a ser un elastómero.- Ejem: juntas y sellos, etc.

ADITIVOS Y RELLENOSEl amplio margen de propiedades disponibles en varios polímeros se puede modificar aun mas al añadir agentes que se clasifican en dos grupos. Los que entregan a la estructura molecular normalmente se denomina aditivos, mientras que los que forman una fase secundaria claramente se llaman rellenos. El mezclado profundo de los aditivos y rellenos es un paso crítico en el procesamiento.* Aditivos: Son agentes diseñados para cambiar propiedades.

- Antioxidantes:En polímeros de reacción en cadena.

>Estabilizadores contra la acción del calor y de la luz UV.>Retardantes de flama:

Tiene como fin incrementar la temperatura a la cual se soporta una flama y aminorar la rapidez de la propagación de la flama.Algunos polímeros al quemar se reducen a un sólido mientras que otros se convierten en líquidos o gases que luego se consumirán.

>Plastificantes:Convierten un termoplástico rígido en uno flexible.

>Solventes :Rompen los enlaces secundarios de los polímeros, y los vuelven resistentes a solventes específicos.Se retiran en un proceso de evaporación

>Lubricantes y Promotores de flujo:Para facilitar el flujo dentro de moldes y matrices.Se puede agregar al polímero o al molde.

Rellenos: Mejoran las propiedades mecánicas, por lo que se les llama agentes reforzantes. Reducen costos del material, reducen la contracción y el coeficiente de dilatación térmica, etc.Se Humectan: interfaz débil, concentradores de esfuerzos. La efectividad de los humectados depende de su forma, tamaño y distribución.