1) Materiales Polímeros: se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman grandes cadenas de formas diversas. Materia prima: petróleo, gas natural y carbono

  • Polímeros naturales: La celulosa (C6H10O5) es uno de los carbohidratos polímeros en la naturaleza. La madera y las fibras de algodón son las principales fuentes de celulosa, que contienen entre el 50% y el 95% de los polímeros.
  • Polímeros sintéticos: Materias primas petroquímicas usadas en la fabricación de polímeros: Metano /// Etileno /// Propileno /// Butilenos


2) Clasificación de Polímeros

EN FUNCIÓN DE SU COMPORTAMIENTO MECÁNICO Y TÉRMICO

Polímeros termoplásticos: necesitan calor para hacerlos deformables y, después de enfriarse, mantienen la forma a la que fueron moldeados.
Polímeros termofijos o termoestables (TS): Con calentamiento inicial, se ablandan y fluyen para ser moldeados, pero a temperaturas elevadas producen una reacción química que endurece el material.
Elastómeros: son los polímeros que son capaces de sufrir deformaciones elásticas cuando se les somete a esfuerzos relativamente bajos.

3) Polimerización

3.1) Polimerización por Adición: La presencia de una combinación apropiada de calor, presión y catalizadores rompe el enlace doble entre los átomos de carbono y este se ve reemplazado por un enlace covalente único.

3.2) Polimerización por Pasos (Etapas): Se unen dos monómeros que reaccionan para formar una nueva molécula del compuesto deseado. Por este proceso se pueden obtener subproductos de la reacción.

4) Estructuras moleculares: Polímeros lineales, ramificados y de cadena transversal

  • Estructura lineal: las unidades monoméricas se unen unas a otras formando cadenas sencillas, los termoplásticos.

Estructura ramificada: las ramas que forman parte de la cadena molecular principal son el resultado de las reacciones locales que ocurren durante la síntesis del polímero: polietileno.
Estructura de enlace cruzado: el entrecruzado se realiza durante la síntesis o por reacción química irreversible que normalmente ocurre a elevada temperatura.
Estructura en red: son los plásticos termofijos.

Monómeros: Compuesto molecular simple (etileno).
Homopolímero: Un polímero consistente en un solo tipo de unidad de monómeros que se repite.
Copolímero: cadena polimérica consistente en dos o más tipos de unidades de monómeros diferentes que se repiten.

5) Propiedades de los Plásticos

5.1) Propiedades generales: Baja densidad y peso específico /// Resistentes a la corrosión, al ataque químico y buenos aisladores eléctricos, poca rigidez /// Baja resistencia mecánica /// Bajas temperaturas de uso.

5.2) Propiedades específicas: Transparentes como el vidrio /// Bajo coeficiente de roce /// Antiadherente (teflón).

5.3) Cristalinidad de algunos termoplásticos:

Cristalinidad: A medida que se incrementa la cristalinidad, los polímeros se vuelven más rígidos, más duros, menos dúctiles, más densos, menos flexibles y más resistentes a los solventes y al calor.

5.4) Solidificación de los termoplásticos amorfos: Cuando se produce la solidificación, se produce una paulatina disminución en su volumen específico a medida que la temperatura decrece.

5.5) Solidificación de termoplástico parcialmente cristalino: Esta disminución en el volumen específico es producto de un mejor empaquetamiento de las cadenas poliméricas en las regiones cristalinas. A medida que el enfriamiento continúa, se encuentra con la transición vítrea.

5.6) Comportamiento esfuerzo-deformación: Las propiedades mecánicas de los polímeros se especifican con los mismos parámetros utilizados para los metales (módulo de elasticidad, resistencia a la tracción y la ductilidad).

5.7) Termofluencia: Los materiales poliméricos sometidos a una carga pueden experimentar termofluencia. Es decir, su deformación bajo una carga constante aplicada a una temperatura continua incrementándose con el tiempo. El incremento de la deformación aumenta con mayor carga.

5.8) Relajación de Tensiones: La relajación de tensiones de un polímero sometido a deformación constante produce una disminución de la tensión con el tiempo. La relajación se asocia a la aparición de un flujo viscoso dentro de la estructura interna, que tiene su origen en el lento deslizamiento de las cadenas poliméricas unas sobre otras.

6) Procesos de los materiales plásticos

  • Termoplásticos:

EXTRUSIÓN => MOLDEADO POR SOPLADO /// TERMOFORMADO /// HILADO /// COLADO /// MOLDEO POR INYECCIÓN.
Termoestables: Moldeo por compresión /// Moldeo por Transferencia /// Moldeo por inyección.

7) Plásticos o Polímeros Termoplásticos

Son largas cadenas de monómeros o moléculas pequeñas unidas por polimerización y que se comportan típicamente como un material plástico y dúctil. Al ser calentados a temperaturas relativamente altas (150 °C a 350 °C) se ablandan y se pueden moldear.

  • Propiedades de los termoplásticos: Densidad baja /// Coeficiente de expansión térmica alto /// Resistencia a la tracción /// Dureza muy baja.

7.1) Los Cuatro Materiales Plásticos Principales: Polietileno, policloruro de vinilo, polipropileno y poliestireno: Son materiales ligeros, resistentes a la corrosión, de baja resistencia y rigidez, no sirven para usarse en temperaturas altas, son económicos y fáciles de conformar.

8) Polímeros Termoestables

Los termoestables son cadenas de polímeros con enlaces altamente cruzados, que forman una estructura de red tridimensional: Buena resistencia /// Alta rigidez y dureza /// Alta estabilidad térmica /// Alta estabilidad dimensional.

9) Elastómeros (Hules)

Consisten en una gran familia de polímeros amorfos que tienen una baja temperatura de transición vítrea. Los elastómeros tienen una amplia gama de aplicaciones en superficies con fricción elevada y antideslizantes, protección contra la corrosión y la abrasión, aislamiento eléctrico y contra impactos y vibraciones.

  • Elastómeros (cauchos): El hule natural tiene buena resistencia a la abrasión y a la fatiga, y altas propiedades de fricción, pero de baja resistencia al aceite, al calor, al ozono y a la luz del sol.