POLÍMEROS

POLÍMEROS

1. Los polímeros son moléculas de gran tamaño, constituidas por “eslabones” orgánicos denominados monómeros, unidos mediante enlaces covalentes. Los eslabones están formados fundamentalmente por átomos de carbono y pueden poseer grupos laterales o radicales con uno o más átomos.

   • ORIGEN DE LOS POLIMEROS
     • NATURALES
       • "Los polímeros naturales reúnen, entre otros, al almidón cuyo monómero es la glucosa y al algodón, hecho de celulosa, cuyo monómero también es la glucosa. La diferencia entre ambos es la forma en que los monómeros se encuentran dispuestos dentro del polímero. Todo lo que nos rodea son polímeros. Los tejidos de nuestro cuerpo, la información genética se transmite mediante un polímero llamado ADN, cuyas unidades estructurales son los ácidos nucleicos."
     • SINTETICOS
       • Los polímeros sintéticos se producen mediante un proceso denominado polimerización. En este proceso se produce la reacción de miles de monómeros que pasan a formar parte de una larga 4 cadena macromolecular .
         • Polimerización por emulsión: Es un proceso similar al de suspensión puesto que se lleva a cabo en agua. En este caso el monómero es absorbido dentro de unas micelas creadas por un agente emulsificante, como el jabón, y dentro se produce la polimerización.
         • Polimerización en suspensión: El monómero y el catalizador se suspenden en forma de gotitas en una fase continua como el agua. El calor producido por la reacción es absorbido por el agua; se requiere agitación continua. Este método se emplea de modo generalizado para producir varios polímeros vinílicos.
         • Polimerización en solución: 3. El monómero se disuelve en un solvente no reactivo que contiene un catalizador. El calor desprendido por la reacción es absorbido por el solvente y entonces la velocidad de reacción se reduce. Es difícil eliminar todo el solvente.
         • Polimerización en bloque o fase condensada: El monómero y un iniciador se combinan en un recipiente (reactor) y se calientan o enfrían según se requiera. Se debe controlar estrictamente la temperatura.
     • MATERIAS PRIMAS, PARA SU FABRICACIÓN
       • -Metano -Etileno -Propileno -Butilenos -Benceno -Tolueno -Ortoxileno -Metaxileno -Paraxileno
   • CLASES DEPOLIMEROS
     • TERMOFIJOS
       • Estos materiales se caracterizan por tener cadenas poliméricas entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no se funde. Polimerizan irreversiblemente bajo calor o presión formando una masa rígida y dura.
         • Se dividen en
           • Poliuretanos
             • Se hacen a partir de
               • Glicol y un isocianato con más de dos grupos funcionales, se forma un polímero termofijo.
             • Se dividen en
               • flexibles
                 • se obtienen
                   • cuando el di-isocianato se hace reaccionar con diglicol, triglicol, poliglicol, o una mezcla de éstos.
                 • usos
                   • colchones y para acolchonar muebles. En la industria de la transportación se consume un promedio de 16 kilogramos de poliuretano flexible por coche, sólo para acolchonamiento y relleno.
               • rigidos
                 • se obtienen
                   • utilizando trioles obtenidos a partir del glicerol y el óxido de propileno.
                 • usos
                   • industria de la construcción y como aislante industrial se debe a su propiedad aislante, su resistencia en relación al peso y su resistencia al fuego. Se usa como aislante de tanques, recipientes, tuberías y aparatos domésticos como refrigeradores y congeladores.
           • Urea
             • Se produce
               • con amoníaco y bióxido de carbono. Cuando reacciona con el formaldehído forma polímeros llamados resinas urea-formaldehído
             • usos
               • madera, papel, pinturas
           • Melamina
             • constituida
               • por tres moléculas de urea formando un heterociclo aromático que puede reaccionar con el formaldehído dando la resina melamina-formaldehído .
             • usos
               • laminados plásticos, productos moldeados, pinturas.
           • Resinas fenólicas
             • son
               • La reacción entre el fenol y el formaldehído tiene como resultado las resinas fenólicas o fenoplast.
             • se dividen en
               • resols
                 • se obtiene
                   • cuando se usa un catalizador básico en la polimerización. El producto tiene uniones cruzadas entre las cadenas que permiten redes tridimensionales termofijas.
               • novolac
                 • se hace
                   • usando catalizadores ácidos. Aquí las cadenas no tienen uniones cruzadas por lo que el producto es permanentemente soluble y fundible.
             • se caracterizan por
               • dureza, su rigidez y su resistencia a los ácidos. Tienen excelentes propiedades aislantes y se pueden usar continuamente hasta temperaturas de 150 °C.
             • usos
               • pegamentos, adhesivos, material aislante, laminados para edificios, muebles, tableros y partes de automóviles. Estas resinas son las más baratas y las más fáciles de moldear. Existen muchas formulaciones con varios refuerzos y aditivos. Los refuerzos pueden ser aserrín de madera, aceites y fibra de vidrio.
           • Resinas epóxicas
             • se hacen
               • a partir del bisfenol A (obtenido a partir del fenol y la acetona), y la epiclorhidrina (producida a partir del alcohol alílico)
             • caracteristicas
               • alta resistencia a temperaturas hasta de 500°C, elevada adherencia a superficies metálicas y excelente resistencia a los productos químicos.
             • usos
               • recubrimientos de latas, tambores, superficies de acabado de aparatos y como adhesivo.
           • Resinas poliéster
             • se hacen
               • a partir de los anhidridos maleico y ftálico con propilenglicol y uniones cruzadas con estireno.
             • usos
               • 1. en el mercado automotriz y el resto en la industria de la construcción: tanques, tinacos, lanchas del mercado marino y otras aplicaciones. 2. resinas de poliéster saturado: acas para barcos, en pinturas para aviones y en las suelas de zapatos. 3. poliéster insaturado: principalmente en aplicaciones de ingeniería.
     • TERMOPLÁSTICOS
       • SON
         • Polímeros de cadenas largas que cuando se calientan se reblandecen y pueden moldearse a presión. Representan el 78-80% de consumo total de los plásticos.
           • PUEDEN SER
             • Polietileno
               • Se trata de un plástico barato que puede moldearse a casi cualquier forma, extruirse para hacer fibras o soplarse para formar películas delgadas.
                 • SE DIVIDE EN
                   • Baja densidad (LDPE)
                     • :Dependiendo del catalizador, este polímero se fabrica de dos maneras: a alta presión o a baja presión. La principal diferencia e este es que es más flexible que el HDPE pues posee más ramificaciones en sus cadenas
                       • USOS
                         • para hacer películas, hojas, moldeo por inyección, papel, y recubrimientos de cables y alambres. Las películas de polietileno se utilizan en la fabricación de las bolsas y toda clase de envolturas usadas en el comercio. Empleando el moldeo por inyección se fabrican toda clase de juguetes y recipientes alimenticios.
                   • Alta densidad HDPE
                     • Se obtiene cuando se polimeriza el etileno a baja presión y en presencia de catalizadores ZieglerNatta. Estos a diferencia de los LDPE son más rígidos pues poseen menos ramificaciones en sus cadenas
                       • USOS
                         • para hacer recipientes moldeados por soplado Para realizar tuberías cuyo propósito sea transportar productos corrosivos y abrasivos cubiertas de libros carpetas tapices para muros etiquetas batas de laboratorio mandiles forros de sacos para dormir
             • Polipropileno
               • Un termoplástico obtenido por la polimerización del Propileno
                 • Sus propiedades son
                   • alta cristalinidad (produce resinas de alta calidad) alta dureza alta resistencia a la abrasión y al impacto excelente transparencia no es tóxico Punto de fusión de 170º
               • Puede estar estructurado de diferente forma según la posición de su grupo metilo CH3
                 • Isotáctico
                   • cuando los grupos metilo unidos a la cadena están en un mismo lado del plano.
                 • Sindiotáctico
                   • cuando los metilos están distribuidos en forma alternada en la cadena
                 • Atáctico
                   • cuando los metilos se distribuyen al azar.
               • Utilizado para
                 • se usa mucho en la industria automotriz. fabricación de adornos interiores revestimiento de los guardafangos bastidores del aire acondicionado y de la calefacción cajas de los acumuladores ductos
             • Cloruro de polivinilo (PVC)
               • Este polímero se obtiene polimerizando el cloruro de vinilo
                 • Se caracteriza por
                   • tenener alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos. además, Estos materiales pueden estirarse hasta 4.5 veces su longitud original
                     • Pueden ser
                       • Flexible
                         • Se utiliza para
                           • hacer manteles cortinas para baño muebles alambres cables eléctricos tapicería de automóviles
                       • Rígido
                         • El PVC rígido tiene densidades de 1.3 a 1.6. Los artículos hechos con este material no pueden estirarse más del 40% de su longitud original
                           • Utilizado para
                             • fabricación de tuberías para riego juntas techado botellas fabricacion de partes de automóviles.
             • Poliestireno
               • es el tercer termoplástico de mayor uso debido a sus propiedades y a la facilidad de su fabricación
                 • Caracterizado por
                   • poseer baja densidad estabilidad térmica bajo costo ser rígido y quebradizo
                   • eser una resina clara y transparente con un amplio rango de puntos de fusión que además Posee buenas propiedades eléctricas
                   • Tener una resistencia moderada a los productos químicos, pero es atacado por los hidrocarburos aromáticos y los clorados
               • Se divide en
                 • Primer tipo
                   • denominado de uso común o cristal, encuentra sus principales aplicaciones en los mercados de inyección y moldeo.
                     • Utilizado para
                       • fabricación de piezas moldeadas para cassettes, envases desechables, juguetes, artículos electrodomésticos, difusores de luz, plafones.
                 • Segundo tipo
                   • corresponde al poliestireno de impacto (alto, medio y bajo) que sustituye al de uso general cuando se desea mayor resistencia.
                     • Utilizado para
                       • fabricación de aparatos del hogar, accesorios eléctricos, empaque, juguetes y muebles, Envases desechables (vasos, cubiertos, platos), empaques, juguetes, tacones para zapatos, juguetes
                 • Tipo expandible
                   • se emplea en la fabricación de espuma de poliestireno que, a su vez, se utiliza en la producción de accesorios para la industria de empaques y aislamientos.
             • Estireno-acrilonitrilo (SAN)
               • tiene mejor resistencia química y térmica, así como mayor rigidez que el poliestireno. Sin embargo, este no es transparente por lo que se usa en artículos que no requieren claridad óptica
                 • Utilizado para
                   • fabricación de artículos para el hogar como batidoras, licuadoras, aspiradoras, entre otros.
               • Copolímero acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
                 • Estos polímeros son plásticos duros con alta resistencia mecánica, convirtiéndose en uno de los pocos que combinan la resistencia con la duerza
                   • Utilizado para
                     • fabricación de tuberías, juntas, revestimientos para las puertas de los refrigeradores y partes moldeadas de automóviles
           • Aleaciones
             • Union entre más polimeros
               • por ejemplo
                 • el ABS con el PVC nos da un plástico de alta resistencia a la flama
     • HULES
       • Natural
         • Se compone
           • principalmente de moléculas de isopreno que forman un polímero de alto peso molecular.
       • Sintetico
         • Se produce
           • comercialmente polimerizando mono-olefinas como el isobutileno y diolefinas como el butadieno y el isopreno. También se pueden obtener elastómeros por la copolimerización de olefinas con diolefinas como en el caso del estireno-butadieno (SBR).
         • Principales hules sinteticos
           • Polibutadieno
             • es
               • el polímero más importante para el procesamiento del hule sintético. Este elastómero es un polímero con propiedades muy semejantes a las del hule natural y se vende como substituto de este último.
             • importancia
               • polibutadieno surge de la gran disponibilidad de butadieno, su fácil polimerización y copolimerización con otros monómeros y polímeros. Además, el polibutadieno se mezcla fácilmente con SBR y con el hule natural, lo que amplia más sus aplicaciones.
             • uso
               • Es la industria de las llantas la que emplea más polibutadieno; sólo el 23% de la producción mundial se utiliza en otros productos. En las llantas, especialmente en la banda de rodadura, el polibutadieno tiene un lugar importante, ya que provee alta resistencia al desgaste y menos resistencia a la rodada que cualquier otro elastómero
           • Hule butadieno-estireno (SBR)
             • es
               • un copolímero de butadieno con estireno conocido como SBR, GR-S o Buna S.
             • se dividen en
               • calientes
                 • se polimerizan a 49-66°C y se fabrican principalmente con un contenido mediano de sólidos (42-50% en peso).
               • frios
             • se subdividen en
               • Altos
                 • contenido de sólidos (60-70% en peso) se usan para aplicaciones especiales, como bases de injertos para polimerizaciones a fin de obtener plásticos con alta resistencia al impacto.
               • Medianos
                 • contenido de sólidos (27%) se emplean en la fabricación de goma de mascar o chicle.
             • aplicaciones
               • se usa para recubrimiento de cierto tipo de papel. En la fabricación de llantas se emplea para recubrir la cuerdas. También encuentra aplicación en la fabricación de calzado, de bajoalfombras, de ligantes para las pinturas, de empaques, de recubrimiento de frenos, en las baterías como separador de placas, etc.
           • Hule butadieno-acrilonitrilo
             • es
               • un copolímero de butadieno con estireno. Las diferencias básicas entre los distintos tipos se deben principalmente a la concentración de acrilonitrilo en el hule y a la cantidad de estabilizador empleado.
             • se clasifican en
               • GRN, Buna N NBR.
             • aplicaciones
               • como saturantes de papel, acabados de textiles y pieles, adhesivos, ligantes de fibras no tejidas, y para la preparación de espumas resistentes al aceite para producir lubricantes para baleros de uso pesado como los de los ferrocarriles.
           • Neoprenos
             • son
               • hules sintéticos que se obtienen polimerizando el cloropreno, el cual se fabrica haciendo reaccionar el butadieno con cloro y tratando el producto de la reacción con potasa cáustica.
             • se pueden copolimezar con
               • 1. ácido metacrílico usando como emulsificante al alcohol polivinílico, dan un producto con alta resistencia y elevada estabilidad mecánica y química que los hace útiles como adhesivos, recubrimientos, saturantes, etc.
               • 2. acrilonitrilo, el producto obtenido tiene una alta resistencia plastificante, propiedad usada como ligante de asbesto y recubrimientos.
           • Hule butilo
             • es
               • un copolímero de isobuteno con pequeñas cantidades (2-3%) de isopreno.
             • uso
               • para las cámaras de aire de las llantas. Su gran resistencia a la abrasión, a la ruptura, al calor, su añejamiento y su baja permeabilidad al aire hacen que el hule butilo sea el material ideal para esta aplicación.
           • Polisopreno
             • es
               • el producto de la polimerización del isopreno. El hule natural contiene aproximadamente 85% de polisopreno cis-1,4 en su estructura molecular, que hace de este elastómero lo más cercano al hule de la Hevea brasillensis. Por lo tanto, puede ser intercambiado por esta última en la mayor parte de sus aplicaciones.
             • uso
               • industria automovilística
           • Elastómero etileno-propileno EPR
             • se obtiene
               • copolimerizando el etileno con propileno.
             • uso
               • industria llantera. Su principal aplicación es para hacer cámaras de aire y para la cara blanca de las llantas. fabricación de mangueras, bandas y cintas selladoras para las puertas.etileno-propileno se usa principalmente para hacer cubiertas de alambre y cables, polímeros modificados, techados, aditivos de aceites y algunos elastómeros plásticos.
                 • ventajas de uso
                   • su alta resistencia a las condiciones de la intemperie. No es afectado por el ozono, es ligero y fácil de instalar (comparado con los techos preconstruidos), y es muy apropiado para colocarse sobre materiales sensibles al calor como el poliestireno expandido o la espuma de poliuretano usados como aislantes.
       • Selección de hules para aplicaciones específicas
         • La selección de un hule en específico para algún tipo de aplicación puede estar mediado por una gran cantidad de factores. Dentro de estos, inicialmente entra en consideración el uso en específico para el cual será utilizado donde además deberán ser tenidas en cuenta las característica y propiedades que cada uno de estos hules posee con el fín de lograr brindarle ciertas características a los productos finales según sea el principal interés.
           • Hules acrílicos:
             • Fabricados a partir de
               • etiles, butiles, o metoxiles y etoxi-etil-acrilatos.
             • Se caracteriza por tener buena resistencia a los aceites y al calor
             • Usos
               • fabricación de sellos, empaques y mangueras
           • Polietilenos clorosulfonados
             • El polietileno cristalino modificado con grupos sulfonilo y cloro nos da este tipo de hules.
               • Aplicaciones
                 • recubrimientos de alambre y cables, partes automotrices, mangueras, techados y bandas.
               • Características
                 • El polietileno cristalino modificado con grupos sulfonilo y cloro nos da este tipo de hules.
           • Éteres copoliéster
             • Los polímeros de este grupo resultan de la condensación de los tereftalatos de polibutileno y los tereftalatos de politetrametilen eter glicol
               • Características
                 • Son muy fuertes, resistentes a la abrasión, a los productos químicos, al petróleo. También soportan el calor en un amplio intervalo de temperaturas
               • Aplicaciones
                 • fabricación de mangueras, recubrimientos de alambre y cables, y en la fabricación de partes de automóvil.
           • Epiclorhidrinas
             • Los homo y copolímeros de la epiclorhidrina se usan en la fabricación de productos elastoméricos que tienen una baja permeabilidad a los gases, buena resistencia a los productos del petróleo y flexibilidad a baja temperatura.
             • Aplicaciones
               • Fabricación partes del automóvil tales como juntas y mangueras.
           • Polímeros fluorados
             • Los polímeros que contienen flúor se hacen a partir de olefinas fluoradas con dos o tres átomos de carbono.
               • Características
                 • buena resistencia al calor, a los productos químicos y a la interperie, y además tienen excelentes propiedades mecánicas
               • Aplicaciones
                 • Se usan para piezas como juntas, empaques y mangueras sometidas a trabajo severo tanto en la industria automotriz como en los equipos de perforación de pozos petroleros y similares.
           • Polisulfuros
             • "estos son los más antiguos entre los elastómeros especializados "
               • Características
                 • tienen alta resistencia al ozono, al oxígeno, a la luz solar y al hinchamiento provocado por los productos químicos. También poseen baja permeabilidad a los gases y líquidos, y excelentes propiedades a bajas temperaturas.
               • Usos
                 • fabricación de selladores
           • Copolímeros termopláticos en bloque
             • Casi todos estos hules están basados en el poliestireno y el polibutadieno
               • Usos
                 • principalmente como adhesivo, para recubrimientos, suelas de zapatos, juguetes, entre otros
           • Uretanos
             • Estos elastómeros se conocen por su alta resistencia a la abrasión y por ser muy fuertes.
               • Usos
                 • fabricación de volantes de camiones industriales, varios tipos de sellos, adhesivos y fibras
   • IMPACTOS AMBIENTALES
     • en la actualidad
       • las cosas se hacen para durar poco y desechar fácilmente. La industrialización, la producción y distribución en masa generó más productos y más residuos
     • causas
       • requieren condiciones muy especiales para biodegradarse correctamente. Si no se hace de la forma apropiada, pueden ser aún más nocivos para el medioambiente que los plásticos convencionales, sobre todo porque cuando los plásticos biodegradables se entierran producen -durante su descomposición- peligrosos gases de efecto invernadero.
       • la degradación lenta de los plásticos ; la producción de diferentes productos plásticos es creciente, al igual que la generación de residuos; su principal materia prima es no renovable, el petróleo; y algunos de los químicos utilizados para producir los plásticos son tóxicos.
     • concecuencias
       • A nivel mundial el principal impacto ambiental de los RP es la contaminación de los océanos y mares. Es un impacto acumulativo que se presenta a largo plazo y cubre gran cantidad de espacios de todo el planeta.
       • Se han encontrado cantidades substanciales de RP contaminando los hábitats marinos desde los polos hasta el ecuador, desde costas remotas inhabitadas hasta costas altamente pobladas y áreas profundas del océano (Barnes, Galgani, Thomson & Barlaz, 2009; Barnes, 2005). El bajo peso del plástico, que es una ventaja en las etapas de distribución y consumo del producto plástico, se convierte en una problemática ambiental cuando los RP navegan por corrientes subterráneas, ríos, mares y océanos.