UNIVERSIDAD DEL ISTMO

CAMPUS TEHUANTEPEC

MATERIALES
POLIMRICOS
MATERIA: CIENCIA DE LOS MATERIALES

PROFESOR: DR. FERNANDO MORALES ANZURES

INTEGRANTES DEL EQUIPO:

DANIEL NOLASCO RUIZ
RAFAEL SNCHEZ AGUILAR
JUAN CERVANTES MURILLO
MONSERRAT PERALTA GALN
NDICE

QU SON LOS POLMEROS?..............................................................2

TCNICAS PARA LA OBTENCIN DE POLMEROS..................................3
CAMPO DE APLICACIN INDUSTRIAL Y DOMESTICO............................9
EJERCISIOS.....................................................................................18
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MATERIALES POLIMRICOS..........19
CONCLUSIONES..............................................................................20

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QU SON LOS POLMEROS?
Los polmeros son molculas de gran tamao, constituidas por
eslabones orgnicos denominados monmeros, unidos mediante
enlaces covalentes. Los eslabones estn formados fundamentalmente
por tomos de carbono y pueden poseer grupos laterales o radicales con
uno o ms tomos. Estas molculas orgnicas son las que constituyen
los materiales plsticos que conocemos y tambin los tejidos delos seres
vivos (piel, msculos, tela de araa, seda, etc.).

Los polmeros sintticos se producen mediante un proceso denominado

polimerizacin. En este proceso se produce la reaccin de miles de
monmeros que pasan a formar parte de una larga cadena
macromolecular.

Los polmeros se clasifican en:

Polmeros naturales: protenas, celulosa, el hule o caucho natural.

Polmeros semi sintticos: nitrocelulosa, caucho vulcanizado.

Polmeros sintticos: nylon, poli estireno, poli cloruro de vinilo (PVC),

polietileno.

Las propiedades de los polmeros dependen de mltiples

factores:

TCNICAS PARA LA OBTENCIN DE POLMEROS

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Polimerizacin

Consiste en una secuencia de reacciones qumicas desde los monmeros

a los polmeros.

Existen dos tipos de polimerizacin: de adicin o crecimiento de

cadena y de condensacin o crecimiento por pasos.

La polimerizacin por crecimiento de cadena se caracteriza porque los

intermediarios del proceso (radicales libres, iones o complejos metlicos)
son transitorios y no pueden aislarse.

La polimerizacin por pasos se produce por reacciones entre molculas

que tienen grupos funcionales. A los compuestos intermediarios de peso
molecular bajo se les llama oligmeros, y se pueden aislar. Se le puede
describir como una reaccin qumica sencilla que se efecta
repetidamente.

Antecedentes Histricos

1838 Vulcanizacin del caucho

1846 Nitrato de celulosa

1870 Celuloide

1907 Baquelita

1920 Hiptesis 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- Polmeros de altas prestaciones

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Mtodos de conformado
Existen varias tcnicas para dar forma a los plsticos. Algunas de las
ms comunes son:
- Extrusin
- Inyeccin
- Compresin
- Soplado
- Moldeado al vaco
- Calandrado (Laminado/Hilado)

Mtodos de extrusin (termoplsticos)

Este sistema funciona de la siguiente manera: los grnulos de plstico

entra en el sistema de alimentacin, estos pasan al tornillo sin fin,
mientras estos grnulos se van derritiendo a causa de las camisas
calefactoras, estos grnulos se van desplazando, por el movimiento
giratorio del tornillo, hacia el cabezal, donde el material pasa a unos
moldes que le dan forma. Ms tarde se refrigeran y obtiene su forma
definitiva, resistente y rgida.
Este mtodo solo se puede utilizar en aquellos casos donde los extremos
de los objetos estn cerrados o abiertos, en el caso de que solo sea un
extremo el que est abierto o cerrado, este mtodo no funcionaria. Por
ejemplo: tuberas, mangueras, marcos de ventanas, etc.

Mtodo de inyeccin (termoestables)

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El mtodo de inyeccin es muy similar al de extrusin, los grnulos del
plstico entran en el embudo, estos entran en el tornillo sin fin, y son
transportados a un molde de metal, aqu se enfra y obtiene su forma
final.
Este mtodo es utilizado para formas ms complicadas y de medidas
diferentes, como por ejemplo: vasos, platos, carcasas de mviles, etc.

Mtodo compresin (termoestables)

ste mtodo es utilizado para piezas de gran tamao y no muy

complicadas, como guardabarros de coche, pomos de puertas,
pulseras,... El plstico que se trata adquiere una forma gracias a la
presin de una mquina que tiene un molde. El proceso es el siguiente:
se coloca una pieza de plstico en un molde de metal, esta es aplastada
y moldeada por otra pieza de metal que conforma la otra mitad del
molde, todo ello se realiza con el plstico a una elevada temperatura,
gracias a esto el material adquiere una forma rgida, uniforme y
homogneo.

Mtodo de soplado (termoestables)

Este mtodo se utiliza para la creacin de envases u objetos huecos,

como las botellas. Se basa en utilizar una preforma de plstico, que ha

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sido obtenido anteriormente por el mtodo de extrusin, que se
introduce en un molde metlico y que se adaptara a dicho molde por la
introduccin de aire caliente. Ms tarde se enfra y se retira del molde
para su uso.

Mtodo de modelado al vaco

Este mtodo se utiliza para la creacin de vasos, platos, mscaras y todo

aquello que tenga unas paredes muy finas.
Para este mtodo se utiliza una lmina fina de plstico, la cual es
calentada con unas resistencias. Debajo de esta lmina de plstico se
encuentra un objeto del cual se quiere adoptar su forma, luego la lmina
de plstico caliente cae sobre el molde, luego se extrae el aire para que
el plstico obtenga todos sus detalles.

Mtodo de calandrado

Este mtodo se utiliza para la creacin de placas PVC, carpetas,

manteles, lminas de invernadero, etc.
Para la obtencin de stos objetos mediante este mtodo, se introducen
los grnulos de plstico procedentes de una tolva en el interior de una
calandra, que es un conjunto de rodillos, donde, segn el grosor que
haya entre stos, se obtendr lminas de plstico de distinto grosor
listas para su uso.

Obtencin de plsticos: Polimerizacin

Se denomina polimerizacin al proceso

mediante el cual se forman polmeros a
partir de monmeros.
El nmero de unidades simples que se
repiten en una misma molcula se
conoce como grado de polimerizacin
(n).

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 Existen dos tipos fundamentales de polimerizacin, la polimerizacin por
adicin o poli-adicin y la polimerizacin por condensacin o poli-
condensacin:

Polimerizacin por adicin o poli adicin: Una polimerizacin

es por adicin si la molcula de monmero pasa a formar parte del
polmero sin prdida de tomos.
Esquemticamente podemos representarla as: nAAn

Polimerizacin por condensacin o poli condensacin: La

polimerizacin es por condensacin si la molcula de monmero pierde
tomos cuando pasa a formar parte del polmero. Por lo general se
pierde una molcula pequea, como agua o HCL gaseoso.

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8
CAMPO DE APLICACIN INDUSTRIAL Y DOMESTICO
El avance radical en la tecnologa de materiales puede conducir a la
creacin de nuevos productos o al florecimiento de nuevas industrias,
pero las industrias actuales a su vez necesitan cientficos de materiales
para incrementar las mejoras y localizar las posibles averas de los
materiales que estn en uso. Las aplicaciones industriales de la ciencia
de materiales incluyen la eleccin del material, su coste-beneficio para
obtener dicho material, las tcnicas de procesado y las tcnicas de
anlisis.
Adems de la caracterizacin del material, el cientfico o ingeniero de
materiales (aunque exista diferencia, muchas veces el ingeniero es
cientfico o viceversa) tambin debe tratar la extraccin y su posterior
conversin en materiales tiles. El moldeo de lingotes, tcnicas de
fundido, extraccin en alto horno, extraccin electroltica, etc., son parte
del conocimiento requerido en un ingeniero metalrgico o bien
un ingeniero industrial para valorar las capacidades de dicho material.
El desarrollo en la ciencia y tecnologa de polmeros ha facilitado
nuestras vidas y ha sido uno de los motores del desarrollo de la ciencia
de los materiales. A continuacin, repasaremos algunas aplicaciones de
algunos polmeros.
Poliuretano

El poliuretano es el tipo de polmeros de los mil usos, desde la humilde

esponja para limpiar hasta material para construir grandes estructuras
de ingeniera, pasando por material deportivo o aislantes trmicos para
viviendas. La alta versatilidad del poliuretano se debe a la diferente
estructura qumica (representadas por los crculos amarillo y negro) y a
su capacidad de entrecruzamiento).

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Polister

La ropa que llevas, posiblemente est fabricada de una mezcla de

polisteres y poliamidas. Este ltimo material supuso una revolucin
cuando comenz su comercializacin en 1940, especialmente por el
10
primer uso popular: las medias de nylon. Pero tambin hay que recordar
que fue un material fundamental que ayud a que los aliados ganasen la
II Guerra Mundial. Con este material se fabricaron los paracadas usados
en el desembarco de Normanda, y otros equipamientos. Estas son slo
algunas de las muchas aplicaciones de este polmero (otras pocas se
indican en la imagen siguiente).

La familia de polmeros de nylon fue desarrollada en la empresa DuPont

con la direccin de Wallace Carothers (1896-1937), un genio de la
qumica, al que dedicaremos algn artculo prximamente y del que esta
semana se ha conmemorado su nacimiento (el 27 de abril de 1896) y su
fallecimiento (el 29 de abril de 1937, por suicidio, como consecuencia de
la depresin que le atorment toda su vida; antes de que viese el xito
de su producto estrella, el nylon, e incluso el nacimiento de su nica
hija). Antes de producir nylon, DuPont, con la direccin de Carothers, ya
haba desarrollado mtodos para la sntesis de polisteres y de
neopreno, un anlogo al caucho natural.

Tambin son polisteres los materiales

con los que se fabrican las botellas de
plstico, que son poli (tereftalatos);
cuyos derivados se estn usando para
fabricar ropas inteligentes.

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Poliamidas
Por otro lado, un tipo especial de poliamidas, las derivadas de cidos y
aminas aromticas, se usan para preparar materiales resistentes con los
que se hacen los chalecos antibalas o para proteccin en deportes de
riesgos y de contacto. Materiales relacionados son los policarbonatos,
que se usan para aplicaciones tan diversas como revestimientos en latas
de conserva o cubiertas para estadios deportivos.

Polietileno
Por supuesto, en nuestra vida cotidiana usamos desde modestos
artilugios como las bolsas, vasos o platos de plstico hasta el
equipamiento de altas prestaciones (como los trajes de astronautas),
pasando por revestimientos para los cables elctricos, materiales para
envasado de alimentos, recubrimientos de sartenes, mobiliario etc.
Todos estos materiales estn construidos con poli olefinas, como el
polietileno, el polipropileno, el polietileno, el poli (cloruro de vinilo), o el
tefln, entre otros.

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13
Caucho
Otro tipo de polmero relacionado con las poliofefinas son el caucho y la
gutapercha. Estas sustancias son productos naturales formados
(formalmente) por polimerizacin de 2-metilbutadieno (isopreno).
Estos polmeros se han usado desde la antigedad. Sin embargo, los
polmeros naturales tienen algunas propiedades no deseable, como que
son demasiado fcilmente deformables y quebradizos. Estas
propiedades derivan de sus caractersticas estructurales, pues son
cadenas demasiado flexibles con alta movilidad conformacional.

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Estos inconvenientes se solventaron por mtodos qumicos, realizando
un entrecruzamiento de las cadenas de poliisopreno. Este proceso,
denominado vulcanizacin o recauchutado, fue realizado por primera
vez por Charles Goodyear en 1839. La reaccin de vulcanizacin original
supuso el tratamiento del caucho con azufre, en los que fragmentos de
poli sulfuro se entrecruzaban entre las cadenas de poliisopreno.

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A partir de ese momento, se pudo pensar en numerosas aplicaciones de
este polmero; el ms importante, sin duda, es en la fabricacin de
neumticos, que ha facilitado de manera increble el transporte.

Acetato de polivinilo

Otras aplicaciones de los polmeros son tan cotidianas como absorber

agua o pegar materiales. Si por la casa hay nios pequeos que usan
paales, estamos usando polmeros con capacidad de sper-absorcin
de lquidos. Antiguamente se fabricaban de celulosa (con el consiguiente
impacto ambiental) y actualmente de materiales sintticos como el poli
(alcoholvinlico). Incluso, cuando hacemos una operacin tan cotidiana
como pegar con una cola como Sper-Glue, estamos haciendo qumica,
pues el proceso de pegado se debe a una reaccin qumica in situ, la
polimerizacin de cian acrilato de metilo (o etilo).

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Un tipo de polmero muy comn en la industria es:

Plstico: Son aquellos polmeros cuya propiedad fundamental es la

plasticidad (termoplsticos). Se deforma plsticamente bajo accin de
presin y/o calor.

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

Caractersticas generales

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EJERCICIOS
1.- El poliespn es el corcho blanco de los embalajes.
a) Qu propiedad posee para que pueda utilizarse tanto en embalaje de
helados como para elaborar vasos para transportar bebidas calientes?
b) Si una muestra de este material posee cadenas de polmero de un
promedio de 200 unidades, cul es la masa molecular promedio del
polmero?

2.-En el proceso de elaboracin de tefln (politetrafluoreteno) hemos

conseguido controlar el crecimiento hasta tener cadenas con un
promedio de 200 unidades. Se va a recubrir una sartn con este
material. Si se necesitan 200 gramos de ese polmero, cuntas cadenas
polimricas utilizaremos?

3.-Las tuberas de desage se elaboran con PVC (policloroeteno). Calcula

la proporcin de cloro en el polmero.

4.-Un vaso de plstico de poli estireno (polietilbenceno) se ha elaborado

con una muestra de masa molecular media de 52 000 u. Cuntas
unidades monomricas posee cada cadena? Escribe la frmula emprica
y la molecular de este polmero concreto.

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MATERIALES
POLIMRICOS

Ventajas:

Poco peso
Elaboracin rpida y sencilla
Alta resistencia a la corrosin y a los agentes qumicos. Buenas
propiedades elctricas.
Excelentes caractersticas superficiales.
Alta Absorcin de vibraciones.
Produccin rentable.

Desventajas:

Baja resistencia mecnica, baja resistencia al calor.

Baja resistencia a la degradacin, no es reparable. Alto costo de
materia prima.

Un 65% se utilizan en aplicaciones duraderas y solo un 20%

son de uso temporal (empaques) que van a parar a la basura.

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CONCLUSIONES
Como pudimos observar los polmeros constituyen la mayor parte de
las cosas que nos rodean, estamos en contacto con ellos todos los
das e incluso nosotros mismos estamos compuestos casi en nuestra
totalidad de estas tan variadas macromolculas, como por ejemplo:
las protenas, cidos nucleicos, carbohidratos, etc.

Tambin apreciamos las diversas manifestaciones de los polmeros y

que constituyen adems unos compuestos muy importantes en
algunas reas, a parte de nuestros cuerpos como lo son las
poliamidas, las cuales se utilizan como aislante de calor o fuego, la
silicona que es un adhesivo de gran ayuda en la vida cotidiana, el
polietileno que es el plstico ms comn y ms usado en la
actualidad, etc. Aprendimos cual es la parte bsica de un polmero
son los monmeros, los monmeros son las unidades qumicas que se
repiten a lo largo de toda la cadena de un polmero, por ejemplo el
monmero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a lo
largo de toda la cadena.

La aplicacin de los materiales polimricos ha aumentado

significativamente. Los polmeros se han llegado a usar hasta en
aplicaciones cardiovasculares, oftlmicas, de administracin de
medicamentos y ortopdicas. Los polmeros son tambin el principal
material que se utiliza como andamiaje biodegradable en el campo
de la ingeniera de tejidos.

Con esta conclusin damos por terminado nuestro trabajo, el cual nos
ha sido de gran ayuda para conocer ms sobre las macromolculas
llamadas POLIMEROS.

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BIBLIOGRAFIAS:

http://www.textoscientificos.com/imagenes/extrusion.gif
http://www.iesluisvelez.org/blogs/tecnologia/wp-
content/uploads/2010/10/20070822klpingtcn_14.Ees_.SCO_.png
http://www.iesluisvelez.org/blogs/tecnologia/wp-
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