Upload
mili-viviani
View
231
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
1/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 6 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
La palabra polmero significa literalmente muchas partes. Llamamos material
polimrico a aquel que est formado por muchas partes o unidades entrelazadas entre s
qumicamente.
Existen varias formas posibles de clasificar los polmeros.
ClasificacionesClasificacin segn su origen
Polmeros naturales. Existen en la naturaleza muchos polmeros. Las biomolculas
que forman los seres vivos son macromolculas polimricas. Por ejemplo, las protenas,
los cidos nucledos, los polisacridos (como la celulosa y la quitina), el hule o caucho
natural, la lignina, etc.
Polmeros semi-sintticos. Se obtienen por transformacin de polmeros naturales.
Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.
Polmeros sintticos. Muchos polmeros se obtienen industrialmente a partir de los
monmeros. Por ejemplo, el nylon, el poliestireno, el cloruro de polivinilo (PVC), el
polietileno, etc.
Clasificacin segn su mecanismo de polimerizacin
En 1929 Carothers propuso la siguiente clasificacin:
Polmeros de condensacin. La reaccin de polimerizacin implica a cada paso la
formacin de una molcula de baja masa molecular, por ejemplo agua. Debido a esto, la
masa molecular del polmero no es necesariamente un mltiplo exacto de la masa
molecular del monmero. Los polmeros de condensacin se dividen en dos grupos:
Los homopolmeros: polietilenglicol, siliconas
Los copolmeros: baquelitas, polisteres, poliamidas
Polimerizacin por adicin.
En este tipo de polimerizacin a masa molecular del polmero es un mltiplo exacto de
la masa molecular del monmero.
Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemoltica:
Iniciacin: CH2=CH- Cl + catalizadorCH2CHCl
Propagacin o crecimiento: 2 CH2CHCl CH2CHClCH2CHClTerminacin: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se
unen dos cadenas con un terminal neutralizado.
http://es.wikipedia.org/wiki/Polietilenglicolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Siliconahttp://es.wikipedia.org/wiki/Baquelitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Poli%C3%A9sterhttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliamidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3merohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3merohttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliamidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Poli%C3%A9sterhttp://es.wikipedia.org/wiki/Baquelitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Siliconahttp://es.wikipedia.org/wiki/Polietilenglicol7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
2/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 7 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Clasificacin de Flory (modificacin a la de Carothers para considerar la cintica de la
reaccin):
Polmeros formados por reaccin en cadena. Se requiere un iniciador para
comenzar la polimerizacin; un ejemplo es la polimerizacin de alquenos (de tipo
radicalaria). En este caso el iniciador reacciona con una molcula de monmero, dandolugar a un radical libre, que reacciona con otro monmero y as sucesivamente. La
concentracin de monmero disminuye lentamente. Adems de la polimerizacin de
alquenos, incluye tambin polimerizacin donde las cadenas reactivas son iones
(polimerizacin catinica y aninica).
Polmeros formados por reaccin por etapas. El peso molecular del polmero crece
a lo largo del tiempo de manera lenta, por etapas. Ello es debido a que el monmero
desaparece rpidamente, pero no da inmediatamente un polmero de peso molecular
elevado, sino una distribucin entre dmeros, trmeros, y en general, oligmeros;
transcurrido un cierto tiempo, estos oligmeros empiezan a reaccionar entre s, dando
lugar a especies de tipo polimrico. Esta categora incluye todos los polmeros de
condensacin de Carothers y adems algunos otros que no liberan molculas pequeas
pero s se forman gradualmente, como por ejemplo los poliuretanos.
Clasificacin segn su composicin qumica
Polmeros orgnicos: Son molculas con su tomo central de C (carbono), como
por ejemplo, los polmeros vinlicos son polmeros obtenidos a partir de monmeros
vinlicos; es decir, pequeas molculas conteniendo dobles enlaces carbono - carbono.
Constituyen una gran familia de polmeros. Se puede obtener un polmero vinlico a
partir de un monmero vinlico, usando como ejemplo el polmero vinlico ms simple,el polietileno.
El polietileno se obtiene a partir del monmero etileno, llamado tambin eteno. Cuando
polimeriza, las molculas de etileno se unen por medio de sus dobles enlaces, formando
una larga cadena de varios miles de tomos de carbono conteniendo slo enlaces
simples entre s.
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
3/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 8 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Polmeros vinilicos: la cadena principal de sus molculas est formada exclusivamente
por tomos de carbono. Dentro de ellos se pueden distinguir:
Poliolefinas, formados mediante la polimerizacin de olefinas.
Ejemplos: polietileno y polipropileno.
Polmeros estirnicos, que incluyen al estireno entre sus
monmeros. Ejemplos: poliestireno y caucho estireno-
butadieno.
Polmeros vinlicos halogenados, que incluyen tomos de
halgenos (cloro, flor) en su composicin. Ejemplos:
PVC y PTFE.
Polmeros acrlicos. Ejemplos: PMMA.
Polmeros orgnicos no vinilico. Adems de carbono, tienen tomos de oxgeno o
nitrgeno en su cadena principal.
Algunassub-categoras de importancia:
Polisteres
Poliamidas
Poliuretanos
Polmeros inorgnicos. Entre otros:
Basados en azufre. Ejemplo: polisulfuros.
Basados en silicio. Ejemplo: silicona.
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
4/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 9 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Clasificacin segn sus aplicaciones
Atendiendo a sus propiedades y usos finales, los polmeros pueden clasificarse en:
Elastmeros. Son materiales con muy bajo mdulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se
deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En
cada ciclo de extensin y contraccin los elastmeros absorben energa, una propiedad denominada
resiliencia. Por ejemplo el SBR, el policloropreno, elastmeros de poliuretanos, etc.
Plsticos. Son aquellos polmeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman
irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Ejemplos son las resinas acrlicas, fenlicas,
fluoroplsticos, resinas de hidrocarburo, melaminas, poliaminas, polisteres, poliestirenos, politer
(epoxi), polidefricas (polietileno y polipropileno), etc.
Fibras. Presentan alto mdulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos
cuyas dimensiones permanecen estables.
Recubrimientos. Son sustancias, normalmente lquidas, que se adhieren a la superficie de otros
materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo resistencia a la abrasin.
Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesin y una alta cohesin, lo que les permite unir
dos o ms cuerpos por contacto superficial.
Clasificacin segn su comportamiento al elevar su temperatura
Para clasificar polmeros, una de las formas empricas ms sencillas consiste en calentarlos por encima de
cierta temperatura. Segn si el material funde y fluye o por el contrario no lo hace se diferencian dos tipos
de polmeros:
Termoplsticos, que fluyen (pasan al estado lquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer (vuelven al
estado slido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ningn) entrecruzamientos.
Ejemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), PVC.
Termoestables, que no fluyen, y lo nico que conseguimos al calentarlos es que se descompongan
qumicamente, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con muchos
entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de las molculas.Fabricados con una forma permanente y vulcanizada o endurecida por reacciones qumicas, no se pueden
fundir ya que se degradan por el calentamiento, por lo que no se pueden tampoco reciclar. Ejemplos:
baquelita (resina fenlicas, usada para carcasas de aparatos electrnicos), melamina (formaldehido, smil
madera), polister (telas de mochilas, hilos)
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
5/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 10 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Productos de mayor usoHay ms de 200 tipos de caucho sinttico, cada uno tiene sus propios componentes y
cualidades. Sin embargo, todos implican el proceso de polimerizacin, que es la unin
qumica de monmeros para formar un polmero. Fsicamente, la polimerizacinconvierte el monmero, generalmente un lquido o un gas, en una goma, plstico o
fibra, dependiendo de la naturaleza qumica del monmero.
Por simplicidad, la produccin de caucho de estireno butadieno (SBR), que es el
principal propsito de contabilidad de caucho sinttico general para alrededor de 37%
de la capacidad de caucho sinttico slido mundo, se ilustrar. SBR est hecho a partir
de dos monmeros - estireno, un lquido, y butadieno, un gas. La mayora de los
monmeros se derivan de aceite. El estireno se hace generalmente de etil benceno.
Aunque etil benceno puede ser extrado de 'corrientes' derivados del petrleo tambin se
puede sintetizar a partir de etileno y benceno. Butadieno se puede conseguir de muchas
maneras de las corrientes de refinera. Estas corrientes pueden ser ya sea de origennatural gases de refinera o gases obtenidos por 'grietas', es decir, romper las molculas
ms grandes por el calor, por lo general en presencia de un catalizador.
La polimerizacin de estireno y butadieno tambin se lleva a cabo en presencia de un
catalizador. La polimerizacin puede llevarse a cabo por el mtodo tradicional, que es la
dispersin de monmeros en agua como una emulsin, o en solucin en un disolvente
orgnico. Los monmeros que no se convierten en el polmero se recuperan, mientras
que el polmero en una forma de ltex se coagula en la miga, se tamizan, se lav y se
filtr. La miga se seca en un secador de aire caliente, despus de lo cual el caucho seco
se embala y se envolvi en bolsas de polietileno para envo.
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
6/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 11 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Monmeros Denominacin
Isopreno
(2-metil-1,3-butadieno)
Caucho Natural
Butadieno
(1,3-butadieno)
Buna 85 ( Alemania)
SKA ( Rusia)
BR
Butadieno
+
Estireno
(benceno con un sustituyente
etileno)
Buna S ( Alemania)
SBR (E.E.U.U.)
Butadieno
+
Acronitrilo
Buna N ( Alemania)
Perbunan ( E.E.U.U.)
Chemigun (E.E.U.U.)
NBR
Policloropreno
(2-cloro-1,3-butadieno)
Neopreno ( E.E.U.U.)
Baypreno ( Alemania)
Isopreno ( Caucho Natural)
+
Isobutileno(2-metilpropeno)
Butil- Caucho
IIR
Cloruro de Vinilo
(cloroetileno)
Policloruro de Vinilo
PVC
http://es.wikipedia.org/wiki/Bencenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustituyentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Etilenohttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Vinyl-chloride-2D.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Acrylonitrile.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Butadi%C3%A8ne.PNGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Isoprene-Structure.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Isobutylene-2D-skeletal.pnghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloropreno.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Styrene.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Etilenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustituyentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Benceno7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
7/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 12 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Caucho Isopreno
La produccin de una rplica del caucho natural ofreca una meta interesante a vencer,
la dificultad consista no en polimerizar al Isopreno eso ya se haba realizado
anteriormente. Lo que se requera era encontrar la manera de enlazar las unidades de
Isopreno en forma regular: todos en la misma direccin para producir un cis 1,4
Isopreno. Los catalizadores especiales con los cuales podra obtenerse dicho orden
fueron descubiertos a mediados de este siglo. En teora se esperara que el caucho
Isopreno al tener este la misma composicin qumica del caucho natural, tuviera lasmismas propiedades qumicas, pero en la prctica hay diferencias, los tipos varan algo
en la longitud y estructura de las molculas.
BR
El polibutadieno, tiene una flexibilidad muy alta, es el nico caucho sinttico con una
flexibilidad mayor incluso que al del hule natural, al mismo tiempo, la resistencia a la
abrasin es sobresaliente y la flexibilidad a baja temperatura es excelente. Por otro lado
sus principales limitaciones son:
Baja adhesividad para consigo mismo. Baja tensin y resistencia al desgarre.
El uso de este caucho es limitado por s mismo, este material es ms frecuentemente
usado en mezclas con otros cauchos, como por ejemplo en la industria llantera en la cual
se tomo por sus cualidades de resistencia a la abrasin y baja generacin de calor.
SBR
El SBR es un copolmero de butadieno y estireno en el cual un 25% de las unidades de
estireno estn distribuidas al azar entre el 75% de las unidades de butadieno en lascadenas moleculares. Este tipo de caucho fue preparado por primera vez en Alemania en
1929. El SBR sin vulcanizar es soluble en la mayora de los solventes hidrocarbonados.
La vulcanizacin es ms lenta en el SBR que en el caucho natural y se requiere por lo
tanto de aceleradores ms poderosos. Alrededor del 70% del SBR es utilizado por la
industria llantera, este tipo de caucho es el que ms se emplea, suponiendo algo as
como el 60% de la produccin de caucho consumido ya sea natural o sinttico.
Caucho Nitrilo (NBR)
Este es un copolmero de acrilonitrilo y butadieno, en el cual la proporcin de
acrilonitrilo puede variar desde el 18% al 40 %. Cuanto ms alta es la proporcin de
http://www.ecured.cu/index.php?title=Caucho_natural&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php?title=Caucho_natural&action=edit&redlink=17/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
8/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 13 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
acrilonitrilo, ms pobres son las propiedades fsicas, pero es mejor la resistencia al
aceite. La resistencia al aceite y al calor es ligeramente ms alta que en el caucho
cloropreno, pero la resistencia a la luz solar no es tan buena. Para la produccin de los
grados normales de NBR se utiliza una polimerizacin en emulsin de butadieno y
acrilonitrilo. Al igual que el SBR, el NBR tambin se polimeriza en fro a temperaturas
entre 5 y 25 grados centgrados la reaccin termina cuando se alcanza el 70 - 80 % deconversin.
Caucho Cloropreno (CR)
El cloropreno es un lquido que se parece al Isopreno en cuanto a su estructura qumica,
salvo que tiene un tomo de cloro, mientras que el Isopreno tiene un grupo metilo. En el
mbito comercial, la polimerizacin se lleva a cabo en emulsin utilizando radicales
libres. Tpicamente, la polimerizacin se hace a 40 grados utilizando persulfato de
potasio y de amonio como iniciadores.
Caucho Isobutileno-Isopreno (IIR)
El caucho butilo es un copolmero en solucin de isobutileno con una pequea
proporcin (de 1 a 4 %) de isopreno. El poliisobutileno por si mismo est totalmente
saturado, y el isopreno se incluye para proporcionar los dobles enlaces necesarios para
permitir su vulcanizacin con azufre. Los cauchos butilo se obtienen por el mtodo de
polimerizacin cationica en presencia de cido de lewis, como ALCL3 y con un poco de
agua que acta como catalizador. La temperatura utilizada en la polimerizacin vara
desde -86 grados hasta - 95 grados: entre ms baja sea la temperatura mayor ser el peso
molecular del polmero.
Caucho de Cloruro de Vinilo (PVC)
El cloruro de vinilo se usa para fabricarPolicloruro de vinilo (PVC). El PVC se usa para
hacer una variedad de productos plsticos, incluyendo tuberas, revestimientos de
alambres y cables y productos para empacar.
http://www.ecured.cu/index.php/Clorohttp://www.ecured.cu/index.php?title=Isopreno&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php?title=Persulfato_de_potasio&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php?title=Persulfato_de_potasio&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Policloruro_de_vinilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Policloruro_de_vinilohttp://www.ecured.cu/index.php?title=Persulfato_de_potasio&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php?title=Persulfato_de_potasio&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php?title=Isopreno&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/index.php/Cloro7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
9/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 14 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Tipos de Polimerizaciones Polimerizacin en masa
- Los monmeros y el activador se mezclan en un reactor, calentndose o enfrindose
segn lo necesario.
- Se debe eliminar el exceso de calor al ser reacciones exotrmicas.
- Los polmeros solubles en sus monmeros lquidos causan incremento e n la
viscosidad.
- Los polmeros no solubles en el monmero se precipita tras iniciar la polimerizacin.
Polimerizacin en solucin
- Calor exotrmico demasiado grande para controlarlo.
- Monmero e iniciador se disuelven en un disolvente no reactivo para reducir la
velocidad de reaccin y controlar la cantidad de calor desprendido.
- Concentracin de polmero bajo para evitar gran viscosidad y peso molecular medio.
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
10/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 15 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Polimerizacin en suspensin
- El monmero se suspende en agua mediante agitacin y se agregan estabilizadores
para estabilizar la suspensin y evitar que los glbulos de monmeros se adhieran entre
s.
- Cada glbulo de monmero se polimeriza como una perla de alto peso molecular.
Polimerizacin en emulsin
- El monmero se rompe en pequeas gotitas que forman agregados (micelas).
- El monmero est en la micela y el iniciador en el agua, el cual se difunde en la micela
para iniciar el crecimiento del polmero.
- Son reacciones muy rpidas y se realizan a temperaturas bajas, pudindose preparar
polmeros de alto peso molecular.
- La fase acuosa absorbe el calor desprendido.
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
11/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 16 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Proceso de
Polimerizacin
Lo Bueno Lo Malo
En Masa Slo est presente el monmero - no
hay adiciones extras, Altos pesos
moleculares
Puntos calientes, Alta
viscosidad, Presencia de
monmero residual sin
reaccionar
En Solucin Fcil control de la temperatura, Control
del peso molecular
Debe eliminarse el
solvente, Transferencia decadena al solvente
En Emulsin Reacciona todo el monmero, El ltex
se emplea sin purificacin,
Trmicamente controlable, Se pueden
obtener materiales con baja Tg, Baja
viscosidad
La presencia del
surfactante puede causar
sensibilidad al agua
Rasgos Polmero en Solucin Polmero en Emulsin
Apariencia Claro Opaco
Carcter Macromolculas enrolladas
y estiradas
Partculas discretas
consistentes demacromolculas enrolladas
Peso Molecular < 20.000 > 100.000
Tamao de la partcula < 0.01 >0.1
Viscosidad Alta, fuertemente
dependiente del paso
molecular
Baja, independiente del
peso molecular
Contenido de slidos Relativamente bajo Alto
Cristalizacin y estereoisometra termoplsticos
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
12/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 17 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Un termoplstico cuando se solidifica puede formar un slido cristalino o un slido nocristalino.Solidificacin de termoplsticos no cristalinos
Curva verde A-B-C
Se va produciendo un paulatino cambio en su volumen especfico, a medida que la
temperatura se reduce. El lquido bajo solidificacin cambia a un lquido subenfriado
que se encuentra en estado slido.
Curva roja C-D
Enfriando este material a bajas temperaturas se produce un cambio en la pendiente de la
curva del volumen especfico frente a la temperatura.
La temperatura media en el estrecho margen donde tiene lugar el cambio de pendiente
se llama temperatura de transicin vtrea TgPara T > Tg los termoplsticos No Cristalinos se comportan como gomosos o elsticos
(tienen un comportamiento viscoso).
Para T < Tg los termoplsticos No Cristalinos tienen comportamiento de vidrioquebradizo.
materiales polimericosindustrialemente
importantes
plsticos
termo-estables termo-plsticos
elastmeroso gomas
7/28/2019 3 Polimeros y Polimerizaciones
13/13
Ingeniera Qumica PARTE 3Policloropreno
Pgina 18 de 66
Int
roduccin
a
Polm
eros
Tg es el pasaje de Dctil a quebradizo.
Solidificacin de termoplsticos Semi-CristalinosCURVA BEF
Curva BE
Cuando este material se solidifica y se enfra se forma un repentino descenso en elvolumen especifico, como muestra la lnea B-E, disminucin del volumen originada por
un mejor empaquetamiento de las cadenas polimricas en las regiones cristalinas.
Curva E-F
A medida que baja la temperatura nos encontramos con la transicin vtrea, cambio de
pendiente.
Tg es la temperatura de transicin vtrea y Tm es la temperatura de fusin.
Los termoplsticos No cristalinos se enfran a lo largo de la curva ABCD.
A= liquido B= Liquido altamente viscoso C= Liquido subenfriado (gomoso) D=
Solido vidrioso (duro y quebradizo).
Los termoplsticos Parcialmente Cristalinos se enfran a lo largo de ABEF
E= Regiones cristalinas solidas en matrices liquidas subenfriadas.
F= Regiones cristalinas solidas en matriz vtrea.
El grado de cristalizacin de los materiales polimricos lineales parcialmente
cristalinos vara entre 5 y un 95 por ciento de su volumen total. La cristalizacincompleta no se consigue ni siquiera en materiales polimricos, los cuales son altamente
cristalizables debido a enredos y entrecruzamientos moleculares. A medida que
aumenta el grado de cristalinidad, la resistencia del material aumenta.