TEMA: LOS POLMEROS OBJETIVOS General Realizar un estudio acerca
de los polmeros y su naturaleza. Especficos Conocer acerca de la
historia de los polmeros y llegar conocer cules fueron los primeros
polmeros Conocer cules son los procesos de obtencin del mismo, as
como tambin sus aplicaciones en la rama de la industria haciendo
nfasis en las ingenieras. Conocer los ltimos avances tecnolgicos de
los polmeros
MARCO TERICOLos PolmerosLa materia est formada por molculas que
pueden ser de tamao normal o molculas gigantes llamadas
polmeros.Los polmeros se producen por la unin de cientos de miles
de molculas pequeas denominadas monmeros que forman enormes cadenas
de las formas ms diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen
ramificaciones. Algunas ms se asemejan a las escaleras de mano y
otras son como redes tridimensionales.Existen polmeros naturales de
gran significacin comercial como el algodn, formado por fibras de
celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de
muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es
otro polmero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al
nylon. La lana, protena del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El
hule de los rboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son
tambin polmeros naturales importantes.Sin embargo, la mayor parte
de los polmeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales
sintticos con propiedades y aplicaciones variadas.Lo que distingue
a los polmeros de los materiales constituidos por molculas de tamao
normal son sus propiedades mecnicas. En general, los polmeros
tienen una excelente resistencia mecnica debido a que las grandes
cadenas polimricas se atraen. Las fuerzas de atraccin
intermoleculares dependen de la composicin qumica del polmero y
pueden ser de varias clases.Origen de los PolmerosEl primer polmero
apareci cuando un cientfico hizo reaccionar la celulosa, en la
forma de algodn, con el cido ntrico. El resultado fue nitrato de
celulosa.Frecuentemente, tan pronto como se inventa algo, lo
primero que hacemos es idear una manera de utilizarla para matar a
la gente. Tal es el caso del nitrato de la celulosa. El nitrato de
celulosa, tambin llamado plvora de algodn, result ser un poderoso
explosivo. Pronto sustituy la plvora comn como carga explosiva de
la municin para los rifles y la artillera. Funcion tan bien, que en
la Primera Guerra Mundial fuimos capaces de matar diez millones de
personas en solamente cuatro aos.Sin embargo, el nitrato de
celulosa tambin fue utilizado para propsitos pacficos. En esas
mismas pocas haba preocupacin por la rpida desaparicin de las
manadas de elefantes africanos y se necesit un reemplazo para el
marfil utilizado en la fabricacin de las bolas de billar. El
nitrato de celulosa es tambin untermoplstico, y fue utilizado
rpidamente para hacer bolas de billar en todo el mundo. El nico
problema era que de vez en cuando, una de stas poda estallar cuando
se la golpeaba con el taco.El nitrato de celulosa tambin fue
utilizado para elaborar un polmero conteniendo unmaterial
compuesto, el vidrio de seguridad. Este era un sandwich hecho de
una lmina de nitrato de celulosa entre dos capas de vidrio. La
lmina de nitrato de celulosa mantena unido al vidrio, en caso de
que ste se rompiera. Esto fue ideal para los parabrisas de
automvil. En caso de accidente, el vidrio de hecho poda romperse,
pero los fragmentos permaneceran adheridos a la lmina de nitrato de
celulosa, en lugar de proyectarse e incrustarse en la cara de los
pasajeros.Tipos de PolmerosElconsumode polmeros oplsticosha
aumentado en los ltimos aos. Estos petroqumicos han sustituido
parcial y a veces totalmente a muchos materiales naturales como la
madera, el algodn, el papel, la lana, lapiel, elaceroy elcemento.
Los factores que han favorecido elmercadode los plsticos son
losprecioscompetitivos y a veces inferiores a los de
losproductosnaturales, y el hecho de que elpetrleoofrece una mayor
disponibilidad de materiales sintticos que otrasfuentesnaturales.
Los encontramos en nuestros alimentos, medicinas, vestidos,
calzado, casas, edificios, escuelas, oficinas, campos, fbricas y en
todos los vehculos usados comomediosde transporte.Usos generales de
plsticos, elastmeros, fibras y adhesivos. Las aplicaciones de los
polmeros son muy amplias y a continuacin se resumen algunas comunes
para los polmeros estudiados en estos temas y que se dividen en
termoplsticos, plsticos termoestables y elastmeros. El uso de
fibras cada vez es ms importante, principalmente para la fabricacin
de materiales compuestos.Los plsticos permitan disminuir el peso de
los vehculos, lo cual repercuta en unahorroen el consumo de
combustible por kilmetro recorrido. Entre los polmeros usados para
reducir el peso de los automviles se encuentran los polisteres,
polipropileno, cloruro de polivinilo, poliuretanos, polietileno,
nylon y ABS (acrilonitrilo-butadienoestireno). Sin embargo, el
mercado ms grande de los plsticos es el de los empaques y
embalajes. POLIMEROS TERMOPLSTICOS.
POLIETENO (PE): Qumicamente resistentes y elctricamente
aislantes, blandos, baja resistencia mecnica y poca resistencia a
la degradacin medio ambiental. Contenedores, aislante elctrico,
tubos, artculos para el hogar, botellas, juguetes, cubiteras y en
lminas para recubrimientos.
CLORURO DE POLIVINILO (PVC): Son baratos y de uso muy general,
existen la variedad de rgido (sin aditivos) y plastificado (con
aditivos); el primero es utilizado para tuberas y canalones,
estructura de ventanas y decoracin. Ha sido muy popular su uso en
los antiguos discos fonogrficos vinilos. El plastificado tiene ms
usos, tapizados de muebles y coches, revestimientos de paredes,
revestimiento de capotas de coches, revestimientos de cables
elctricos y suelos. Mangas de riego, relleno de refrigeradores,
componentes de electrodomsticos en general y en la industria de la
ropa se utiliza como cuero artificial y tejidos para algunos tipos
de gabardinas.
POLIPROPILENO (PP): Resistencia a la distorsin trmica, buena
resistencia a la fatiga, qumicamente inerte y relativamente barato.
Productos para el hogar, partes de coches, embalajes, maletas,
electrodomsticos y botellas.
POLIESTIRENO (PS): Excelente propiedades elctricas y claridad
ptica, buena estabilidad trmica y relativamente econmico.
Recubrimiento de interior de automviles, tejados, juguetes,
aislantes trmicos, electrodomsticos, manillares y utensilios de
cocina en general.
POLIACRILONITRILO (PAN): Extraordinaria transmisin de la luz y
gran resistencia a la degradacin ambiental, pero con propiedades
mecnicas mediocres. En forma de fibra como lana en jerseys y
mantas. Lentes, ventanas de avin. Se utiliza mucho como co-monmero
para producir los polmeros de gran utilidad como resinas SAN y
ABS.
ESTIRENO-ACRILONITRILO (SAN): Termoplsticos
estireno-acrilonitrilo se utilizan en la fabricacin de espejos,
componentes de automviles, manillares, jeringuillas, cristales de
seguridad y menaje de cocina (tazas y vasos).
ACRILONITRILO-BUTADIENO-ESTIRENO (ABS): Gran resistencia y
tenacidad, buenas propiedades elctricas pero es soluble en algunos
disolventes orgnicos. Se usa en tubera (drenaje, desage,
ventilacin), herramientas, recubrimientos de puertas e interiores
de frigorficos, carcasas de ordenadores, telfonos, equipos de
jardinera, y como escudo frente a interferencias electromagnticas
de radio frecuencia.
METACRILATO DE POLIMETILO (PMMA): Acristalado de aviones y
embarcaciones, ilumi nacin exterior y seales publicitarias, lunas
traseras de automviles, pantallas de seguridad, gafas protectoras,
picaportes, asas y muebles domsticos.
POLITETRAFLUORETILENO (PTFE): Sobresaliente inercia qumica,
excelente propiedades Ciencia de elctricas y bajo coeficiente de
friccin. Se usa para tuberas resistentes a reactivos qumicos,
aislamiento de cables a alta temperatura, recubrimientos
anti-adherentes a temperaturas moderadas (hasta 200 C). Tambin como
manguitos, juntas, vlvulas qumicamente resistentes, anillos de
estancamiento y cojinetes. La famosa fibra GoreTex de uso extendido
en calzado de montaa por ser transpirable pero impermeable est
basado en el PTFE basado en la propiedad hidrfoba del tefln).
POLICLOROTRIFLUORETILENO (PCTFE): Propiedades parecidas al
anterior. Se usa en equipos de procesado qumico, juntas elsticas,
anillos de estancamientos, componentes elctricos.
POLIAMIDAS: (o naylons) tienen buena resistencia mecnica y a la
abrasin y bajo coeficiente de friccin. Se usa para telas, cojinetes
no lubricados, piezas de alto impacto que requieren resistencia y
rigidez, velocmetros, limpiaparabrisas. Reforzado con vidrio se
utiliza en aspas de motor, y tapaderas de vlvulas. Se utiliza en
embalajes, soportes de antena, aislamiento de alambres, etc.
POLICARBONATOS (PC): Son dimensionalmente estables,
extraordinaria resistencia qumica, gran resistencia al impacto y
alta ductilidad y buena transparencia. Por todo ello son muy
utilizados, por ejemplo en pantallas de seguridad, cascos,
engranajes y levas, componentes de vuelo y propulsores de barcos,
equipamiento luminoso para trfico, lentes (cristales irrompibles),
ventanas de plstico, terminales y carcasas de ordenador, CD, y base
para pelculas fotogrficas.
POLIOXOMETILENO (POM): tambin conocidos como acetales, estn
reemplazando a muchas piezas metlicas de Zn, Al y latn debido a su
bajo coste y gran resistencia que permite construir piezas de alta
precisin. Usos como cinturones de seguridad, manivelas de ventanas,
sedales de pesca, bolgrafos, levas, e incluso en cremalleras de
polmero.
POLMEROS TERMOESTABLES. POLIESTERES: tienen excelente
propiedades elctricas y son muy baratos. Sirven como matriz para
ser reforzados con fibras. Los dos ms comunes son el PBT
(tereftalato de polibutadieno) y el PET (tereftalato de
polietileno). PET se utiliza como alfombras, encordelado de
neumticos, y resinas de envase. PBT tiene un bajo coste se usa
mucho en la actualidad: conectores, enchufes, rels, componentes de
alto voltaje, consolas terminales, timbres. Se utiliza mucho en
electrodomsticos, tambin como sillas, ventiladores o incluso como
componente del casco de barcos pequeos. En forma de cintas delgadas
se usan como soporte del material magntico en cintas magnetofnicas
y de vdeo.
POLIESTERES
INSATURADOS: reforzados con vidrio se utiliza para paneles de
automviles y para prtesis. Para fabricar botes pequeos y
componentes de bao. Para tubera, tanques y conductos si se requiere
una gran resistencia a la corrosin. FENOLICOS: por ejemplo la
baquelita, fueron de los primeros plsticos descubiertos en la
primera dcada del siglo XX por Baekeland. Todava se utilizan por su
bajo coste y sus excelentes propiedades como aislantes (trmico y
elctrico). Se pueden utilizar como material de relleno para otros
polmeros y en materiales compuestos. Adems del uso en todo tipo de
interruptores elctricos, en piezas ligeras en la industria del
automvil como piezas del sistema de transmisin, carcasa de motores,
telfonos, distribuidores de automvil (DELCO). Se utilizan como
botones, tiradores y debido a las buenas propiedades adhesivas como
laminados de maderas (y otros materiales) contrachapados. RESINAS
EPOXI: Tienen excelentes propiedades mecnicas y de resistencia a la
corrosin. Buena adherencia y relativamente baratos. Como
recubrimientos protectores y decorativos por su buena adherencia y
gran resistencia mecnica y qumica. Forros para latas, bateras y
recubrimientos de neumticos. Por sus buenas propiedades aislantes
como encapsulamiento de materiales semiconductores (p.ej.
transistores). Matrices para materiales compuestos (p. ej. fibra de
carbono). POLIURETANO: Buena estabilidad trmica y propiedades
elsticas: suelas de zapatos, partes de coches, fibras, espumas.
ELASTOMEROS. Son conocidos como gomas por su capacidad de sufrir
un gran alargamiento elstico que se puede recuperar si cesa el
esfuerzo. CAUCHO NATURAL: cispoliisopreno es el natural (caucho)
que vulcanizado se utiliza como neumticos para coches, tacones y
suelas de zapato, juntas en general. Sin embargo, en 1980 el 70 %
del mercado del caucho mundial son cauchos sintticos. CAUCHO
ESTIRENO-BUTADIENO (SBR): es el caucho sinttico ms importante. Un
co-polmero que contiene entre un 20 y 23 % de PS. Es ms barato que
el caucho natural, p. ej. ahora se utilizan en llantas de
neumticos. Son ms resistentes al desgaste pero tienen el
inconveniente de que pueden absorber disolventes orgnicos como
aceite y gasolina. Usos similares a los del caucho natural.CAUCHO
DE NITRILO (NBR): copolmero de butadieno (PB) y acrilonitrilo (PAN)
con una proporcin del 55 al 82 % de PB. Los grupos nitrilo
proporcionan una mayor resistencia a los aceites minerales y
animales as como al calor y a la abrasin, sin embargo, estos
cauchos son ms caros que los anteriores. Las aplicaciones son
especiales donde se requieran estas propiedades, p. ej., manguitos
de alta resistencia para el flujo de aceites y disolventes en los
componentes de los coches, mangueras para distribucin de gasolina y
aceite, tacones y suelas de calzado.CAUCHO DE POLICLOROPRENO
(NEOPRENO): son cauchos similares a los de isopreno donde se
sustituye el grupo metilo por un tomo de cloro. Esto aumenta la
resistencia del doble enlace (resisten el ozono y la degradacin
medio ambiental) y buena resistencia a la llama, adems son de mayor
fortaleza que los ordinarios aunque son tambin ms caros. Los usos
ms comunes son recubrimientos de cables, recubrimientos internos de
tanques para productos qumicos, mangueras y abrazaderas
industriales, precintos y diafragmas de automviles, correas y en
forma de trajes para inmersin sub-acutica. CAUCHO DE SILICONA: Un
ejemplo es el polidimetil siloxano, aunque hay otros cauchos de
silicona con radicales diferentes como fenilos. La ventaja
principal de estos cauchos residen en su amplio rango de
temperatura de trabajo, poca resistencia mecnica y excelente
propiedades elctricas (aislantes). Como usos principales se puede
destacar el sellado, junta de materiales, aislantes elctricos,
tubos de uso alimentario y mdicos, y cebadores de bujas.
Un uso importante de los polmeros es como adhesivos o
pegamentos. Hay varios tipos de adhesivos que se pueden elegir en
funcin de la temperatura de trabajo, tiempo de curado, resistencia
que se requiere, etc. La temperatura es uno de los parmetros
primordiales ya que el polmero adhesivo nunca debe usarse a T >
Tg. Uno de los pegamentos ms comunes son los cianocrilatos, que
tienen un tiempo de curado relativamente muy rpido (del orden de
varios minutos) para alcanzar su resistencia definitiva. En cambio
los poliuretanos y los epoxy, requieren tiempos de curado
superiores a la hora. El endurecimiento del polmero puede ser
causado por diferentes factores como 1) Por reaccin qumica (p. ej.
adhesivos base epoxy, y los tipo elastomricos como poliuretanos y
derivados del caucho); 2) Por enfriamiento (como las poliamidas)
que se aplican a alta temperatura y estos polmeros termoestables
(en estado fundido al ser aplicados) cuando baja la temperatura,
solidifican, y unen los materiales o piezas que se desean; 3) Por
evaporacin en la que se aplica la mezcla disolvente voltil y
polmero (encolado) y al quedar el residuo polimrico sin disolvente
hace de unin.POLMEROS APLICADOS A LA INGENIERA REFRENTE A ENERGIA Y
MECANICA
Unin de poliesterosLa versatilidad del poliestireno al unirse
con otros polmeros dio origen al poliestireno del alto impacto, que
es una combinacin del poliestireno de choque con molculas de
butadieno (caucho), esto le brinda una mayor resistencia a los
impactos bruscos y mejora sus cualidades mecnicas, esto ha hecho
que el poliestireno se use en la industria arma mentara como
sustituto de la madera y el aluminio en las piezas de las armas de
mano, pues es ms ligero que la madera, y no se corroe como el
aluminio.
CONCLUSIONES Los polmeros son el resultado de la unin de varias
molculas lo cual le dan a los mismos las propiedades nicas que son
de gran ayuda a la sociedad y a las ingenieras ya que sus
aplicaciones son inmensas Los polmeros son los primeros a la hora
de escoger un material duro y resistente para un ensamblado de
estructuras. La sociedad an no ha adquirido consciencia del dao que
hace el uso irresponsable de los polmeros. BIBLIOGRAFA
http://www.textoscientificos.com/polimeros/introduccion
http://www.pslc.ws/spanish/early.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Baquelita
http://tecnologia-materiales.wikispaces.com/Pol%C3%ADmeros+-+Tipos+de+pol%C3%ADmeros
http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno
http://es.wikipedia.org/wiki/PVC
http://es.wikispaces.com/Pol%C3%ADmero%&/%$!Ban_sumecanismo_de_polimerizacio.C3.B3
AVANCES TECNOLOGICOS DE LOS POLIMEROS
Papel que repele el agua y antibacteriano
Investigadores del Instituto Italiano de tecnologa (IIT) han
logrado desarrollar un papel que es resistente al agua,
antibacteriano, y con propiedades magnticas. Este papel tiene
mltiples aplicaciones en el sector industrial y salud.
Propiedadesmagnticasdel papelpodranser tiles para proteger monedas,
billetes y otrosdocumentossimilares, y por ltimo las propiedades
repelentes al agua tienen muchas aplicaciones posibles relacionadas
con la proteccin.
Desarrollo de material electro-ptico polimrico
revolucionario
Lumera Corporation ha anunciado que ha desarrollado un polmero
electro-ptico revolucionario un material logrado a travs de la
ingeniera molecular que logra un grado de eficacia sin precedentes
dentro de materiales avanzados de alto rendimiento. La eficacia de
los nuevos polmeros es 5 veces la del material inorgnico que
habitualmente se utiliza para fabricar aparatos pticos activos, y
se prev que contribuir grandes mejoras a los aparatos pticas que
forman parte del sector de telecomunicaciones y ordenadores de alta
velocidad.
Pinturas autorreparables
Este nuevo producto se denomina Scratch Shield. Se trata de una
carcasa realizada en ABS, un polmero termoplstico amorfo muy
resistente al impacto ampliamente utilizado en la industria del
automvil, y recubierta con esta nueva pintura tecnolgica que
permite devolver la estructura a su forma original. Esta pintura,
que adems es ms resistente que una pintura convencional, protege
las capas internas de la rotura, ayudando as a mantener la
apariencia como si fuera nuevo durante ms tiempo.Se trata de una
pintura transparente realizada con polyrotaxane, una supramolcula
formada por molculas cilndricas en torno a un eje formado por una
cadena molecular (ver figura 1) altamente elstica y flexible que
permite que cuando una pequea fuerza se aplica contra ella, por
ejemplo un araazo, la estructura qumica reaccione para devolver la
forma original y rellenar el hueco, reparando de este modo el dao.
Estas cadenas se deslizan a travs de los aros por lo que al aplicar
la fuerza exterior, se mueven y redistribuyen de manera uniforme
recuperando su estado inicial con el paso del tiempo. Adems, su
apariencia de gel permite que sea ms resistente a los araazos que
una pintura convencional y una mejor sujecin del dispositivo.Este
nuevo producto se denomina Scratch Shield. Se trata de una carcasa
realizada en ABS, un polmero termoplstico amorfo muy resistente al
impacto ampliamente utilizado en la industria del automvil, y
recubierta con esta nueva pintura tecnolgica que permite devolver
la estructura a su forma original. Esta pintura, que adems es ms
resistente que una pintura convencional, protege las capas internas
de la rotura, ayudando as a mantener la apariencia como si fuera
nuevo durante ms tiempo.Se trata de una pintura transparente
realizada con polyrotaxane, una supramolcula formada por molculas
cilndricas en torno a un eje formado por una cadena molecular (ver
figura 1) altamente elstica y flexible que permite que cuando una
pequea fuerza se aplica contra ella, por ejemplo un araazo, la
estructura qumica reaccione para devolver la forma original y
rellenar el hueco, reparando de este modo el dao. Estas cadenas se
deslizan a travs de los aros por lo que al aplicar la fuerza
exterior, se mueven y redistribuyen de manera uniforme recuperando
su estado inicial con el paso del tiempo. Adems, su apariencia de
gel permite que sea ms resistente a los araazos que una pintura
convencional y una mejor sujecin del dispositivo.
LOS POLIMEROS PODRIAN SER USADOSENMICROELECTRNICA.
La ferroelectricidad es la capacidad de ciertos materiales para
retener informacin en su estructura sin necesidad de estar
conectados a una fuente de energa como pilas o corriente
elctrica.Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones
Cientficas (CSIC) han demostrado que, a escala nanomtrica, el
polmero comercial PDVF (polifluoruro de vinilideno) presenta
propiedades ferroelctricas, lo que abre la puerta a su uso en
microelectrnica, segn inform esta institucin. Para ello,
infiltraron el polmero en disolucin en membranas de almina,
obteniendo estructuras tubulares con un dimetro de aproximadamente
100 nanmetros y longitudes de decenas de micras.Adems, el material
a escala nanomtrica presenta tambin piezoelectricidad (la aparicin
de un voltaje elctrico cuando el material realiza un esfuerzo
mecnico) por lo que podran tener aplicacin en microscopios de campo
cercano o de fuerza atmica y en sensores de vibracin.
CUESTIONARIO
1.- Que se producen los polmeros?
Los polmeros se producen por la unin de cientos de miles de
molculas pequeas denominadas monmeros que forman enormes cadenas de
las formas ms diversas.
2.- Menciones tres tipos de polmeros termoplsticos
PVC cloruro de poliviniloPOLIPROPILENOPOLICARBONATOS
3.- Como se le conoca al nitrato de celulosa
Plvora de azcarPlvora de algodnPlvora ntrica
4.- Seale dos usos importantes de los polmeros:
a) Se los usa como adhesivos y pegamentosb) Se los usa como
astringentes para la pielc) Se los usa como fibras textiles como el
nylond) Se los utiliza mayormente en la fabricacin de vidrio
5.- Seale dos propiedades de los polmeros:
a) Son resistentes al fuegob) Tiene poca resistencia mecnicac)
Son elsticos, dctiles y resistentes a la traccin.d) Son conductores
de la electricidad.
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