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CAPITULO 12

POLIMEROS
1. GENERALIDADES
• Polímero, material constituido por la unión de muchas
moléculas iguales que están enlazadas entre si,
llamadas monómeros (mer), estas son de origen
orgánico. Estos son moldeados por temperatura y
presión.
• Los polímeros son de origen natural y artificial, siendo
estos últimos los de mayor aplicación en ingeniería.
Entre los polímeros naturales tenemos : El caucho, las
maderas, las fibras: lana, seda, algodón, manila,
henequén, cabuya; goma laca y muchos otros que se
encuentran en la naturaleza.
• Estos materiales se han se han constituido en el impacto
tecnológico moderno en la vida diaria, dado que no
hay actividad humana donde no estén presentes
• Son de uso masivo y de precios muy bajos, pero son
altamente contaminantes y son uno de los causantes de
la polución mundial en la actualidad.
• Hoy, el uso de los polímeros es muy intenso, al punto que
compiten con el acero, en partes de automóviles,
electrodomésticos, recipientes anticorrosivos; con las
aleaciones de aluminio, en partes de aeronaves, etc.
• En estos últimos decenios, el desarrollo de los polímeros
sintéticos ha sido muy veloz, se han obtenido polímeros
resistentes a altas temperaturas, dieléctricos, fibras
especiales.
• Los polímeros de importancia para la industria y las
aplicaciones de ingeniería por la similitud de sus
propiedades y características generales, los
podemos agrupar en dos grandes grupos:

A. Los plásticos.

B. Los elastómeros.
2. MATERIAS PRIMAS.
• Son aquellas a partir de cuales se obtienen los sintéticos,
dentro de los cuales tenemos:
1) Los hidrocarburos, entre los cuales destaca el
petróleo, que ha permitido el desarrollo de la industria
petroquímica.
2) Productos vegetales, como el algodón, el lino, la
madera de la cual se obtiene la celulosa, carbón
vegetal, coque, etc.
3) Productos animales, como la leche (caseína), la lana,
cuero, etc.
4) Minerales, como la cal, el agua, aire (N, O, H), azufre,
fósforo, carbón mineral, cuarzo, silicio, litio, sal, etc.
3. LOS PLASTICOS.
• Los plásticos son un gran y variado grupo de materiales
sintéticos, que se procesan, mediante el moldeado de la
forma. Los de importancia industrial y de ingeniería los
podemos agrupar en dos clases:
a) Los termoplásticos y
b) Los termoestables.
3.1. TERMOPLASTICOS.
Necesitan calor para hacerlos deformables, después de
enfriarse a la temperatura a la que fueron moldeados,
estos pueden calentarse y volver a ser moldeados un
buen números de veces, sin cambio significativo de sus
propiedades. La mayoría de los termoplásticos, consisten
en cadenas largas de átomos de carbono enlazados
entre si y a veces enlazados a esta átomos de nitrógeno,
oxígeno o azufre.
• Algunos termoplásticos
a. TERMOPLASTICOS CELULOSICOS.
 Nitrocelulosa.
 Acetato de celulosa.
 Acetobutirato de celulosa.
 Etilcelulosa.
b. TERMOPLASTICOS VINILICOS.
 Polietileno.
 Poliestireno
 Policloruro de vinilo.
 Policloruro de vinidileno.
 Poliacetato de vinilo.
 Polialcohol de vinilo.
 Acetal, formal y butiral de polivinilo.
 Polimetacrilato de vinilo.
3.2. PLASTICOS TERMOESTABLES.
Estos adquieren una forma permanente al ser curados
mediante una reacción química, no pueden ser
refundidos y remoldeados en otra forma, porque se
degradan y descomponen al ser calentados a altas
temperaturas, por ello los plásticos termoestables no
son reciclables. Hay muchos plásticos que fraguan o
curan a temperatura ambiente, solo con una reacción
química.
La mayoría de los plásticos termoestables, consisten en
una red covalente de átomos de carbono enlazados
entre si, para formar un sólido rígido, algunas veces
átomos de O,N,S, se enlazan en forma covalente a la
estructura reticular del plástico termoestable.
• PLASTICOS TERMO ESTABLES.
 Fenol - formaldehido.
 Fenol - furfural.
 Urea – formaldehido.
 Melamina – formaldehido.
 Caseína – formaldehido.
 Anilina – formaldehido.
• OTROS PLASTICOS.
 Poliamidas.
 Poliuretanos.
 Poliésteres.
 Resinas alquídicas.
 Siliconas.
 Polipropileno.
 Policarbonatos.
 Politetrafluoretileno.
 Epoxi.
COMPARACION DE LAS TRES CLASES DE POLIMEROS
3.3. COMPONENTES DE LOS PLASTICOS.
Los plásticos están compuestos de dos materiales
básicos principales:
a) LOS LIGADORES. Que son los que cementan los
ingredientes del plástico en una sola masa, estos
son derivados de las resinas sintéticas y naturales.
b) LOS LLENADORES Y ADITIVOS. Que sirven para
reforzar y modificar las propiedades de la resina,
también para reducir el costo de fabricación,
pueden ser por ejemplo: aserrín, asbesto, mica,
carbón vidrio, sílice, otros son para colorear, como:
tintes, pigmentos.
 Otros agregados que se le hace para facilitar la
producción, tales como: catalizadores y los
inhibidores, solventes, que sirven para aumentar o
retardar la reacción.
3.4. PROPIEDADES DE LOS PLASTICOS.
Los plásticos son materiales importantes para la ingeniería por
muchas razones, dado que presentan una gran variedad de
propiedades, algunas de las cuales son inalcanzables por otros
materiales:
a) Elevada plasticidad a la temperatura de moldeo.
b) Buen aspecto dado que se pueden colorear con facilidad.
c) Son malos conductores de la corriente eléctrica y el calor.
d) Se reblandecen entre 70 – 200ºC y se descomponen entre 300
– 500 ºC
e) Tienen buena resistencia a la corrosión.
f) Tienen bajo peso específico (son livianos).
g) Tienen una gran aplicación como aislantes eléctricos.
h) Reducen el ruido (aislantes isofónico).
i) En mecanismos con rozamiento no necesitan lubricación.
j) Tienen un bajo costo en relación con otros materiales.
k) Tienen baja resistencia a la tracción 2 – 10 kg/mm2.
• La agrupación de moléculas modifica
fundamentalmente las propiedades de los
monómeros, así por ejemplo el estireno que es
líquido, con la agrupación de sus moléculas se
convierte en Poliestireno, que es sólido y resistente.
• La reunión de las moléculas de los monómeros
puede realizarse fundamentalmente por tres
procedimientos:
1) Por homopolimerizacion.
2) Por copolimerizacion.
3) Por policondensación.
• Los plásticos se componen de grandes moléculas ,
formados por la reunión de cientos de moléculas
mas pequeñas (monómeros insaturados), que
deben tener por lo menos un enlace doble (=).
4. POLIMERIZACION.
• Consiste en el encadenamiento de las moléculas
de los monómeros por uno o mas de los enlaces
(covalentes) de estos, bajo la influencia del calor o
mas generalmente de un cuerpo que actúa como
catalizador.
• Es necesario llegar a un grado de polimerización
para tener un plástico sólido. La polimerización
mínima puede fijarse en 60 a 80 moléculas,
creciendo la rigidez y resistencia del polímero hasta
250 moléculas; pasando este número crece muy
lentamente la resistencia mecánica y por encima
de 700 no varían las propiedades mecánicas del
polímero.
MEROS SELECCIONADOS DE REPETICION POR ADICION Y
APLICACIONES PARA TERMOPLASTICOS




 HOMOPOLIMEROS. Son materiales poliméricos formados,
con una única unidad que se repite.
4.1. TIPOS DE POLIMERIZACION- HOMOPOLIMEROS
a) Polimerización lineal en una sola dimensión,
obteniéndose polímeros filamentosos con
moléculas hasta de 10000 nm (0,01 mm). Los
termoplásticos son generalmente polímeros
filamentosos.

n =
n
b) Polimerización Ramificada. se produce en
monómeros con moléculas de enlaces múltiples.
Los plásticos termoestables tienen generalmente
este tipo de polimerización, en 3 dimensiones,
formando un conjunto muy sólido.
n =
=
n
Polimerización ramificada

 REACCION GENERAL PARA LA POLIMERIZACION DEL
POLIETILENO Y GRADO DE POLMERIZACION (GP)
La reacción general, para la polimerización de los
monómeros de etileno en polietileno puede escribirse
como: mero

H H
H H
n │ │
calor n
C=C precisión catalizador
│ │

│ │ -C-C-
H H │ │
H H
Monómero de etileno
polietileno (polímero)
• La “n” de la ecuación, se conoce como el grado de
polimerización (GP) de la cadena del polímero y es
igual al número de subunidades de meros en la
cadena del polímero molecular. El promedio para el
polietileno varía de 3,5 a 25,correspondiendo a
masas moleculares promedio de que varían de 100
a 700 g/mol.
Masa moleculardel polímero
( g/mol)
GP 
Masa de un mero( g/mero)

• PROBLEMA.
Un polietileno de alto peso molecular, tiene un peso
molecular promedio de 400 g/mol ¿Cuál es grado de
polimerización promedio?
• Solución.
El mero en el polietileno [-CH2 – CH2-],
Masa molecular del mero:
Masa molecular del C = 12 g/mol 12 x 2 = 24 g/mol
Masa molecular del H = 1 g/mol 1 x 4 = 4 g/mol
Masa molecular del polietileno = 28 g/mero

400 (g/mol)
GP   14,286 meros / mol
28 (g/mero)

PROBLEMA.
Si un tipo de polietileno tiene un grado promedio de
polimerización de 7 ¿Cuál es su peso molecular
promedio?
• PROBLEM...

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