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RESUMEN MATERIALES POLIMERICOS
Monómero: compuesto molecular simple que puede unirse de forma covalente con otros para formar cadenas moleculares largas. Polímero: se producen por la unión de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros formando enormes cadenas de las formas mas diversas. Un material polimérico es un material cuya estructura interna esta formada por polímeros. Polimerización: es un encadenamiento de las moléculas de los monómeros por uno o mas de los enlaces que estos tienen bajo la influencia del calor o de un catalizador. Homopolímero: son polímeros compuestos por monómeros idénticos. Copolímero: compuesto formado por dos monómeros diferentes polimerizados al mismo tiempo.
- alternantes.
- Aleatorios.
- De injerto. Por ejemplo el cloruro de vinilo + acetato de vinilo Estireno + acrilonitrilo. Polimeros isomeros: polímeros con la misma composición en porcentaje pero con diferente colocación de los átomos o grupos de átomos. PLASTICO: material de peso molecular elevado que contiene como componente esencial una sustancia orgánica que en su estado final es un sólido y que en alguna de sus fases de formación pudo moldearse por fluidez. CRITERIOS PARA LA CLASIFICACION DE LOS M. POLIMERICOS:
- origen: − naturales como la seda, la celulosa, la lana, el algodón..
- artificiales como la nitrocelulosa y el acetato de celulosa
- sintéticos. plásticos b) naturaleza: − de procedencia orgánica
- de procedencia inorgánica. c) estructura − macromoléculas lineales.
- macromoléculas ramificadas.
- Macromoléculas entrecruzadas o reticuladas. d) configuración espacial: − isotacticos con la misma ordenación de las uni. Estructurales.
− sindiotacticos con ordenación alternada − atacticos sin ordenación e) aplicaciones: − termoplásticos − termoestables − elastómeros FUERZAS ENTRE LAS CADENAS POLIMERICAS Los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Esta atracción engloba enlaces interatómicos , fuerzas intermoleculares y fuerzas derivadas del enmarañamiento físico de las cadenas. La magnitud de las interacciones de las cadenas depende de: A − naturaleza de los enlaces intermoleculares:
- fuerzas de vanderwaals : dipolos transitorios (polietileno)
- dipolos permanentes (poliéster)
- enlaces de hidrógeno (nylon)
- atracciones de tipo iónico (ionomeros) B − peso molecular: al aumentar el peso molecular aumentan las fuerzas atractivas. C − cristalinidad: − empaquetamiento de las cadenas desordenado polímeros amorfos
- empaquetamiento regular −> polímeros cristalinos. D − flexibilidad de las cadenas: se ve limitada por el tamaño y forma de los sustituyentes y por la estructura química del esqueleto. TIPOS DE POLIMEROS SEGÚN SUS APLICACIONES (POLIMEROS INDUSTRIALES) TERMOPLÁSTICOS: se reblandecen con el calor y una vez enfriados, si se someten nuevamente al calor, se les puede moldear nuevamente. En general son polímeros lineales y representan el 80% de los plásticos comerciales. TERMOESTABLES: son los que por efecto del calor, con o sin presión, al endurecer lo hacen de forma irreversible. En general son muy reticulados. ELASTÓMEROS: son resinas que al vulcanizarse con agentes químicos como el azufre, se obtienen materiales similares a la goma. Pueden ser deformados y recuperar su forma primitiva al cesar dicha fuerza. En general son poco reticulados. Vulcanización : reacción química que causa el cruzamiento de las cadenas poliméricas
inclusión de fibras...
- ROZAMIENTO Y DESGASTE El valor del coeficiente de rozamiento depende de la naturaleza de las dos superficies en contacto.
- PTFE Y PEAD tienen un coeficiente muy bajo
- Pebd tiene un coeficiente muy superior. Para corregir un alto coeficiente de rozamiento, se le pueden añadir al polímero lubricantes sólidos como el grafito, teflón... Los elastómeros presentan coeficiente de rozamiento muy altos, siendo en ellos una cualidad muy importante al darles adherencia.
- PROPIEDADES ELECTRICAS En general son malos conductores eléctricos por lo que se usan como aislantes en la industria eléctrica y de la electrónica
- PROPIEDADES OPTICAS
- Capacidad para trasmitir luz a través. polímeros amorfos (PMMA) trasparentes Tomar color. Se añaden tintes par colorear sin perder transparencia y pigmentos para colorear produciendo opacidad.
- Pueden disponer de brillo dando buena presencia estética. Foto degradación en presencia sobre todo de radiaciones ultra violeta, pudiéndose corregir con pigmentos absorbentes.
• PROPIEDADES TERMICAS
Son malos conductores del calor por lo que se usan como aislantes térmicos.
- Polímeros cristalinos (PE, PP, PTFE), tienen mayor conductividad.
- Polímeros amorfos (PVC, PS, PMMA), tienen menor conductividad.
- PERMEABILIDAD A LOS GASES Y VAPORES
- Las resinas de ABS y el PVC son impermeables a ambos.
- PE, PP, y el PTFE son permeables al vapor de agua pero muy permeables al oxigeno.
- ESTABILIDAD A ALTAS TEMPERATURAS Y COMPORTAMIENTO EN EL FUEGO A altas temperaturas se puede dar degradación química, dependiendo la temperatura de cada polímero.. La combustión de los plásticos produce gran cantidad de gases tóxicos y humos teniéndolo que tener presente en caso de incendio. INDICE DE OXIGENO CÍTRICO (COI): el mantenimiento y propagación del fuego depende de la concentración de oxigeno presente en la zona. El COI es la mínima concentración de oxigeno que mantiene la combustión de una varilla de un material en un ensayo normalizado. COI > 0.27 −con características de auto extinción, COI < 0.21 buena propagación del fuego
- RESISTENCIA A DISOLVENTES Y REACTIVOS QUÍMICOS Presenta grandes ventajas frente a materiales como los metales ( inexistencia de corrosión) , el vidrio
(mejores características mecánicas) y la cerámica a la hora de usarse como envases, recipientes, maquinaria etc. Los grandes enemigos de los plásticos son:
- Disolventes que producen hinchamiento
- Los ácidos y bases fuertes hidrolizan los grupos ester o amida
- Los oxidantes fuertes producen oxidación y fisión de las moléculas poliméricas.
- Ozono y rayos UV. TERMOPLASTICOS POLIETILENO (PE) Se obtiene mediante polimerización por adición del etileno. Se considera el plástico mas ligero. − Tiene buenas propiedades mecánicas y eléctricas y poca absorción de agua. − Es casi impermeable, incoloro, insípido, inodoro, no toxico y poco traslucido. − También conserva sus propiedades a temperaturas muy bajas. − elevada resistencia a agentes químicos − fácilmente combustibles. POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (PEBD): fabricado a alta presión usando como catalizadores de la reacción iniciadores de radicales libres. Es mas flexible que el de alta densidad. Su estructura presenta muchas ramificaciones.
POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD LINEAL (PEBDL): fabricado a baja presión usando como catalizadores de la reacción los de tipo ziegler natta y con el buteno−1 de comonomero
c) POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD): fabricado a baja presión y en presencia de catalizadores tipo ziegler natta. Su estructura esta bastante empacada y apenas presenta ramificaciones por lo que es el mas rígido APLICACIONES DEL POLIETILENO EN CONSTRUCCIÓN: Como elemento auxiliar del hormigón colocándolo para facilitar desencofrados y tapándolo en presencia de altas temperaturas evitando que se arrebate.
- Protección contra la intemperie bien para los trabajadores, bien protegiendo los trabajos.
- En tuberías de conducción de agua de instalaciones sanitarias, red general de abastecimiento... Geomembranas y geotextiles para protección de laminas de impermeabilización, bajo tarimas flotantes.
- Espumas para recibir puertas, ventanas, realizar juntas de dilatación.. OTRAS APLICACIONES
- Envases
- Plásticos para invernaderos
- Fabricación de tetrabrick
- Cuerdas, redes
- Tuberías, mangueras.
- Recubrimiento de cables eléctricos
Se usa en la industria de la electrónica, imitaciones de vigas de madera... POLICARBONATO (PC) Polímero obtenido mediante un proceso de condensación y adición de HCL Sus principales propiedades son: Propiedades físicas y mecánicas : magnifica trasparencia, resistente a altas y bajas temperaturas, gran dureza superficial y resistencia al impacto al ser muy tenaz
Propiedades químicas: poco higroscópico, resistente a grasas aceites y carburante, resistente al ozono y de resistencia limitada frente a la luz UV. Es atacado por amoniaco, h+ y OH− produciendo hidrólisis
APLICACIONES
- Vidrios de seguridad
- Cristal para protección de luminarias
- Parachoques de automóviles, faros..
- Gafas de seguridad
- Piezas de ordenador compact−disc
- Se usa con aleaciones de diferentes resinas para fabricar lentes de contacto POLICARBONATO CELULAR.
- Gran transparencia
- Alta resistencia a productos químicos
- Resistencia a la intemperie
- Resistente a tracción y golpes
- Arde con dificultad y se apaga solo
- Muy ligero Se usa para cubiertas trasparentes, claraboyas cabinas telefónicas de ducha, mamparas, tabiques.. Polimetilmetacrilato de metilo (pmma) Su nombre comercial mas conocido es el de PLEXIGLAS. Se obtiene por polimerización del metacrilato por la acción de la luz, calor u oxigeno. Es transparente, claridad excepcional y buenas propiedades ópticas. No sufre cambios con la temperatura. Se puede coser, taladrar, pulir. Buena resistencia a agentes químicos y agentes atmosféricos, siendo atacado por esteres, acetonas, ácidos orgánicos y álcalis Sus propiedades lo hacen apto para sustituir en numerosos casos al vidrio par la fabricación de lentes, lentillas, parabrisas, mirillas.... APLICACIONES EN CONSTRUCCIÓN
- adhesivos
- revestimiento de paredes exteriores
- formación de paramentos trasparentes , tanto verticales como horizontales
- como resinas sintéticas mezcladas con morteros
- revestimientos para suelos interiores
- pavimentos de cubiertas de barcos poliestireno (ps) Se obtiene por polimerización del estireno:
- es trasparente como el cristal
- muy duro y resistente
- ligero
- estable a la luz y agentes atmosféricos
- magnificas propiedades eléctricas
- resiste ácidos y bases diluidos
- atacado por ácidos fuertes y esteres soluble en alcohol y cetonas.
- Arde con llama luminosa y humeante TIPOS DE POLIESTIRENO: PS no modificado: hay varios tipos según su peso molecular, PM alto > resistencia a alta temperatura (todos los polimeros). Se colorea bien, usándose para la fabricación de envases, botellas.. y es usado en la industria de la electrónica al ser buen aislante eléctrico. PS de alto impacto (hips) : carcasas de electrodomésticos, equipos de alumbrado... Espumas de PS:es uno de los termoplásticos mas utilizados en la fabricación de espumas integrales. Las espumas pueden ser: − de poliestireno expandido : de baja densidad y poroso, usado como aislante térmico , para embalajes. − de poliestireno extruido : de mayor densidad, con gran resistencia a compresión y mayor poder aislante. Presenta una escasa absorción de agua. A parte de ser usadas como aislantes térmicos, en construcción son también usadas para la fabricación de moldes para encofrados perdidos, moldes para darle formas al hormigón Poli cloruro de vinilo (pvc) Es un derivado del alcohol vinílico: Lo hay de dos tipos:
- PVC rigido
- Pvc flexible (plastificado)
- es de color blanco, insípido, incoloro, inodoro e inerte.
- Se disuelve con acetonas y esteres.
- Resisten aceites. APLICACIONES en construccion
- Señalización de carreteras.
- Protección antichoque para iluminación de emergencia
- PC reflectante para cubiertas que impide el paso del calor
- Sistemas antiportantes para formación de estructuras para cubiertas y paredes POLIÉSTER.
- Poliéster insaturado lacado para decoraciones.
- Membranas monocapa armadas con fibra de vidrio para impermeabilizaciones.
- poliéster +PUR para mangueras de aireación y transporte neumático
- Poliéster insaturado reforzado con fibra de vidrio para decoraciones Fibras de poliéster que sirven como armado de diferentes laminas de materiales poliméricos empleadas para impermeabilizaciones
Armaduras de poliéster con betún elastómero para impermeabilizaciones de cubiertas planas transitables, invertidas o rellenas de grava.
PE (POLIETILENO)
- Tela de PE con protección de aluminio como aislante térmico
- Bolsa de embalaje con triangulito de distintivo PS (POLIESTIRENO)
- extruido y expandido como aislante térmico.
- Encofrados de PS expandido para cornisas de hormigón.
- Laminas de espuma integral de PS para decoración, mobiliario... EPDM ( ETILENO−PROPILENO)
- hueveras para drenaje. PP ( POLIPROPILENO)
- césped artificial.
- Tuberías para instalaciones de fontanería. PUR ( POLIURETANO)
- Elastómeros, consiguiendo plásticos fuertes para ruedas, rodillos amortiguadores.
- PUR + poliéster para mangueras de aireación y transporte neumático.
- Resinas de PUR para la realización de objetos transparentes.
- Espumas aislantes
- Revestimientos laminares de elastómero de PUR. Aislamiento acústico a base de espumas flexibles de PUR pegadas con cola sobre la fabrica (incluso espumas a base de PUR reciclado)
PET (POLIETILEN−TEREFTALATO)
- botellas trasparentes y coloreadas. PVC (POLICLORURO DE VINILO)
- Mangueras de aireación y trasporte neumático a base de PVC, PVC + FV.
- Revestimientos laminares.
- Espumas rígidas para maquetas, mobiliario, recubrimiento de paredes húmedas PMMA (POLIMETIL−METACRILATO o también METACRILATO DE METILO) Laminas trasparentes, opacas o coloreadas para cubiertas, mamparas, plafones claraboyas, vitrinas, maquetas.
FV (FIBRA DE VIDRIO)
vendas de velo fino para sellado de juntas y grietas y posterior pintado, para refuerzo de impermeabilizaciones a base de pinturas de caucho, poliuretano, betún asfáltico, mastico elastómero (SBS).
BETUN ASFALTICO.
- betún asfáltico oxidado + yute + tela de aluminio para impermeabilizaciones.
- Con refuerzo de FV. SBS (BETUN ELASTÓMERO).
- laminas para impermeabilizaciones con armaduras de poliéster, de FV. NEOPRENO.
- juntas de dilatación. ELASTÓMEROS − para mangueras de presión. MATERIALES COMPUESTOS Los materiales compuestos están formados básicamente por dos partes bien diferenciadas: la matriz , que sirve como base de los otros materiales, y los materiales reforzadores que serán de otra clase de material distinto de la matriz PLASTICO REFORZADO: es el nombre genérico dado a un material compuesto formado básicamente por una matriz de resina reforzada con la incorporación de fibras. Clases de materiales compuestos en construcción (composites)
- materiales reforzados con partículas: morteros, hormigones.
- Materiales reforzados con fibras : de acero, de vidrio, plásticas. Materiales laminados: laminas de distintos materiales unidos entre si a presión o con adhesivos a papel, tela, madera, FV
CLASES DE MATRICES.
Termoplásticos: son solubles en solventes apropiados y fusibles bajo determinadas condiciones de temperatura: nylon, polipropileno, policarbonato, polietileno y abs (acronitrilo−butadieno−estireno)
Fibras de aramida Las aramidas pertenecen a una familia del nylon. Propiedades:
- alto grado de cristalinidad.
- Muy alta resistencia a la tracción.
- 5 veces mas resistente que el acero
- altísimo modulo de elasticidad.
- Inalterable a reactivos químicos. Principales fibras de aramida: KEVLAR: por su altísima resistencia a tracción se emplean en:
- cables de alta resistencia.
- Refuerzo de neumáticos.
- Pastillas de freno.
- Paracaídas, chalecos antibalas, cuerdas.
- Selladores y adhesivos para T. Superiores a 200 grados centígrados. NOMEX:
- monos de bomberos por su alta resistencia al calor y la llama.
- Paneles estructurales tipo sándwich
- En la industria aeroespacial y aeronáutica. Usos en construcción: Se usan en sustitución del acero para pretensar el hormigón armado:
- potystal : poliéster no saturado + fibra de vidrio.
- Parafil : con fibras de poliéster y kevlar.
- Arapree : resina epoxi + filamentos de aramida. Tipos de paneles usados en construcción:
- monolíticos. Con fibra de vidrio usados en: − aislamiento exterior. − Cubiertas. − muros cortina.
- Techos de yeso. Escayola reforzada con fibras de vidrio
- Aislantes con fibra de vidrio: lana de vidrio o seda de vidrio. − con soporte de papel
− con soporte de cartón − soporte de tela metálica − con cañizo − con arpilleria Paneles sándwich: piel exterior a base de poliéster reforzado con fibra de vidrio, y núcleo a base de espumas de PVC, PP, PS, PUR.
− en muros, suelos y tabiqueria − cúpulas, bóvedas, y estructuras de techo − viviendas prefabricadas. 14 15
