1. CAPITULO 4. POLIMEROS (continuación)
Son moléculas orgánicas gigantes, que tienen pesos
moleculares de 1000 a 1000000 g/g-mol. Estos materiales
se obtienen mediante un proceso denominado
polimerización

3.  Las moléculas internamente están constituidas por un
esqueleto de átomos de carbono enlazados en forma
covalente y otros átomos como el H, N, F, Cl, S, O y otros
grupos unidos lateralmente a otros átomos de carbono
 A su vez las diferentes moléculas se encuentran unidas
entre sí, por fuerzas de Van der Waals. A medida que las
moléculas aumentan de tamaño, también aumenta el total
de las fuerzas de Van der Waals entre las moléculas.
 Ejemplo: El polietileno se obtiene a partir del etileno
(C2H4) que es un gas. A medida que aumenta el número de
átomos en la molécula, pasa de un gas a un líquido y
finalmente llega a ser un plástico sólido.

4. Características de los polímeros:
 Son materiales ligeros
 Resistentes a la corrosión
 Aislantes eléctricos
 Baja resistencia a la tensión
 No adecuados para aplicaciones a altas temperaturas
Las propiedades y comportamiento de los polímeros
dependen del grado de polimerización, tipo de
monómeros, ramificaciones y Copolimeros.

5. DEFINICIONES FUNDAMENTALES
Polimerización. Es la reacción química que conduce a la
formación de moléculas de peso molecular elevado a partir de
monómeros.
Monómero. Molécula sencilla a partir de la cual se produce un
polímero cuando se enlaza de modo covalente para formar largas
cadenas moleculares.
Grado de polimerización. Cantidad de monómeros que tiene un
polímero (peso molecular de un polímero dividido para el peso
molecular del mero)

6. Mero (Unidad monomérica). Unidad que se repite en una cadena
molecular polimérica ( Celda unitaria)
Funcionalidad. Cantidad de lugares en un monómero donde ocurre la
polimerización (número de enlaces activos localizados en un
monómero)
Copolimerización. La reacción química que conduce a la formación de
una molécula de peso molecular elevado mediante la unión de
monómeros de dos o más tipos.

17. POLIMERIZACIÓN
Se llama polimerización a la forma de unión de unas
moléculas con otras para dar lugar a la formación de un
polímero.
Existen dos tipos de polimerización:
a. POR CONDENSACIÓN
b. POR ADICIÓN

18. 1. Polimerización por adición. Unión entre monómeros
semejantes y/o diferentes producida al unirlos en posiciones
funcionales sin la formación de un subproducto de
condensación. Etapas:
a. Iniciación. Un radical libre actúa como catalizador iniciador
para la polimerización.
R-O-O-R→calor→2 (R+O*)
b. Propagación. Nuevas unidades de monómeros se suman a
la cadena por la apertura de sus dobles enlaces y esta crece.
R-CH2-CH2+CH2=CH2 →R-CH2-CH2-CH2-CH2
c. Terminación. Se produce por la adición de un radical libre
finalizador o cuando dos cadenas se combinan
R-CH2-CH2-CH2-CH2-R

20. Los polímeros según el tipo de monómeros pueden ser:
1. Homopolimeros. Si están formados por un solo tipo de
monómeros.
Ej: Polietileno, Poliestireno, polipropileno, etc.
2. Copolimeros. Si están formados por dos o más
monómeros distintos.
Ej: ABS Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno

23. 2. Polimerización por condensación. Unión entre
monómeros semejantes y/o diferentes producida al
unirlos en posiciones funcionales con la formación de
un subproducto de condensación.

25. Poliésteres
Se producen por sucesivas reacciones de esterificación
(alcohol y ácido). Forman tejidos, de los cuales el más
conocido es el “tergal” formado por ácido tereftálico (ácido p-
benceno-dicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol):

26. Poliamidas
Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo ácido y
el amino con formación de amidas. Forman fibras muy
resistentes. La poliamida más conocida es el nailon
6,6 formado por la copolimerización del ácido adípico (ácido
hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina:

30. Polímeros naturales: Provenientes directamente del reino
vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, almidón, proteínas,
caucho natural, ácidos nucleicos, aminoacidos, etc.
Polímeros artificiales: Son el resultado de modificaciones
mediante procesos químicos, de ciertos polímeros naturales.
Ejemplo: nitrocelulosa, caucho vulcanizado, etc.
Polímeros sintéticos: Son los que se obtienen por procesos de
polimerización controlados por el hombre a partir de materias
primas de bajo peso molecular. Ejemplo: nylon, polietileno,
cloruro de polivinilo, polimetano, etc.

31. Polímeros naturales
Existen polímeros naturales de gran significación comercial
como el:
Algodón: 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 polímero natural muy apreciado y es una
poliamida semejante al nylon.
La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro ejemplo.
El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule,
son también polímeros naturales importantes.

32. CAUCHO NATURAL
El caucho natural, es el poli-cis-isopreno, que se extrae del
árbol Hevea brasiliensises, es un polímero elástico y
semisólido, y posee la siguiente estructura

33. El almidón es un polímero, donde el monómero es la glucosa.
El algodón está hecho de celulosa, que también es un
polímero de la glucosa, y la madera está compuesta en gran
proporción de celulosa.
Las proteínas son polímeros donde el monómero son los
aminoácidos. La lana y la seda son dos de las miles de
proteínas que existen en la naturaleza.
Los seres vivos no podrían existir sin polímeros: toda planta y
animal requiere de ellos. Entre los polímeros naturales más
importante están los ácidos nucleicos, que contienen la
información genética codificadora que hace que cada
individuo sea único.

34. AMINOACIDOS
Los aminoácidos tienen un grupo ácido y uno básico. En
solución acuosa, el ión hidrógeno del ácido carboxílico es
transferido al grupo básico que es el amino: el producto
resultante es una molécula polar.

35. PROTEINAS
Las proteínas son poliamidas. El enlace amida (-CONH-)
entre un aminoácido y otro aminoácido se denomina enlace
peptídico. Se puede observar que sigue existiendo un grupo
amino reactivo a la izquierda y un grupo carboxilo a la
derecha.

36. Los polímeros sintéticos se pueden subdividir en:
1. Los Elastómeros: Sustancias que poseen la elasticidad
que caracteriza al caucho y al igual que este se emplean
para fabricar gomas, mangueras o neumáticos.
2. Las Fibras: Materiales capaces de orientarse para
formar filamentos largos y delgados como el hilo. Poseen
una gran resistencia a lo largo del eje de orientación, tal
como ocurre con el algodón, la lana y la seda. Tienen su
principal aplicación en la industria textil.
3. Los Plásticos: Son polímeros que pueden ser
moldeados a presión y transformados en diversos objetos
con formas diferentes, o bien, usados como pinturas o
recubrimientos de superficies.

37. También se pueden clasificar según sus aplicaciones y usos:
1.- Elastómeros
Tienen muy poca elasticidad, y mucha extensibilidad, lo que
quiere decir que se deforman mucho al someterlos a un
esfuerzo, pero se recuperan rápidamente a lo que este termina.
2.- Plásticos
Estos polímeros ante un esfuerzo mayor, se deforman
irreversiblemente. Este concepto se usa muy erradamente,
cuando las personas se refieren a los polímeros en su totalidad.

38. 3.- Fibras
Son muy elásticos, pero muy poco extensibles. Básicamente los
utilizan para confeccionar telas que mantienen su forma.
4.- Recubrimientos
son líquidos generalmente que se adhieren a otra superficie de
algún otro material para otorgarles una nueva propiedad.
5.- Adhesivos
Combinan adhesión y cohesión, lo que permite que se una a
otro cuerpo por contacto superficial.

46. Polímeros termoplásticos. Polímeros que pueden ser recalentados
y refundidos muchas veces, puesto que no se forman productos
secundarios durante el procesamiento.
Polímeros termoestables. Polímeros que se polimerizan a
temperaturas elevadas, liberando un producto secundario que por
ello se restringe su reciclabilidad.
Elastómeros. Polímeros que poseen una estructura de cadenas
altamente enrolladas y parcialmente ligadas en forma cruzada, lo
que permite al polímero tener una deformación elástica
excepcional

52. Estructura de los polímeros
 Los polímeros pueden tener tres tipos de estructuras:
 1. Estructuras lineales. Las moléculas forman
cadenas lineales. Se forman cuando las moléculas
(monómeros) son únicamente bifuncionales.
La polimerización puede ser por adición o por
condensación. Este es el caso de los termoplásticos

53. 2. Estructuras de red (amorfas). Las moléculas
forman redes tridimensionales. Se forman cuando las
moléculas (monómeros) son trifuncionales o
mayores
La polimerización puede ser por adición o por
condensación. Este es el caso de los termoestables

55. 3. Estructuras cristalinas. Se produce cuando las
cadenas lineales adquieren un ordenamiento.
La estructura cristalina es importante porque los
polímeros lineales se vuelven más firmes y fuertes. Los
polímeros cristalinos tienen mayores densidades y
mejores propiedades mecánicas que los polímeros
amorfos (cadenas en desorden).

56. Cristalinidad en los polímeros
Las propiedades de los polímeros dependen de su estructura.
En su mayoría, los polímeros tienen una estructura amorfa
(del tipo vidrio); sin embargo, algunos polímeros lineales y de
reticulado raro, pueden formar zonas rigurosamente
ordenadas, es decir, tienen parcialmente una estructura
cristalina, lo que conduce a la elevación de la resistencia
mecánica, dureza y estabilidad térmica.
En el caso de la estructura cristalina se incrementa la
interacción molecular, pero se reduce la flexibilidad de las
moléculas.

57. La relación de los volúmenes de todas las zonas cristalinas
de los polímeros entre su volumen total se denomina grado
de cristalinidad, que es una de las características más
importantes de los polímeros. Un alto grado de cristalinidad
(60 a 80 %) poseen los fluoroplásticos, los policarbonatos,
el propileno y el polietileno de alta densidad.
La cristalinidad hace que los materiales sean resistentes,
pero también quebradizos. Un polímero totalmente cristalino
sería demasiado quebradizo como para ser empleado como
plástico. Las regiones amorfas le confieren ductilidad al
polímero, es decir, la habilidad de poder plegarse sin
romperse.

58. Muchos polímeros presentan una mezcla de regiones amorfas
y cristalinas, pero algunos son altamente cristalinos y otros son
altamente amorfos. A continuación se presentan polímeros que
tienden hacia dichos extremos:
Ejemplos de polímeros altamente cristalinos:
Polipropileno.
Poliestireno sindiotáctico.
Nylon.
Kevlar y Nomex (Poliamidas).
Policetonas.
Ejemplos de polímeros altamente amorfos:
Polimetilmetacrilato.
Poliestireno atáctico.
Policarbonato.
Poliisopreno.
Polibutadieno.

59. Tacticidad. Es la forma en que se encuentran dispuestos los
grupos laterales a lo largo de una cadena polimérica. Este
término se emplea ampliamente cuando se trata de los
polímeros vinílicos (polímeros obtenidos a partir de
monómeros vinílicos; es decir, pequeñas moléculas
conteniendo dobles enlaces carbono-carbono; constituyen
una gran familia de polímeros).
La estructura de un polímero afecta en gran medida a la
cristalinidad. Si es regular y ordenada, el polímero se
empaquetará fácilmente en forma de cristales; de lo contrario,
no .

60. Estructuras del polipropileno: (a) Atàctica (grupos al azar), (b) isotáctica (al mismo
lado) y (c) sindiotáctica (lados opuestos)

65. Comportamiento de los polímeros termoplásticos
Al igual que los metales, los polímeros pueden
soportar deformación tanto elástica como plástica:
Deformación elástica. Se debe a dos mecanismos:
1. Estiramiento y distorsión de los enlaces dentro de la
cadena
2. Movimiento recuperable de segmentos completos de
las cadenas.

66. Deformación plástica. La deformación plástica de los
polímeros ocurre cuando las cadenas en el polímero se
deslizan una sobre otra rompiendo los débiles enlaces de
Van der Waals.
Cuando se retira el esfuerzo, las cadenas permanecen en
sus nuevas posiciones y el polímero se deforma
permanentemente.
La deformación permanente está relacionada con la
viscosidad del polímero. Los polímeros con una alta
viscosidad requieren mayores esfuerzos para producir
deformación plástica1

69. TEMPERATURA DE TRANSICION (Tg).
Cuando el polímero es enfriado por debajo de esta
temperatura, se vuelve rígido y quebradizo, igual que el vidrio.
Algunos polímeros son empleados a temperaturas por encima
de sus temperaturas de transición vítrea y otros por debajo.
Los plásticos duros como el poliestireno y el
polimetilmetacrilato, son usados por debajo de sus
temperaturas de transición vítrea; es decir, en su estado vítreo.
Sus Tg están muy por encima de la temperatura ambiente,
ambas alrededor de los 100 oC. Los cauchos elastómeros
como el poliisopreno y el poliisobutileno, son usados por
encima de sus Tg, es decir, en su estado caucho, donde son
blandos y flexibles.

70. La transición vítrea no es lo mismo que la fusión. La fusión
es una transición que se manifiesta en los polímeros
cristalinos; ocurre cuando las cadenas poliméricas
abandonan sus estructuras cristalinas y se transforman en
un líquido desordenado.
La transición vítrea es una transición que se manifiesta en
los polímeros amorfos; es decir, polímeros cuyas cadenas no
están dispuestas según un ordenamiento cristalino, sino que
están esparcidas en cualquier ordenamiento, aún en estado
sólido.

71. Pero incluso los polímeros cristalinos tienen alguna porción
amorfa. Esta porción generalmente constituye el 40-70% de
la muestra polimérica. Esto explica por qué una misma
muestra de un polímero puede tener tanto una temperatura
de transición vítrea como una temperatura de fusión.

74.  Temperatura de degradación (Td). Los materiales
termoplásticos se convierten en líquidos si se calientan y
luego se endurecen si se enfrían. El efecto del calor es
vencer las fuerzas de Van der Waals entre las moléculas
por medio de la agitación térmica haciendo posible el
flujo.
En contraste, en los materiales termoestables se
encuentran redes tridimensionales de enlaces covalentes.
Estas redes no se rompen fácilmente con el calor y por lo
tanto, son materiales más fuertes y duros.
A muy altas temperaturas, los enlaces covalentes entre los
átomos en la cadena lineal pueden destruirse, el polímero
se quema o carboniza

75. Temperatura de fusión (Tf). Temperatura a la cual
los polímeros termoplásticos se funden.

77. FLUENCIA Y FRACTURA DE LOS MATERIALES POLIMERICOS
La deformación bajo una carga aplicada constante a una temperatura
constante continúa aumentando con el tiempo. La magnitud del
incremento de deformación aumenta con el incremento del esfuerzo
aplicado y de la temperatura.
La temperatura a la cual tiene lugar la deformación plástica de un
material polimérico es también un factor importante para la
determinación de la velocidad de fluencia.

78. A temperaturas por debajo Tg, la velocidad es relativamente baja
debido a la movilidad restringida de la cadena molecular.
Por arriba de Tg, los termoplásticos se deforman con más facilidad por
una combinación de deformación elástica y plástica que se conoce
como comportamiento viscoelástico (las cadenas se deslizan una
sobre otra con mayor facilidad y esto se conoce como flujo
viscoelástico))

79. Relajación de los esfuerzos en los materiales poliméricos
La relajación de esfuerzos en un material polimérico sometido a
deformación constante da por resultado una disminución del esfuerzo
con el tiempo.
La causa de la relajación de esfuerzos es que se provoca el flujo
viscoso en la estructura interna del material polimérico porque las
cadenas se deslizan lentamente entre sí debido al rompimiento y
reformación de los enlaces secundarios entre las cadenas, y porque
mecánicamente se desenredan y retroceden.

80. La relajación de esfuerzos permite que el material alcance un estado
de menor energía espontáneamente si hay suficiente energía de
activación para que el proceso se presente.
esfuerzo después del tiempo t
esfuerzo inicial
= tiempo de relajación

81. Debido a que el tiempo de relajación es el reciproco de una velocidad,
se puede relacionarlo con la temperatura en grados Kelvin por una
ecuación tipo Arrhenius
donde
C = relación constate independiente de la temperatura
Q = energía de activación para el proceso
R = constante molar de los gases = 8,314 J/(mol.K)

82. FRACTURA DE LOS MATERIALES POLIMÉRICOS
Los materiales poliméricos pueden considerarse como frágil, dúctil o
intermedia entre los dos extremos.
En general, se considera que los plásticos termoestables no reforzados
se fracturan en forma frágil.
Por otra parte, los termoplásticos pueden fracturarse en forma frágil o
dúctil. Si la fractura ocurre por debajo de Tg, entonces su forma de
fractura será frágil, mientras que si ocurre por arriba de Tg, su forma
de fractura será dúctil.

83. Estructura y propiedades polímeros termoplásticos
Existen varias formas para modificar y controlar las
propiedades de los polímeros termoplásticos:
Grado de polimerización. A mayor grado de
polimerización mayor temperatura de fusión y
mejores propiedades mecánicas

84. Tipos de monómeros. Los átomos más grandes,
como el Cl y los grupos de átomos, como los grupos
metilo o benceno interfieren en el deslizamiento de
las cadenas cuando se aplica un esfuerzo,
incrementándose así la resistencia mecánica y el
punto de fusión del polímero.
Ramificación. Se produce debido a la adición de un
agente que remueve algunos átomos de hidrógeno
de la parte lateral de una cadena, a fin de que
puedan producirse ramificaciones en estos puntos.

85. Esta modificación se lleva a cabo en un polímero lineal.

86. Uniones cruzadas. Se produce cuando dos cadenas se
enlazan mediante algún elemento especial.
Ejemplo: En la vulcanización, las cadenas de caucho isopreno
se unen mediante átomos de azufre, para obtener dureza y
tenacidad que requiere el caucho para muchas aplicaciones.

87. Escisión de anillos. Se produce cuando dos moléculas se
unen a una tercera cuando se rompen los anillos.
Ejemplo: Dos moléculas del grupo epóxido se unen cuando
un anillo se rompe por combinación con un reactivo que
promueve el enlace.
Localización de los grupos de átomos. Mediante un
control de la simetría o la distribución de los grupos o
elementos determinados en los lados de la cadena se
pueden variar las propiedades de un polímero

88. Estructuras del polipropileno: (a) Atàctica (grupos al azar), (b) isotáctica (al mismo
lado) y (c) sindiotáctica (lados opuestos)

89. Otras configuraciones importantes son: la estructura trans de la
gutapercha, los CH3 y los H están en lados opuestos del doble enlace,
dando una cadena de carbono relativamente recta. En el caucho la
estructura cis, la cadena se curva, lo cual conduce una molécula
helicoidal parecida a un resorte

90. Polímeros termoplásticos
Polietileno (PE). Se obtiene de la polimerización del
etileno. Hay dos tipos:
Polietileno de baja densidad (LDPE). Estructura de
cadenas ramificadas (menor rigidez y resistencia térmica)
Polietileno de alta densidad (HDPE). Estructura de
cadena lineal (mayor

91. Presentan tenacidad, absorción de humedad cercana a
cero, excelente resistencia química, aislante eléctrico,
bajo coeficiente de fricción y facilidad de procesamiento.
Aplicaciones. Contenedores, artículos del hogar, botellas
y películas para empaquetamientos

92. Policloruro de vinilo (PVC). Se obtiene de la polimerización
del Policloruro de vinilo
Estructura y propiedades. Material de estructura amorfa
debido a la presencia de los átomos de Cl en la cadena
principal. Resistencia a la llama, buena temperatura de
deflexión por calor, aislante eléctrico y alta resistencia
química.
Aplicaciones: Tuberías y conexiones para usos hidráulicos y
sanitarios, tuberías conduit para cableado eléctrico, moldeado
de interiores y decoraciòn

93. Poliestireno (PS). Se obtiene de la polimerización del estireno
Estructura y propiedades. Material de estructura amorfa
debido a la presencia del anillo fenileno en la cadena principal.
Aislante eléctrico y quebradizo al impacto
Aplicaciones: Recubrimiento de interiores de automóviles,
electrodomésticos, discos, manillares y utensilios de cocina.

94. Polipropileno (PP). Se obtiene de la polimerización del
propileno
Estructura y propiedades. Material de estructura amorfa
debido a la presencia de un grupo metilo en la cadena
principal. Rigidez, excelente resistencia química y aislante
eléctrico.
Aplicaciones: Obturadores, partes de automóvil, productos
para el hogar, electrodomésticos, embalajes, utensilios de
laboratorio y varios tipos de botellas

95. Poliacrilonitrilo
Se obtiene de la polimerización del acrilonitrilo
Estructura y propiedades: Alta electronegatividad del
grupo nitrilo. Estructuras extensibles, rígidas y con forma de
varilla. Resistencia y estabilidad química
Aplicaciones: Fibras como lana en jerseys y mantas

96. ABS. Se obtiene de la copolimerización del acrilonitrilo, butadieno
y estireno
Estructura y propiedades. Una mezcla de un copolímero vítreo
(estireno-acrilonitrilo) y dominios de goma (butadieno). Buena
resistencia al impacto y quìmica.
Aplicaciones: Tuberías y herramientas, particularmente en las
tuberías de drenaje-desagüe-ventilación de los edificios.
Recubrimientos de puertas e interiores de frigoríficos, máquinas
de oficina, carcasas y cubiertas de computadores.

97. Polimetacrilato de metilo (PMMA plexiglas o lucite)
Se obtiene de la polimerización del metacrilato de metilo
Estructura y propiedades. Completamente amorfa dotada de una
alta transparencia a la luz. Buena resistencia química, a la
intemperie y aislamiento eléctrico.
Aplicaciones. Cristales de aviones, embarcaciones, claraboyas,
iluminación exterior y señales publicitarias.

98. Politetrafluoroetileno (PTFE Teflón)
Se obtiene de la polimerización del gas tetrafluoroetileno
Estructura y propiedades. Es un polímero cristalino de alta
densidad. Resistencia excepcional a los productos químicos y altas
temperaturas (hasta 260 oC).
Aplicación. Tuberías resistentes a reactivos químicos, aislamiento
de cables a altas temperaturas y recubrimientos antiadherentes,
juntas, anillos de estancamiento y cojinetes.

99. Policlorotrifluoroetileno (CTFE)
Estructura y propiedades. La presencia del cloro le hace menos
cristalino y más moldeable. Presenta mayor rigidez y resistencia
mecánica que el PTFE.
Aplicaciones: Camisas para cables, formas para bobinas, tunerías y
partes para bombas, diafragmas de válvulas y otros elementos
industriales para procesos corrosivos

100. Poliamidas (nylon)
Se produce mediante polimerización por condensación
Estructura y propiedades. La cadena incorpora un grupo
amida. Son procesados por fusión, ofrecen capacidad de
soporte de carga a elevadas temperaturas, buena
tenacidad, baja fricción y buena resistencia química
Aplicación. Cojinetes no lubricados, engranajes, soportes,
bujes, sellos, piezas antifricción, piezas mecánicas sujetas a
altas temperaturas y cargas de impacto

101. Las aramidas pertenecen a una familia de nailones,
incluyendo el Nomex y el Kevlar. El Kevlar se utiliza para
hacer chalecos a prueba de balas y neumáticos resistentes
a las pinchaduras. Las mezclas de Nomex y de Kevlar se
utilizan para hacer ropas antiflama, motivo por el que lo
emplean los bomberos.
El Kevlar es una poliamida, en la cual todos los grupos
amida están separados por grupos para-fenileno. Es decir,
los grupos amida se unen al anillo fenilo en posiciones
opuestas entre sí, en los carbonos 1 y 4. El Kevlar es un
polímero altamente cristalino. Llevó tiempo encontrar una
aplicación útil para el Kevlar, dado que no era soluble en
ningún solvente

102. Policarbonato. Se obtienen por la polimerización de dos
grupos fenilo y los dos metilo unidos al mismo carbono en la
unidad estructural
Estructura y propiedades. Son polímeros amorfos
transparentes y se encuentran entre los más fuertes tenaces
y rígidos.
Aplicaciones. Pantallas de seguridad, levas engranajes,
cascos, componentes de aviones, propulsores de barcos,
lentes y vidrios para ventanas

103. Oxido de polifenileno. Resinas basadas en el
óxido de fenileno
Aplicaciones. Conectores de electricidad,
sintonizadores de televisión, pequeños aparatos,
cubiertas de máquinas de escribir.

104. Acetales. Se producen por la polimerización del
formaldehído o su copolimerización con óxido de etileno.
Estructura y propiedades. Material polimérico de alta
homogeneidad, resistencia y temperatura de deflexión
térmica. Son polímeros cristalinos de los más resistentes y
rígidos de los Termoplásticos
Aplicaciones. Han reemplazado a muchos metales
fundidos de zinc, latón y aluminio. Acoplamientos
mecánicos, impulsores de bombas, engranajes, levas y
cubiertas.

105. Sulfuro de polifenileno. Se obtiene por la polimerización
por condensación de diclorobenceno y sulfuro de sodio
Estructura y propiedades. Simétrica compacta de los
anillos de fenileno, separada por átomos de azufre, rígido y
fuerte. Polímero cristalino de elevada resistencia térmica,
rigidez, excelente resistencia química, bajo coeficiente de
fricción, aislante eléctrico y buena resistencia a la abrasión
Aplicaciones. Equipamiento para procesos químicos, como
bombas tipo-engranaje, sumergibles, centrifugables y alabes.

106. Polímeros termoestables
Se emplean en artículos moldeados y laminados. Poseen
una estructura molecular tipo reticular a base de uniones
covalentes primarias. No pueden ser reprocesados
Características:
Estabilidad térmica elevada y dimensional
Alta rigidez
Resistencia a la termofluencia y deformación bajo carga
Aislamiento eléctrico y térmico elevado
Peso ligero.
Se procesan por lo general por moldeo por compresión o
por transferencia (dos fases que se mezclan)

107. Resinas fenólicas. Se producen por reacción del
fenol y formaldehído, según una polimerización por
condensación
Aplicación. Cubiertas de distribuidores, rotores,
mangos de utensilios de cocina, perillas, bases,
componentes eléctricos y electrónicos

108. Resinas epoxi. Cada cadena contiene dos o más
grupos epóxido. Tienen elevada reactividad con
aminas, anhídridos y otros agentes curadores, que
forman fácilmente enlaces cruzados.
Aplicación. Materiales compuestos reforzados con
fibra de vidrio de alta resistencia para la industria
aeroespacial y para tubos, tanques y recipientes de
presión, recubrimientos protectores de utensilios y
equipo industrial.

110. Poliestres insaturados
Se forma por la reacción de un diol (alcohol con dos
grupos OH) con un ácido (con dos grupos COOH) que
contiene un doble enlace carbono-carbono reactivo.
Aplicación. Paneles de automóviles y prótesis. Cascos
de botes pequeños, paneles y componentes de baño.

112. Resinas amino (ureas y melaminas)
La urea o melamina reaccionan con el formaldehído
mediante reacciones de polimerización por
condensación en las que se forma agua como
subproducto.
Aplicación. Urea- formaldehído para placas de pared
y receptáculos eléctricos. Melamina-formaldehído para
moldeados, botones, botones de control y tiradores

115. ELASTOMEROS
Caucho natural. Se extrae en forma de látex del árbol
hevea brasiliensis
El caucho natural tiene una estructura cis-poliisopreno
melamina reaccionan con el formaldehído mediante
reacciones de polimerización por condensación en las
que se forma agua como subproducto.

117. Cauchos sintéticos. Comprenden el 70 % del caucho.
Caucho de butadieno-estireno (caucho SBR). Se
obtiene por la copolimerización del estireno y butadieno.
Resistencia al desgaste y al envejecimiento. Desventaja
absorben aceite y gasolina
Aplicación. Neumáticos mezclado con el caucho natural.

118. Caucho nitrilo (NBR). Se obtienen de la copolimerización
del butadieno y acrilonitrilo. Algunos nombres comerciales
son: Nipol, Krynac y Europrene.
Tienen buena resistencia a los aceites y disolventes
Aplicaciones: Mangueras y manguitos que requieren alta
resistencia a aceites y disolventes.
Las aplicaciones del caucho del Nitrilo incluyen las correas
de transmisión automotoras, mangueras, sellos de aceite,
correas de V, cuero sintético, rodillo de la impresora. El
látex de NBR se puede también utilizar para preparar los
pegamentos, la impregnación del papel y pigmentos

119. Caucho neopreno (CR). Son similares a los de isopreno
excepto que el grupo metilo que estaba unido al doble enlace
del carbono es reemplazado por un átomo de cloro.
Poseen mala flexibilidad a bajas temperaturas y son más
caros que los normales.
El átomo de cloro confiere un aumento de la resistencia a los
aceites, aproximadamente entre el Caucho Natural y Nitrílio,
esto es a menudo suficiente para muchas aplicaciones.
Aplicación. Vainas para cables y alambres, mangueras y
abrazaderas industriales, y precintos y diafragmas de
automóviles.

120. Polibutadieno (BR). Es a caucho sintético formado por la
polimerización de los monómeros de butadieno.
Aplicación: Tiene una alta resistencia al desgaste y se
utiliza especialmente en fabricación de neumáticos.
También se ha utilizado para cubrir o encapsular
ensambles electrónicas, ofreciendo resistencia eléctrica
extremadamente alta.

121. Caucho silicón. Se basa en una cadena lineal compuesta
de átomos de silicio y oxígeno. Este tipo de cadena
proporciona resistencia a altas temperaturas.

122. El caucho del silicón ofrece buena resistencia a las
temperaturas extremas, pudiendo funcionar normalmente
desde -55°C a +300°C. En las temperaturas extremas, la
fuerza extensible, el alargamiento, la fuerza del rasgón y el
sistema de la compresión pueden muy superiores a los
cauchos convencionales.
El caucho del silicón es un material altamente inerte y no
reacciona con la mayoría de los productos químicos.
Debido a su inercia, se utiliza en muchos usos médicos y
adentro implantes médicos.

123. Resistencia química de los polímeros
Depende de:
Naturaleza química de los monómeros
Estructura de los polímeros
Ataque químico es interno y entraña disolución,
reblandecimiento, engrosamiento y pérdida de resistencia

124. Grupos polares ( OH y COOH). Los polímeros que poseen
grupos polares suelen disolverse por la acción de líquidos
polares: Agua y alcoholes
Grupos no polares (CH3 y C6H6). Los polímeros que
poseen grupos no polares suelen disolverse por la acción
de líquidos no polares: gasolina, benceno y tetracloruro de
carbono.
Grado de polimerización. A mayor grado de
polimerización disminuye su tendencia a la disolución en un
solvente determinado.

125. Estructura. Los polímeros cristalinos presentan una mayor
resistencia química que los polímeros amorfos
Uniones cruzadas. La presencia de enlaces cruzados
puede hacerle a un polímero insoluble y si existe
interacción con un solvente se produce engrosamiento
Ramificación. Las ramificaciones disminuye la velocidad
de disolución
Sustancias químicas. Los polímeros presentan mejor
resistencia al deterioro por ácidos y álcalis que los metales

126. Permeabilidad y absorción de agua. El paso de gas
puede ocurrir por difusión a través de los conductos
finísimos entre unidades moleculares. Los polímeros que
tienen grupos polares tienen velocidad de permeabilidad o
de absorción de agua mayor que los polímeros no polares.
Deformación. Los polímeros aromáticos que tienen anillos
en sus cadenas son más rígidos y más resistentes a la
deformación, debido a que se vuelve más difícil la rotación
de las cadenas

127. Resistencia a altas temperaturas. En los polímeros
aromáticos por tanto los puntos de fusión y la temperatura
de transición vítrea aumentan y disminuye la solubilidad y
deformación bajo carga a temperaturas elevadas.
Elementos inorgánicos (Si y O). La presencia de Si y O,
le da a los polímeros una buena resistencia al calor, pero
disminuye su resistencia química.
Oxidación. Unión de átomos de oxígeno a las cadenas de
moléculas. El oxígeno del aire puede producir oxidación
(ozono O3)
Degradación. Rotura de enlaces o fraccionamiento de
moléculas por el calor o radiación ultravioleta

128. APLICACIONES
Los polímeros se utilizan en un número sorprendente de
aplicaciones, incluyendo juguetes, aparatos domésticos,
elementos estructurales y de decorativos, recubrimiento,
adhesivos, llantas de automóvil y empaques.
El polietileno se usa para producir películas para
empaque, aislamiento de conductores, botellas blandas,
recubrimiento de extrusión, cortinas, manteles, cubiertas
para la construcción, estanques, invernaderos, bolsas
de basura, tuberías y elementos caseros.
El cloruro de polivinilo o más conocido como el PVC se
utiliza para fabricar tuberías, válvulas, coples, loseta de
piso, aislamiento para conductores, y techos de vinil
para automóviles.

129. El polipropileno se utiliza para la fabricación de tanques,
aplicación en el moldeo por inyección de piezas de
electrodomésticos, utensilios pequeños, piezas de
automóviles, fibras para alfombras, cuerdas y
empaques.
El poliestireno se utiliza para la fabricación de
empaques y espumas aislantes, paneles de iluminación,
copolímeros resistentes al calor y al impacto, piezas
ópticas de plástico, juguetes, componentes de aparatos
y rejas para huevos.
El poliacrilonitrilo (PAN) se utiliza para la fabricación de
fibras textiles, precursor para fibras de carbón y
recipientes de alimento.

130. El polimetilmetacrilato (PMMA), (acrilicoplexiglas) se utiliza
para la fabricación de ventanas, parabrisas,
recubrimientos, lentes de contacto rígidos, señalizaciones
iluminadas internamente.
El policlorotriflouroetileno se utiliza para la fabricación de
componentes para válvulas, juntas, tuberías y aislamiento
eléctrico.
El politetraflouroetileno mas conocido como el teflón se
utiliza para la producción de sellos, aislantes para cables,
aislamientos de motores, aceites, transformadores,
generadores, acondicionamiento de la estanqueidad de
válvulas, válvulas y recubrimientos no adherentes.

131. El Polioximetileno ( acetal ) ( POM ) se utiliza en la
fabricación de accesorios de plomería, plumas, engranes y
aspas de ventilador.
La Poliamida (PA) mas conocido como nylon es utilizado
en la fabricación de cojines, engranajes, fibras, cuerdas,
componentes de automotores y componentes eléctricos.
La Poliamida (PI) se utiliza en la fabricación de adhesivos,
tableros de circuitos y fibras para transbordadores
espaciales.

132. El poliéster es utilizado por la fabricación de fibras,
películas fotográficas, cintas de grabación, contenedores
de agua caliente y recipientes para bebidas. La cinta
magnética para aplicaciones de video y audio se produce
mediante evaporación, pulverización o recubrimiento de
partículas de un material magnético como el Fe2O3 sobre
la superficie de una cinta de poliéster.
El policarbonato se utiliza para la fabricación de carcasas
eléctricas y aparatos, componentes automotrices, cascos
de fútbol americano y botellas retornables.

133. La polieteretercetona (PEEK) es considerado uno de los
materiales de más alto desempeño en el mundo. Pueden
sustituir con éxito metales como aluminio, titanio, magnesio,
latón, acero resistente a la corrosión o acero inoxidable y
aleaciones especiales, ya que ofrecen una combinación única de
propiedades mecánicas, térmicas y tribológicas, combinado con
una excelente resistencia química y prestaciones eléctricas
(válvulas, rodamientos, engranajes, etc)
El sulfuro de polifenileno (PPS) se utiliza para la fabricación de
recubrimientos, componentes para manejos de fluidos,
componentes electrónicos y componentes para secadores de
pelo.
La sulfona de poliéter (PES) se utiliza para la fabricación de
componentes eléctricos, cafeteras, secadores eléctricos y
componentes de hornos microondas.

134. La sulfona de poliéter (PES) se utiliza para la fabricación
de componentes eléctricos, cafeteras, secadores eléctricos
y componentes de hornos microondas.
La poliamidaimida (PAI) se utiliza para la fabricación de
componentes electrónicos, aplicaciones aerospaciales y
automotrices.
Los fenolicos se utilizan en la fabricación de adhesivos, y
recubrimientos laminados.

135. Las aminas se utilizan en la fabricación de adhesivos,
utensilios de cocina, y moldes eléctricos.
Los epoxicos se utilizan para la fabricación de adhesivos
moldes eléctricos, y matrices para materiales compuestos.
Los uretanos se utilizan para la fabricación de fibras,
recubrimientos y espumas.
La silicona se utiliza como adhesivo , y como selladores.

144. CONFORMACION DE POLIMEROS TERMOPLASTICOS
La mayoría de las técnicas son utilizadas para conformar los
polímeros termoplasticos. El polímero es calentado a
temperatura cercana o superior a la temperatura de fusión,
de tal manera que se haga plástico o líquido. Entonces, es
vaciado o inyectado en un molde para producir la forma
deseada.

146. Moldeo por inyección.
El moldeo a alta presión, o moldeo por inyección, es el
método más utilizado en la producción de termoplásticos. Se
utiliza una máquina parecida a la extrusora, que proporciona
alta presión y temperatura elevada al material.
Una vez fundido se introduce el plástico a alta presión en el
interior del molde. Gracias a la presión, el plástico rellena el
molde sin dejar huecos. El proceso es muy rápido, y permite
fabricar piezas complejas, por lo que se emplea para elaborar
todo tipo de objetos. Un caso particular de aplicación del
moldeo por inyección es la fabricación de películas de
plástico.

147. Método de extrusión
Este sistema funciona de la siguiente manera: los gránulos
de plástico entra en el sistema de alimentación, estos pasan
al tornillo sin fin, mientras estos gránulos se van derritiendo a
causa del las camisas calefactoras, estos gránulos se van
desplazando, por el movimiento giratorio del tornillo, hacia el
cabezal, donde el material pasa a unos molde que le dan
forma. Mas tarde se refrigeran y obtiene su forma definitiva,
resistente y rígida.
Este método solo se puede utilizar en aquellos casos donde
los extremos de los objetos estén cerrados o abiertos, en el
caso de que solo sea un extremo el que esté abierto o
cerrado, este método no funcionaria. Por ejemplo: tuberías

149. Extrusión
Una vez fundido, el material es obligado a pasar de forma
continua a través de una boquilla y es recogido a la salida
de la misma por un sistema de arrastre. Al enfriarse, por
contacto con el aire ambiente o mediante circulación forzada
de aire frío, se obtiene un perfil cuya sección tiene la forma
de la boquilla.

150. SOPLADO: Variantes de soplado
Moldeo por inyección-soplado
El moldeo por inyección-soplado consiste en la obtención de
una preforma del polímero a procesar, similar a un tubo de
ensayo, la cual posteriormente se calienta y se introduce en
el molde que alberga la geometría deseada, en ocasiones
se hace un estiramiento de la preforma inyectada, después
se inyecta aire, con lo que se consigue la expansión del
material y la forma final de la pieza y por último se procede a
su extracción.

153. Moldeo por extrusión-soplado
El moldeo por extrusión soplado es un proceso de soplado
en el que la preforma es una manga tubular, conformada
por extrusión, llamada párison, el cual se cierra por la parte
inferior de forma hermética debido al pinzamiento que
ejercen las partes del molde al cerrarse, posteriormente se
sopla, se deja enfriar y se expulsa la pieza. Con este
proceso se pueden obtener contenedores de hasta 10.000
litros de capacidad sin embargo no se consiguen
tolerancias demasiado estrechas.

155. Este método se utiliza para la creación de envases u objetos huecos,
como las botellas.
Se basa en utilizar una preforma de plástico que ha sido obtenida
anteriormente por extrusión, que se introduce en un molde metálico y que
se añade a dicho molde por la introducción de aire caliente a presión. Mas
tarde se enfría y se retira del molde para su uso.

156. Colado
La colada es el método más simple, ya que consiste en fundir
el material y verterlo en un molde. El fluido viscoso rellena el
molde y toma su forma. Se trata de un método lento, ya que
se invierte mucho tiempo en asegurarse de que el molde se
ha rellenado por completo y en enfriar el plástico.
El espumado se usa para conseguir espumas de polímero, es
decir, plásticos con una densidad muy baja o expandidos, que
tienen en su interior burbujas de aire.
En todos ellos, el material fundido toma la forma de un molde
y, tras enfriarse y solidificar de nuevo, se obtiene la pieza final.

157. Conformación de los termoendurecibles

158. Las técnicas de producción de polímeros termoestables
Los plásticos termoestables se polimerizan en el propio
molde. Existen dos técnicas principales de fabricación de
objetos con materiales termoplásticos: el moldeo por
compresión y el moldeo por transferencia.
El moldeo por compresión
Consiste en introducir el material, en forma de polvo o
gránulos, en un molde, el cual se comprime mediante un
contramolde, a la vez que se aporta calor, que reblandece el
plástico y facilita el proceso de polimerización.

159. Método compresión (termoestables)
Éste método es utilizado para piezas de gran tamaño y no
muy complicadas, como guardabarros de coche, pomos de
puertas, pulseras,... El plástico que se trata adquiere una
forma gracias a la presión de una máquina que tiene un
molde. El proceso es el siguiente: se coloca una pieza de
plástico 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 plástico a una
elevada temperatura, gracias a esto el material adquiere
una forma rígida, uniforme y homogéneo

161. Moldeo por transferencia
En este procedimiento, los materiales en bruto se
calientan y se licuan en una primera cavidad. Después, el
material en estado líquido se transfiere al molde mediante
inyección, donde se comprime y adopta su forma.
Mientras, se agregan los componentes aditivos para
mejorar las propiedades físicas, modificar el color, etc. El
plástico toma la forma del molde al mismo tiempo que se
produce la polimerización.
Este procedimiento es habitual para fabricar objetos de
madera o metal revestidos de plástico, como enchufes y
conectores eléctricos o el revestido de maderas con
formica.

163. Moldeo por compresión: La materia prima plástica, en forma
de polvo seco, se introduce en el molde, se la somete a
presión y temperatura elevada, hasta que el material plástico
que rellena el molde se solidifica. Este proceso es
principalmente utilizado en plásticos termoestables.
Moldeo por transferencia: Requiere de una cámara doble . El
polímero en una de las cámaras es calentado a presión. Una
vez fundido se inyecta e n la cavidad del dado adyacente.
Este proceso permite que algunas de las ventajas del
moldeo por inyección se usen con polímeros termoestables.

164. La mecanización de los plásticos
Mecanizar cualquier tipo de material consiste en realizar,
mediante máquinas o herramientas, trabajos para dar forma a
los objetos. Una máquina herramienta porta una herramienta
que se acopla a los mecanismos de la máquina, que, por lo
general, realizará algún movimiento, bien en la pieza a
mecanizar o bien en la propia herramienta.
La industria ha encontrado en el plástico un buen sustituto de
la madera y los metales para ciertas aplicaciones, debido a la
gran dureza, tenacidad y resistencia de determinado tipo de
plásticos. Estos se suelen obtener en formas estándar, como
perfiles redondos, chapas o láminas, tubos..., para después
mecanizarlos o darles forma mediante máquinas herramientas.

168. Atornillado
Este tipo de unión se emplea para fabricar piezas
desmontables. Suelen utilizarse tornillos pasantes, con
arandelas y tuercas, fabricados normalmente con materiales
metálicos.

169. La aplicación de adhesivos
La unión se realiza incorporando un adhesivo entre las piezas
a unir. Este tipo de uniones se utiliza en todos los plásticos,
pero en especial en termoestables y elastómeros, a los que no
se pueden aplicar procedimientos de soldadura, puesto que se
destruyen con el calor. El adhesivo se aplica en la zona a unir
y actúa como disolvente de la superficie del plástico. Así,
comprimiendo las piezas, se conseguirá la unión definitiva de
ambas superficies una vez haya solidificado el adhesivo.
Los adhesivos que mejor adherencia y comportamiento
presentan en condiciones ambientes extremas son los
adhesivos epóxicos, los basados en metacrilato, las resinas de
uretano y los adhesivos de cianoacrilato, pudiéndose utilizar
también en materiales termoplásticos difíciles de trabajar con
adhesivos, como el polipropileno, el polietileno o el

170. Soldadura
En general, las distintas formas de unir piezas por soldadura
se pueden agrupar en tres grandes bloques:
Mediante aportación de calor. Esta técnica se destina a
termoplásticos que, ante al aumento de temperatura, se
funden, pudiéndose unir por compresión las superficies
fundidas.

171. Por emisión de ultrasonidos. Este método consiste en emitir
ondas de ultrasonidos en las superficies a unir, generando un
efecto de vibración entre las moléculas del material, que
provoca un aumento de temperatura y lo reblandece.
Por emisión de haz láser. Se reserva para unir piezas
pequeñas en áreas determinadas, emitiendo un haz láser que
calienta la superficie a soldar. Esta soldadura permite realizar
uniones muy precisas debido a la alta direccionabilidad del
haz láser.

173. Bibliografía:
1. Smith William. Fundamentos de la ciencia e Ingeniería
de Materiales cuarta edición
2. Smith William. Ciencia e Ingeniería de Materiales.
3. Askeland. Ciencia e Ingeniería de Materiales.
4. Callister William. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de
los Materiales
5. Shakefford. Ciencia de Materiales para Ingenieros.
6. Mangonon. Ciencia de Materiales Selección y
diseño.
7. Flinn-Trojan. Materiales de Ingeniería y sus
Aplicaciones.
8. Avner. Introducción a la Metalurgia Física.
9. Red Hill. Principios de Metalurgia Física.
10.Lasheras. Tecnología del acero.