Materialespolímeros,
estructuras,propiedadesy
aplicaciones
Raison Josué Pérez Espinosa---
10083496
Gary Alexander Lara Contreras---
10083508
Ricky Estiben Marte Jimenez---
10083841
Materialespolímeros
Se llama polímeros a un conjunto de macromoléculas usualmente
orgánicas, que resultan de la unión de moléculas más simples llamadas
monómeros mediante enlaces químicos de tipo covalente. Se constituyen
largas estructuras moleculares unidas entre sí por distintas fuerzas
(puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals o interacciones
hidrofóbicas).
01
¿Quétiposde
polímerosexisten?
Todos los polímeros se pueden dividir
según varios criterios, por ejemplo,
por su origen, estructura y forma y
disposición de sus moléculas. Según
su origen, los polímeros pueden ser:
.
tiposdepolímerosexisten
, es decir, que se producen íntegramente mediante síntesis química a partir
de monómeros;
es decir, son producidas por organismos vivos; estos incluyen, por
ejemplo, celulosa , proteínas o ácidos nucleicos
sintéticos
naturales,
naturales pero modificados mediante reacciones químicas, por ejemplo, el acetato de
celulosa o el almidón modificado son polímeros modificados
Polimeros de proteína
polímeros
modificados,
Materiales poliméricos
Polietileno (PU)
Se trata de un polímero compuesto
por una cadena de unidades
orgánicas unidas por enlaces de
uretano. Se utiliza a menudo para
tapicería de automóviles, como
aislante térmico en prendas
impermeables, cinturones y
revestimientos.
Cloruro de polivinilo
(PVC)
El cloruro de polivinilo figura
entre los materiales sintéticos
de mayor producción mundial y
se clasifica en rígido y flexible.
Principalmente sirve para
tuberías, desagües y accesorios
para agua, baldosas translúcidas
y persianas.
Polipropileno (PP)
Perteneciente a la categoría de
las poliolefinas, el polipropileno
es un compuesto termoplástico
que se produce a partir de la
polimerización por adición de
monómeros de propileno. Se
usa, entre otras cosas, para
fibras, envases alimentarios y
productos químicos, así como
para suministros hospitalarios.
Materiales poliméricos
Policarbonato (PC)
Se trata de un compuesto de cadena larga,
formado por conjuntos funcionales unidos a
conjuntos de carbonato. Las aplicaciones más
habituales de este compuesto son botellas,
CDs y contenedores de filtros.
Tereftalato de polietileno
(PET)
El PET es un material termoplástico fabricado
mediante la reacción de etilenglicol y ácido
tereftálico. Generalmente, se utiliza en la fabricación
de tejidos, envases de bebidas, hilos, productos de
limpieza, escobas o productos alimenticios.
Estructurasdelospolímeros
La estructura de los polímeros es
fundamentalmente una repetición de
unidades estructurales llamadas monómeros,
que se unen a través de enlaces covalentes
para formar cadenas largas o redes
tridimensionales. Esta estructura repetitiva
confiere a los polímeros propiedades únicas
que los distinguen de otros materiales. Aquí
hay algunas características clave de la
estructura de los polímeros:
Unidades
monoméricas:
Los polímeros están formados por unidades
repetitivas llamadas monómeros. Estos
monómeros pueden ser moléculas simples o
compuestas, y la repetición de estos
monómeros a lo largo de la cadena principal
es lo que da lugar a la estructura polimérica.
Configuración y
tacticidad:
Enlaces covalentes
Los monómeros se unen entre sí mediante enlaces
covalentes durante un proceso llamado
polimerización. Estos enlaces pueden ser de
diferentes tipos, como enlaces simples, dobles o
triples, dependiendo de los grupos funcionales
presentes en los monómeros y de las condiciones
de la reacción de polimerización.
La forma en que los monómeros se
unen entre sí puede dar lugar a
diferentes configuraciones y
tacticidades en la cadena polimérica.
Por ejemplo, los polímeros pueden
tener una configuración lineal o
ramificada, y la tacticidad se refiere a
la disposición espacial regular o
irregular de los grupos laterales a lo
largo de la cadena.
Estructurasdelospolímeros
Peso molecular:
Los polímeros pueden tener pesos
moleculares variables, que van desde pesos
moleculares bajos hasta muy altos. El peso
molecular influye en muchas propiedades de
los polímeros, como su viscosidad,
solubilidad, resistencia mecánica y
comportamiento térmico.
Cristalinidad y
amorficidad:
Grupos laterales:
Algunos polímeros pueden contener grupos
laterales o ramificaciones que se extienden
desde la cadena principal. Estos grupos
laterales pueden influir en las propiedades
físicas y químicas del polímero, como su
solubilidad, cristalinidad y capacidad de
formar redes tridimensionales.
Dependiendo de la disposición de las
cadenas poliméricas, los polímeros
pueden ser cristalinos, amorfos o
tener una estructura semicristalina. La
cristalinidad está asociada con la
ordenación regular de las cadenas
poliméricas, mientras que la
amorficidad se refiere a una
disposición aleatoria o desordenada
de las cadenas.
Estructurasdelospolímeros
Propiedadesdelos
Polimeros
Las propiedades de los polímeros son
variadas y dependen de varios factores,
incluyendo su estructura molecular, el
tipo de monómeros que los componen y
cómo están dispuestos en la cadena
polimérica. Aquí hay una lista de algunas
propiedades importantes de los
polímeros:
02
Propiedades
Dureza: Algunos polímeros son duros y rígidos, mientras que otros son blandos y flexibles. Esto depende
de la estructura química y la densidad de entrecruzamiento en la red polimérica.
Tenacidad: La tenacidad se refiere a la capacidad de un polímero para resistir el impacto y la
deformación sin fracturarse. Polímeros como el nylon y el polietileno de alta densidad son conocidos
por su alta tenacidad.
Flexibilidad: Algunos polímeros son altamente flexibles, lo que les permite doblarse y deformarse sin
romperse. Ejemplos incluyen el polietileno de baja densidad y el polipropileno.
Elasticidad: La elasticidad es la capacidad de un polímero para recuperar su forma original después de
ser deformado. Los elastómeros son polímeros altamente elásticos, como el caucho natural y el
poliuretano.
Resistencia química: Algunos polímeros son resistentes a productos químicos y solventes, mientras que
otros son más susceptibles a la degradación química. La resistencia química depende de la estructura
molecular y de los grupos funcionales presentes en el polímero.
Propiedades
Resistencia a la temperatura: Algunos polímeros mantienen sus propiedades mecánicas a temperaturas
extremas, mientras que otros se vuelven frágiles o pierden resistencia. Los polímeros de ingeniería,
como el polietileno de alta temperatura y el polifenilsulfona, son conocidos por su alta resistencia
térmica..
Transparencia/opacidad: Algunos polímeros son transparentes, como el policarbonato y el
polimetilmetacrilato (PMMA), mientras que otros son opacos. Esta propiedad es importante en
aplicaciones donde se requiere transparencia óptica, como en envases y dispositivos ópticos.
Inflamabilidad: La inflamabilidad es una propiedad importante en términos de seguridad. Algunos
polímeros son inherentemente inflamables, mientras que otros pueden ser modificados con aditivos
para mejorar su resistencia al fuego.
Biocompatibilidad: Esta propiedad es importante para aplicaciones biomédicas, donde se necesita que
los polímeros no sean tóxicos ni provoquen reacciones adversas en contacto con tejidos vivos.
Densidad: La densidad de un polímero influye en sus propiedades físicas y mecánicas. Los polímeros de
baja densidad tienden a ser más livianos, mientras que los de alta densidad son más pesados y
generalmente más duros.
Aplicacionesdelos
polímeros
Los materiales poliméricos tienen una
amplia gama de aplicaciones en
diversas industrias debido a sus
propiedades únicas y versatilidad. Aquí
hay algunas aplicaciones comunes de
los materiales poliméricos:
Envases y embalajes: Los polímeros como el polietileno, el polipropileno, el PET
(tereftalato de polietileno) y el PVC (cloruro de polivinilo) se utilizan ampliamente
en la fabricación de envases y embalajes para alimentos, bebidas, productos
farmacéuticos y cosméticos debido a su ligereza, flexibilidad, transparencia y
barrera contra la humedad y los gases.
Industria automotriz: Los polímeros se utilizan en componentes interiores y
exteriores de vehículos debido a su bajo peso, resistencia a la corrosión,
durabilidad y capacidad para ser moldeados en formas complejas. Ejemplos
incluyen parachoques, paneles interiores, revestimientos de asientos y depósitos
de combustible.
Electrónica: Los polímeros conductores, como el polipirrol y el polianilina, se
utilizan en la fabricación de dispositivos electrónicos flexibles, como pantallas
OLED, paneles solares flexibles y sensores. Además, los polímeros se utilizan como
aislantes eléctricos en cables y conectores.
Construcción: Los polímeros se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones en
la construcción, incluyendo tuberías, aislamiento térmico y acústico,
revestimientos impermeables, materiales de construcción compuestos y
selladores debido a su resistencia a la corrosión, bajo peso y facilidad de
instalación.
Textiles y ropa: Los polímeros se utilizan en la fabricación de fibras sintéticas como el
poliéster, el nylon y el acrílico, que se utilizan en la producción de ropa, calzado,
tapicería y textiles técnicos debido a su resistencia, durabilidad, facilidad de
cuidado y capacidad para retener la forma y el color.
Industria médica: Los polímeros se utilizan en una amplia gama de aplicaciones médicas,
incluyendo dispositivos implantables como stents, prótesis y suturas, así como en
equipos médicos como jeringas, catéteres y guantes debido a su biocompatibilidad,
resistencia a la corrosión y capacidad para esterilización.
Embalaje de alimentos: Los polímeros se utilizan en la fabricación de envases y películas
para alimentos debido a su capacidad para proporcionar una barrera contra la
humedad, los gases y la luz, prolongando así la vida útil de los alimentos y
manteniendo su frescura y calidad.
Industria aeroespacial: Los polímeros se utilizan en la fabricación de componentes
estructurales y revestimientos de aeronaves debido a su resistencia a la corrosión,
bajo peso y capacidad para soportar cargas mecánicas. Ejemplos incluyen
compuestos de fibra de carbono y polímeros reforzados con fibra de vidrio.
Gracias

Ciencia de los materiales Polimoeres......pdf

  • 1.
    Materialespolímeros, estructuras,propiedadesy aplicaciones Raison Josué PérezEspinosa--- 10083496 Gary Alexander Lara Contreras--- 10083508 Ricky Estiben Marte Jimenez--- 10083841
  • 2.
    Materialespolímeros Se llama polímerosa un conjunto de macromoléculas usualmente orgánicas, que resultan de la unión de moléculas más simples llamadas monómeros mediante enlaces químicos de tipo covalente. Se constituyen largas estructuras moleculares unidas entre sí por distintas fuerzas (puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals o interacciones hidrofóbicas).
  • 3.
    01 ¿Quétiposde polímerosexisten? Todos los polímerosse pueden dividir según varios criterios, por ejemplo, por su origen, estructura y forma y disposición de sus moléculas. Según su origen, los polímeros pueden ser: .
  • 4.
    tiposdepolímerosexisten , es decir,que se producen íntegramente mediante síntesis química a partir de monómeros; es decir, son producidas por organismos vivos; estos incluyen, por ejemplo, celulosa , proteínas o ácidos nucleicos sintéticos naturales, naturales pero modificados mediante reacciones químicas, por ejemplo, el acetato de celulosa o el almidón modificado son polímeros modificados Polimeros de proteína polímeros modificados,
  • 5.
    Materiales poliméricos Polietileno (PU) Setrata de un polímero compuesto por una cadena de unidades orgánicas unidas por enlaces de uretano. Se utiliza a menudo para tapicería de automóviles, como aislante térmico en prendas impermeables, cinturones y revestimientos. Cloruro de polivinilo (PVC) El cloruro de polivinilo figura entre los materiales sintéticos de mayor producción mundial y se clasifica en rígido y flexible. Principalmente sirve para tuberías, desagües y accesorios para agua, baldosas translúcidas y persianas. Polipropileno (PP) Perteneciente a la categoría de las poliolefinas, el polipropileno es un compuesto termoplástico que se produce a partir de la polimerización por adición de monómeros de propileno. Se usa, entre otras cosas, para fibras, envases alimentarios y productos químicos, así como para suministros hospitalarios.
  • 6.
    Materiales poliméricos Policarbonato (PC) Setrata de un compuesto de cadena larga, formado por conjuntos funcionales unidos a conjuntos de carbonato. Las aplicaciones más habituales de este compuesto son botellas, CDs y contenedores de filtros. Tereftalato de polietileno (PET) El PET es un material termoplástico fabricado mediante la reacción de etilenglicol y ácido tereftálico. Generalmente, se utiliza en la fabricación de tejidos, envases de bebidas, hilos, productos de limpieza, escobas o productos alimenticios.
  • 7.
    Estructurasdelospolímeros La estructura delos polímeros es fundamentalmente una repetición de unidades estructurales llamadas monómeros, que se unen a través de enlaces covalentes para formar cadenas largas o redes tridimensionales. Esta estructura repetitiva confiere a los polímeros propiedades únicas que los distinguen de otros materiales. Aquí hay algunas características clave de la estructura de los polímeros:
  • 8.
    Unidades monoméricas: Los polímeros estánformados por unidades repetitivas llamadas monómeros. Estos monómeros pueden ser moléculas simples o compuestas, y la repetición de estos monómeros a lo largo de la cadena principal es lo que da lugar a la estructura polimérica. Configuración y tacticidad: Enlaces covalentes Los monómeros se unen entre sí mediante enlaces covalentes durante un proceso llamado polimerización. Estos enlaces pueden ser de diferentes tipos, como enlaces simples, dobles o triples, dependiendo de los grupos funcionales presentes en los monómeros y de las condiciones de la reacción de polimerización. La forma en que los monómeros se unen entre sí puede dar lugar a diferentes configuraciones y tacticidades en la cadena polimérica. Por ejemplo, los polímeros pueden tener una configuración lineal o ramificada, y la tacticidad se refiere a la disposición espacial regular o irregular de los grupos laterales a lo largo de la cadena. Estructurasdelospolímeros
  • 9.
    Peso molecular: Los polímerospueden tener pesos moleculares variables, que van desde pesos moleculares bajos hasta muy altos. El peso molecular influye en muchas propiedades de los polímeros, como su viscosidad, solubilidad, resistencia mecánica y comportamiento térmico. Cristalinidad y amorficidad: Grupos laterales: Algunos polímeros pueden contener grupos laterales o ramificaciones que se extienden desde la cadena principal. Estos grupos laterales pueden influir en las propiedades físicas y químicas del polímero, como su solubilidad, cristalinidad y capacidad de formar redes tridimensionales. Dependiendo de la disposición de las cadenas poliméricas, los polímeros pueden ser cristalinos, amorfos o tener una estructura semicristalina. La cristalinidad está asociada con la ordenación regular de las cadenas poliméricas, mientras que la amorficidad se refiere a una disposición aleatoria o desordenada de las cadenas. Estructurasdelospolímeros
  • 10.
    Propiedadesdelos Polimeros Las propiedades delos polímeros son variadas y dependen de varios factores, incluyendo su estructura molecular, el tipo de monómeros que los componen y cómo están dispuestos en la cadena polimérica. Aquí hay una lista de algunas propiedades importantes de los polímeros: 02
  • 11.
    Propiedades Dureza: Algunos polímerosson duros y rígidos, mientras que otros son blandos y flexibles. Esto depende de la estructura química y la densidad de entrecruzamiento en la red polimérica. Tenacidad: La tenacidad se refiere a la capacidad de un polímero para resistir el impacto y la deformación sin fracturarse. Polímeros como el nylon y el polietileno de alta densidad son conocidos por su alta tenacidad. Flexibilidad: Algunos polímeros son altamente flexibles, lo que les permite doblarse y deformarse sin romperse. Ejemplos incluyen el polietileno de baja densidad y el polipropileno. Elasticidad: La elasticidad es la capacidad de un polímero para recuperar su forma original después de ser deformado. Los elastómeros son polímeros altamente elásticos, como el caucho natural y el poliuretano. Resistencia química: Algunos polímeros son resistentes a productos químicos y solventes, mientras que otros son más susceptibles a la degradación química. La resistencia química depende de la estructura molecular y de los grupos funcionales presentes en el polímero.
  • 12.
    Propiedades Resistencia a latemperatura: Algunos polímeros mantienen sus propiedades mecánicas a temperaturas extremas, mientras que otros se vuelven frágiles o pierden resistencia. Los polímeros de ingeniería, como el polietileno de alta temperatura y el polifenilsulfona, son conocidos por su alta resistencia térmica.. Transparencia/opacidad: Algunos polímeros son transparentes, como el policarbonato y el polimetilmetacrilato (PMMA), mientras que otros son opacos. Esta propiedad es importante en aplicaciones donde se requiere transparencia óptica, como en envases y dispositivos ópticos. Inflamabilidad: La inflamabilidad es una propiedad importante en términos de seguridad. Algunos polímeros son inherentemente inflamables, mientras que otros pueden ser modificados con aditivos para mejorar su resistencia al fuego. Biocompatibilidad: Esta propiedad es importante para aplicaciones biomédicas, donde se necesita que los polímeros no sean tóxicos ni provoquen reacciones adversas en contacto con tejidos vivos. Densidad: La densidad de un polímero influye en sus propiedades físicas y mecánicas. Los polímeros de baja densidad tienden a ser más livianos, mientras que los de alta densidad son más pesados y generalmente más duros.
  • 13.
    Aplicacionesdelos polímeros Los materiales poliméricostienen una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias debido a sus propiedades únicas y versatilidad. Aquí hay algunas aplicaciones comunes de los materiales poliméricos:
  • 14.
    Envases y embalajes:Los polímeros como el polietileno, el polipropileno, el PET (tereftalato de polietileno) y el PVC (cloruro de polivinilo) se utilizan ampliamente en la fabricación de envases y embalajes para alimentos, bebidas, productos farmacéuticos y cosméticos debido a su ligereza, flexibilidad, transparencia y barrera contra la humedad y los gases. Industria automotriz: Los polímeros se utilizan en componentes interiores y exteriores de vehículos debido a su bajo peso, resistencia a la corrosión, durabilidad y capacidad para ser moldeados en formas complejas. Ejemplos incluyen parachoques, paneles interiores, revestimientos de asientos y depósitos de combustible. Electrónica: Los polímeros conductores, como el polipirrol y el polianilina, se utilizan en la fabricación de dispositivos electrónicos flexibles, como pantallas OLED, paneles solares flexibles y sensores. Además, los polímeros se utilizan como aislantes eléctricos en cables y conectores. Construcción: Los polímeros se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones en la construcción, incluyendo tuberías, aislamiento térmico y acústico, revestimientos impermeables, materiales de construcción compuestos y selladores debido a su resistencia a la corrosión, bajo peso y facilidad de instalación.
  • 15.
    Textiles y ropa:Los polímeros se utilizan en la fabricación de fibras sintéticas como el poliéster, el nylon y el acrílico, que se utilizan en la producción de ropa, calzado, tapicería y textiles técnicos debido a su resistencia, durabilidad, facilidad de cuidado y capacidad para retener la forma y el color. Industria médica: Los polímeros se utilizan en una amplia gama de aplicaciones médicas, incluyendo dispositivos implantables como stents, prótesis y suturas, así como en equipos médicos como jeringas, catéteres y guantes debido a su biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y capacidad para esterilización. Embalaje de alimentos: Los polímeros se utilizan en la fabricación de envases y películas para alimentos debido a su capacidad para proporcionar una barrera contra la humedad, los gases y la luz, prolongando así la vida útil de los alimentos y manteniendo su frescura y calidad. Industria aeroespacial: Los polímeros se utilizan en la fabricación de componentes estructurales y revestimientos de aeronaves debido a su resistencia a la corrosión, bajo peso y capacidad para soportar cargas mecánicas. Ejemplos incluyen compuestos de fibra de carbono y polímeros reforzados con fibra de vidrio.
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