En la siguiente presentación se vera todo lo relacionado sobre los polímeros.

1. 8-5-2017
Polímeros
Trabajo de investigación
César Iván Nieves Arroyo

2. 1
Contenido
Introducción.................................................................................................................................... 2
Definición de polímeros ............................................................................................................... 3
 Polímeros comerciales o estándares. .......................................................................... 3
 Polímeros ingenieriles o industriales. ............................................................................. 4
Métodos industriales para obtenerlos...................................................................................... 4
 Polimerización por adición.............................................................................................. 4
 Polimerización por condensación ................................................................................ 5
 Polimerización por crecimiento de cadena.............................................................. 5
 Polimerización por crecimiento en etapas................................................................ 5
 Polimerización en suspensión......................................................................................... 6
 Polimerización en masa................................................................................................... 6
 Polimerización en emulsión............................................................................................. 7
 Polimerización en fase gaseosa.................................................................................... 7
 Polimerización en solución.............................................................................................. 8
Clasificación de polímeros ......................................................................................................... 8
 Polímeros termoplásticos. ................................................................................................ 8
 Polímeros termoestables.................................................................................................. 9
 Elastómeros.......................................................................................................................... 9
Estructura cristalina y su relación con las propiedades................................................... 10
Uso de polímeros en aplicaciones relacionadas con la Ingeniería
Electromecánica. ........................................................................................................................ 12
Conclusión..................................................................................................................................... 13
Bibliografía..................................................................................................................................... 13

3. 2
Introducción
En este trabajo de investigación sobre los polímeros se llevará a cabo
una serie de investigaciones sobre este tipo material. En principio se verá
lo que son los polímeros en general, como se clasifican, los tipos de
síntesis que existen en ellos, además de cuáles son los métodos
industriales que existen para obtener cada uno de los tipos de
polímeros. Así como también se realizará una investigación de cómo es
su estructura cristalina y su relación con las propiedades. Por ultimo ya
obtenido la información de los anteriores puntos terminaremos con los
usos que se le dan a los polímeros en la ingeniería electromecánica.
En general en este trabajo de investigación se verá todo lo relacionado
a los polímeros desde su definición hasta cómo se pueden obtener y las
aplicaciones que tiene en nuestra carrera.

4. 3
Definición de polímeros
Los polímeros son compuestos químicos los cuales
poseen una elevada masa molecular y para que
esta masa molecular se lleve a cabo se necesita de
un proceso llamado polimerización. (Definicion ABC,
2017)
La polimerización es el proceso por el cual las
moléculas más pequeñas se unen para crear
moléculas más grandes el cual consiste en la unión
de varias moléculas de un compuesto a partir del
calor, con la misión de conformar una cadena de
múltiples eslabones de moléculas y así entonces
obtener una macromolécula.
(Askeland, 1998)
Como lo menciona (Donald Askeland)” los polímeros se utilizan en la vida
diaria como en los juguetes, aparatos domésticos, recubrimientos,
pinturas, en las llantas de los automóviles, espumas, en la elaboración de
plásticos como: botellas de agua sillas de plástico y otros materiales que
contienen dicho material, entre otras aplicaciones.” (Askeland, 1998)
 Polímeros comerciales o estándares.
Estos polímeros son materiales ligeros que
resisten a la corrosión, baja resistencia y
además presentan baja rigidez por lo
tanto no son adecuados para usarse a
temperaturas altas. Es por eso que son
económicos y se pueden moldear en
diferentes formas y comúnmente estos
polímeros son los que utilizamos en la vida diaria, como por ejemplo
en las tinas, en las botellas de agua y/o refresco, y en otros
productos donde es utilizado el plástico como en cagas,
recipientes, los ganchos para colgar la ropa, etc.
(Askeland, 1998)

5. 4
 Polímeros ingenieriles
o industriales.
Este tipo de polímero son utilizados
para usos rudos que se requieran de
gran resistencia y mejor rendimiento,
es por eso que son elaborados para que soporten temperaturas
elevadas que puedan llegar a los 350°C y no pierdan su rendimiento y
características, por eso se puede decir que estos polímeros tienen
resistencias a las del acero. De igual manera los polímeros ingenieriles
se producen en cantidades muy pequeñas y por ende son muy
costosos.
Dichos polímeros tienen un uso específicamente en la industria o en
campo de la ingeniería de ahí su nombre. (Askeland, 1998)
Métodos industriales para obtenerlos
 Polimerización por adición.
Este tipo de polimerización, se da
cuando la molécula del
monómero pasa a formar parte
del polímero sin que haya perdida
de átomos, por lo tanto, no se
generan subproductos. Un
ejemplo de este tipo de
polimerización es la síntesis del polietileno. Cuando se polimeriza el
etileno para obtener polietileno, cada átomo de la molécula de
etileno se transforma en parte del polímero. (Mariano, 2013)

6. 5
 Polimerización por condensación
En este tipo de polimerización, la molécula
del monómero pierde átomos al formar
parte del polímero, por lo tanto, al
contrario de la polimerización por adición,
en este si se generan subproductos. Un
ejemplo para ilustrar este punto. En la
obtención del nylon (poliamida) a partir
de cloruro de adipoilo y hexametilen diamina, cada átomo de cloro
del cloruro de adipoilo juntamente con uno de los átomos de
hidrógeno de la amina, son expulsados como cloruro de hidrógeno,
debido a que ahora hay menos masa en el polímero que en los
monómeros originales, decimos que el polímero está condensado
con respecto a los monómeros. Y al subproducto generado ya sea
el cloruro de hidrogeno o el agua, se dice que esta condensado de
ahí su nombre. (Mariano, 2013)
 Polimerización por crecimiento de cadena.
Este tipo de polimerización los
monómeros pasan a formar parte de
la cadena llamada “uno a la vez” el
cual consiste en formar monómeros
de uno en uno. Primero se forman
dímeros, después trímeros, de ahí le
sigue los tetrámeros y así
sucesivamente de ahí su nombre “crecimiento de cadena”. Un
ejemplo de una polimerización por crecimiento de cadena sería la
polimerización aniónica del estireno, para obtener poliestireno.
(Mariano, 2013)
 Polimerización por crecimiento en etapas.
En esta polimerización los monómeros que encontramos en la del
crecimiento de cadena reaccionan unos con otros para formar
cadenas aún más largas, por ejemplo: un dímero con un trímero, un

7. 6
tetrámero reaccione con un dímero,
etc. De forma que la cadena se
incrementa a más de un monómero.
Un ejemplo sería la reacción entre
dos monómeros, el cloruro de
tereftoilo y el etilenglicol, para formar
un poliéster llamado politereftalato
de etileno o más comúnmente
conocido como PET. Inicialmente reaccionan los dos monómeros para
formar un dímero. (Mariano, 2013)
 Polimerización en suspensión.
Este tipo de polimerización ofrece una buena
transferencia de calor, una baja viscosidad y bajos
costos. Una de las desventajas de este proceso es
que genera grandes cantidades de aguas
residuales. Este proceso permite reducir los
problemas de calor generado además de que
gracias a este proceso no se producen micelas en
la fase acuosa. Entre los productos que se hacen
gracias a este método son: cloruro de polivinilo,
polimetilmetacrilato, poliestireno,
politetrafluoretileno. (MINISTERIO DE MEDIO
AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO, 2009)
 Polimerización en masa.
Permite producir polímeros con una
presencia del monómero y una
pequeña cantidad de iniciador. Este
tipo de polimerización ofrecen una
elevada pureza, alto rendimiento y
bajos costos, pero también presentan
elevadas viscosidades. La reacción se
suele producir a altas temperaturas,

8. 7
pero la transferencia de calor fuera del recipiente. Este método es
el sistema habitual de polimerización de crecimiento gradual, el
grado de polimerización aumenta linealmente con el tiempo, de
modo que la viscosidad de la mezcla de reacción aumenta a una
velocidad relativamente lenta. Este método se puede utilizar para
llevar a cabo una polimerización de crecimiento en cadena, pero
sólo a pequeña escala. Entre los productos que se realizan con este
método se encuentran: poliolefinas, poliestireno,poliamidas y
poliésteres. (MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y
MARINO, 2009)
 Polimerización en emulsión
En esta polimerización la reacción
química se produce dentro las gotas
que están en suspensión en el
disolvente. Los procesos de emulsión
suelen ofrecer una viscosidad de
dispersión reducida, una buena
transferencia de calor y unas tasas
de conversión elevadas, y son
adecuados para producir polímeros
con una masa molar alta. La mayor
parte del monómero se encuentra en gotitas dispersas, de ahí el
nombre de polimerización en emulsión. (MINISTERIO DE MEDIO
AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO, 2009)
 Polimerización en fase gaseosa.
Este tipo de polimerización el monómero se introduce en la fase
gaseosa, donde entra en contacto con el catalizador, depositado en
una estructura sólida. Gracias a estos procesos permite eliminar con
mayor facilidad el calor que produce la reacción y ya no es necesario
ocupar un disolvente adicional. La desventaja que tiene este proceso
es que no se pueden emplear para todos los productos, y los costes de
inversión son demasiados altos además de la maquinaria que se
necesita emplear en la mayoría de los procesos. Este proceso se utiliza

9. 8
para producir poliolefinas como: polietileno y polipropileno. Este
proceso se suele utilizar en polimerizaciones de etileno y propileno.
(MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO, 2009)
 Polimerización en solución
En este proceso la reacción química se produce en una solución del
monómero en un disolvente. Este proceso ofrece una buena
transferencia de calor, una baja viscosidad de dispersión. Además,
también tiene desventajas en cuanto a los costes elevados de
separación y el uso frecuente de disolventes inflamables y tóxicos que
contaminan el producto final. En la polimerización en solución se
incluyen los siguientes elementos: monómero más iniciador más
disolvente. Gracias por a sus características este tipo de proceso es el
adecuado para la polimerización de crecimiento en cadena. Ya el
disolvente contribuye a dispersar el calor y reduce el rápido aumento de
la viscosidad en la mezcla de reacción. (MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE
Y MEDIO RURAL Y MARINO, 2009)
Clasificación de polímeros
 Polímeros termoplásticos.
Es un tipo de plástico fabricado con un polímero
que se vuelve un líquido homogéneo cuándo se
calienta a temperaturas relativamente altas y que
cuándo se enfría es un material duro en un estado
de transición vítrea. Cuándo se congela es un
material frágil.
Principales propiedades de los materiales termoplásticos:
-Se pueden derretir al calentarse.
-Se pueden moldear con suma facilidad.
-Absorben algunos solventes lo que hace que se hinchen.
-Tiene buena resistencia y cuando se deforma, su deformación es
irrecuperable. (Clara Espinosa Martinez , 2013)

10. 9
 Polímeros termoestables
La estructura de este tipo de polímeros este
tipo de polímeros está en todas direcciones lo
que causa los platicos termoestables siempre
son rígidos, aunque frágiles a la vez. Además
de que al ser calentados no se funden, sino
que los carboniza. Para fabricarlos se
necesita mezclar una sustancia base con un
catalizador que provoca la reacción. A esta reacción se le llama
curado de la resina el cual después de producirse ya no se puede
modificar. Algunas de las características de este polímero son:
- Generalmente no se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.
- Alta resistencia al fenómeno de fluencia.
- Son insolubles. (Construmatica, 2015)
 Elastómeros
Para este tipo de polímero tiene una
estructura intermedia el cual permite que
ocurra una formación de enlaces cruzados
entre las cadenas. La composición química
de un elastómero es el agrupamiento de
miles de moléculas denominadas
monómeros, los que se unen formando
enormes cadenas, estas cadenas son las que les dan elasticidad y se
encuentran entrelazadas. Estos polímeros tienen la capacidad de
recuperar su forma luego de ser deformados. Cuando un elastómero
es estirado, sus moléculas se alinean, permitiendo que muchas veces
tomen un aspecto cristalino, pero al soltar la tensión vuelve a su estado
original de elástico. Algunas características son:
-No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso.
- Son flexibles y elásticos.
- Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.
(Construmatica, 2015)

11. 10
Estructura cristalina y su relación con
las propiedades.
Los polímeros generalmente poseen estructura amorfa el cual esta
desordenada como consecuencia del mecanismo seguido en la
polimerización que generalmente es radicálico. En la región amorfa
aparecen cadenas desordenadas o desalineadas, condición muy
común debido a las torsiones, pliegues y dobleces de las cadenas que
impiden la ordenación de cada segmento de cada cadena. Las zonas
cristalinas son las responsables de la resistencia mecánica y las amorfas
están asociadas a la flexibilidad y elasticidad del material.
La densidad de un polímero cristalino es mayor que la de un polímero
amorfo del mismo material y peso molecular, ya que las cadenas de la
estructura cristalina están más empaquetadas además en los polímeros
cristalinos reales tenemos siempre mezclas de zonas cristalinas y amorfas
la existencia de zonas amorfas es inevitable, en mayor o menor grado,
por el propio proceso de cristalización.
 Modelo de micelas a franjas o con flecos.
Esta estructura cristalina consiste en
una mezcla de regiones cristalinas muy
pequeñas que contiene cadenas de
polímeros alineadas compuestas de
moléculas orientadas al azar, por lo
tanto, la molécula puede serpentear
de un cristal a otro gracias a las
regiones amorfas. Los cristales y las
regiones amorfas están entretejidas
entre sí por medio del hilado de las
largas macromoléculas. ( Francisco A. Herrera, 2016)

12. 11
 Modelo de cadenas plegadas.
En este modelo se muestran que las regiones cristalinas toman forma de
placas delgadas, en las cuales las cadenas están alineadas, estas
placas forman una estructura de multicapa. Se dice que cada lamina
está formada por cadenas que están una sobre otra y en cada una de
ellas contiene varias moléculas.
Se afirma que la cristalización es muy fácil en los polímeros lineales ya
que no existen restricciones al alineamiento de las cadenas. Además, las
ramas interfieren en la cristalización ya que los polímeros que están
ramificados nunca son totalmente cristalinos los polímeros reticulados
son casi totalmente amorfos, mientras que los entrecruzados tienen
varios grados de cristalinidad. ( Francisco A. Herrera, 2016)
 Factores que favorecen la
estructura cristalina.
Para determinar qué factores determinan la cristalinidad de un polímero
son todos que aquellos que permiten el empaquetamiento de las
cadenas poliméricas favoreciendo la cristalinidad. El grado de
cristalización de un polímero depende principalmente a dos factores:
 La mayor o menor flexibilidad de sus cadenas
Esta característica incide sobre la movilidad de las moléculas para
que se puedan reordenar y construir el cristal.
 La regularidad de las mimas.
Esta característica es necesaria para construir el bloque repetitivo
constructor del cristal. La regularidad de la cadena y la linealidad
originan altos grados de cristalinidad al permitir una gran

13. 12
aproximación y empaquetamiento de las mismas. ( Francisco A.
Herrera, 2016)
Uso de polímeros en aplicaciones
relacionadas con la Ingeniería
Electromecánica.
Los polímeros son utilizados en gran parte de las ramas de la ingeniería,
no solo en ingeniería metalúrgica, sino que también en otras áreas. En
este caso hablaremos de sus aplicaciones en la ingeniería
electromecánica.
Sus usos y aplicaciones de los polímeros en esta área son de gran
aportación ya que como sabemos, los polímeros tienen muchas
características como físicas y mecánicas, por ejemplo:
 En las propiedades físicas se encuentra que son buenos aislantes
eléctricos y térmicos lo cual eso nos podría ayudar para hacer
piezas que necesitamos que aíslen la corriente eléctrica para no
sufrir descargar como por ejemplo en los cables que de luz en
donde pasan la corriente y para poderlos manejar se recubre con
EPR (Etileno Propileno), XLPE (Polietileno Reticulado), EVA (Acetato
de Etil Vinil), SI (Silicona), PCP (Neopreno), SBR (Caucho Natural), etc.
Los cuales son polímeros y eso hace que aislé la corriente que pasa
por los cables.
 También se una de las características que tienen es que son livianos
pero muy resistentes, es por eso que muchas de las cosas que
usamos a diría son hechas de polímeros específicamente de
plástico y para las aplicaciones en la ingeniería electromecánica
podría ser para la elaboración de piezas pequeñas para un motor
o maquinaria que necesite de piezas que sean pequeñas y
resistentes.

14. 13
Conclusión
En conclusión, puedo agregar que al realizar este trabajo me puede
percatar que los polímeros son más que una solo botella de plástico
para agua o una simple silla de plástico ya que antes solo pensaba que
el plástico se podía obtener fácilmente, pero gracias a esta
investigación acerca de los polímeros vi que tiene mucho más. Ya que
informe que para obtener cualquier tipo de polímero se necesita de
diferentes procesos para poder llegar al producto final y que cada uno
de ellos se les llama polimerización, además de que hay diferentes tipos
de polímeros como termoplásticos, termoestable y elastómeros. En
general esta investigación me ayudó mucho para entender mas a los
plásticos y lo polímeros que usamos en la vida diaria.
Bibliografía
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Askeland, D. (1998). Ciencia e Ingenieria de los Materiales. Missouri: Ciencias International
Thomson.
Clara Espinosa Martinez . (20 de Marzo de 2013). plasticostec. Obtenido de blogspot:
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Construmatica. (15 de Mayo de 2015). Construmatica. Obtenido de Metaportal de
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http://www.construmatica.com/construpedia/Elast%C3%B3mero
Definicion ABC. (8 de Mayo de 2017). Definicion ABC. Obtenido de Tu diccionario hecho
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Mariano. (28 de Julio de 2013). Blogspot. Obtenido de tTecnologia de los
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MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO. (20 de Febrero de 2009).
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