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1
Polímeros
La materia está constituida por moléculas que pueden ser de tamaño normal
o por macromoléculas llamadas polímeros.
Polímero del griego poly, muchos; meros, parte, segmento
Los polímeros se producen por la unión de cientos o miles de moléculas
pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las
formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones.
algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes
tridimensionales.
Estas macromoléculas se forman, en el caso mas sencillo por la repetición de
una unidad estructural llamada ségmero. El proceso de formación del
polímero, polimerización, se efectúa a partir de los monómeros y de las
cuales deriva el ségmero.

2
Homopolímero y Copolímeros
Homopolímero: polímero formado por la unión de un solo tipo de monómero
Copolímero: cuando dos tipos de monómeros están unidos a la misma cadena
polimérica.
copolímero alternante:
copolímero al azar
copolímero en bloque
copolímero de injerto

3
Clasificación de los polímeros
Según sus aplicaciones (propiedades mecánicas)
Atendiendo a sus propiedades y usos finales, los polímeros pueden clasificarse en:
Elastómeros : son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta
extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero
recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo siempre que no se haya
deformado mas allá del límite elástico. Ej: isopreno, siliconas
Plásticos: Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso,
se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Hay que
resaltar que el término plástico se aplica a veces incorrectamente para referirse a
la totalidad de los polímeros.
Fibra: Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite
confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables. Ej: nylon y poliéster
Es importante señalar que las fibras están siempre constituidas por polímeros
dispuestos en cristales. Tienen que ser capaces de poder empaquetarse según un
ordenamiento regular, a los efectos de alinearse en forma de fibras
Tienen buena fuerza tensil, pero por lo general tienen baja fuerza compresional.

4
Clasificación de los polímeros
Según su comportamiento a alta temperatura
Para clasificar polímeros, una de las formas empíricas más sencillas consiste en
calentarlos por encima de cierta temperatura. Según si el material funde y fluye o
por el contrario se descompone se diferencian dos tipos de polímeros:
Termoplásticos: que fluyen al calentarlos y se vuelven a endurecer al enfriarlos.
Su estructura molecular presenta pocos (o ninguno) entrecruzamientos. En general
son de estructura unidimensional y tienen peso molecular muy elevado, son
generalmente rígidos a temperatura ambiente pero se vuelven blandos y flexibles
al elevar la temperatura pudiendo moldearse bajo presión.
Termoestables o Termorígidos: que se descomponen químicamente al
calentarlos, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con
muchos entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de las
moléculas. Son polímeros de estructura tridimensional forman moléculas rígidas de
peso molecular relativamente bajo, que originan sustancias duras, insolubles y de
gran resistencia a ablandarse por calentamiento.

5
Métodos generales de formación de polímeros
1.1 Lineal
1.2 Cruzada
2.1 Lineal
2.2 Cruzada
Formación de
polímeros
1.Adición
2.Condensación
1.1.1 Adición 1,2
1.1.2 Adición 1,4
Adición 1,2
fenólica
esterificación
poliamídicas
siliconas
fenólica
carboxílicas
esterificación
siliconas
urea formaldehido

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1 . Polimerización de Adición
 La polimerización de adición se realiza por la ruptura de un
doble enlace.
1.1 Lineal
1.1.1 Adición 1,2:
Se obtiene a partir de alquenos o sus derivados (el mas sencillo es el
eteno).
Es una reacción característica de los alquenos. Sus dobles enlaces se rompen
y permiten no solo la adición de moléculas pequeñas (H2, HBr, Cl2, etc), sino
también la unión entre sucesivas moléculas de alquenos.

7
Polimerización por Adición 1,2 lineal
Polietileno (PE)
Monómero eteno o etileno.
Es muy inerte a los agentes químicos pero es algo sensible a la oxidación
provocada incluso por los rayos ultravioletas.
Se emplea como aislante en la industria eléctrica, como material de embalaje
por su impermeabilidad al vapor de agua en recipientes y frascos para
productos químicos, en tuberías para conducción de líquidos, etc.
PEAD PEBD
Bolsas supermercado, residuos
Polietileno (PE)

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Monómero: propeno o propileno.
Son mas resistentes que el polietileno, resisten hasta 135°C.
Son rígidos y de alta cristalinidad y elevado punto de fusión. Se usa para
fabricar recipientes, películas de empaque, alfombras, cajones de gaseosas,
tapas, autopartes, equipo de laboratorio, juguetes, tubos flexibles, sogas,
caños para agua caliente, telas no tejidas para pañales, etc.
Polipropileno (PP)

9
Monómero: cloruro de vinilo o cloro eteno.
Es muy duro con elevadas propiedades mecánicas (gran resistencia a la
tracción y deformación y gran dureza). Es insoluble e inerte a los agentes
químicos mas diversos. En presencia de una gran cantidad de plastificante, el
producto puede incluso ser plástico a temperatura ambiente, obteniéndose
tubos más o menos rígidos y piezas estampadas por compresión. El PVC
rígido puede cortarse, tornearse pues sus propiedades físicas son semejantes
a las de un metal. Por extrusión se fabrican tubos y películas. Envases.
Ventanas
Policloruro de vinilo (PVC):

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Monómero: estireno o fenileteno.
Se obtienen productos totalmente transparentes y con un índice de refracción
elevado, siendo utilizados en aparatos de iluminación. Es un valiosos aislante
eléctrico aunque algo frágil al calor. Poliestireno expandido: telgopor
Poliestireno (PS):

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Monómero: acrilonitrilo o cianoeteno o propenonitrilo.
• En forma de polvo blanco se añade en una proporción de 0.05 % al suelo
para favorecer su aireación, aumentar la permeabilidad del terreno y
disminuir la erosión.
• Se lo utiliza en fibras textiles (Orlon, Cashmilon, Dralon)
• A partir de este polímetro por calentamiento se obtiene las fibras de
carbono
Poliacrilonitrilo (PAN):

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Monómero: tetrafluoroeteno.
Conocido como teflón, Fluon. es el polímero mas resistente al calor (hasta
casi 300°C) y a los agentes químicos pues solamente lo atacan los metales
alcalinos fundidos. Se usa para bujes, juntas revestimiento de utensilios de
cocina.
Politetrafluoroeteno (PTFE):

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Polimetilacrilato de metilo (PMAM)
O Poli metil metacrilato:
Monómero metil acrilato de metilo o 2-metil-2-propenoato de metilo
Es muy transparente, conocido como vidrio orgánico (Plexiglas), de altas
propiedades mecánicas y como termoplástico puede estamparse y moldearse
por encima de los 150°C.

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1.1 Lineal
1.1.2 Adición 1,4:
Se obtiene a partir del butadieno o sus derivados. Se obtienen productos
flexibles a temperatura ambiente (elastómeros)
Sus monómeros son moléculas orgánicas con dos enlaces dobles
separados por un simple enlace C-C (enlaces conjugados). Las
reacciones de adición de las moléculas de doble enlaces conjugados son muy
particulares, ya que dicha adición es predominantemente 1-4. Los polímeros
resultantes tendrán la mitad del total de dobles enlaces que contenían los
monómeros que los formaron.

15
Caucho natural o poliisopreno:
Monómero: 2-metil-1,3- butadieno.
Proviene del árbol Hevea Brasiliensis.
El caucho crudo está constituido por polímeros lineales de 3000 moléculas
cada uno. Es blando y pegajoso en verano y muy duro a bajas temperaturas
perdiendo su elasticidad.
Para que sea mas duro y resistente y soporte mejor el calor se realiza la
vulcanización con azufre (puente de entrecruzamiento de polímeros lineales).
Charles Goodyear en 1839.

16
Caucho natural Vulcanizado:

17
Policloropreno:
Monómero: cloropreno o 2-cloro-1,3-butadieno.
Nombre comercial: Neopreno. Tienen propiedades semejantes al caucho
natural, aunque mas duro y mas resistente al ozono, petroleo, grasa,
aceites, disolventes y calor. Se vulcaniza calentándolo con óxido de cinc sin
utilizar azufre. No es apto para la fabricación de neumáticos pero si para
mangueras y vainas para cables.

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Buna S o Butadieno-estireno (caucho BS o SBR):
Los copolímeros que intervienen en la polimerización son el butadieno y el
estireno (fenileteno). Tiene propiedades similares al caucho natural y se
vulcaniza con azufre. Se usa en neumáticos.
1,3 butadieno

19
Los copolímeros que intervienen en la polimerización son el butadieno y el
acrilonitrilo o etenonitrilo o cianoeteno. Tiene propiedades semejantes al
buna S pero es mas resistente a los aceites. Se usa en mangueras para
combustible.
Buna N o Butadieno-acrilonitrilo (caucho BA o ABR):
viton
1,3 butadieno

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Poli Estireno-Butadieno-Estireno: (Caucho SBS)
El poli(estireno-butadieno-estireno), o SBS, es un caucho duro, que se usa
para hacer objetos tales como suelas para zapatos, cubiertas de neumáticos,
y otros donde la durabilidad sea un factor importante. Es un copolímero en
bloque. Su cadena principal está constituida por tres segmentos. El primero
es una larga cadena de poliestireno, el del medio es una cadena de
polibutadieno, y el último es otra larga sección de poliestireno.
Es un elastómero termoplástico. Estos son materiales que a temperatura
ambiente se comportan como cauchos elastoméricos, pero cuando se
calientan, pueden ser procesados como plásticos. La mayor parte de los
cauchos son difíciles de procesar, porque están entrecruzados.

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Polimerización por Adición 1,2 Cruzadas
Poliestireno de alto impacto (HIPS)
Es un copolímero de injerto. Consta de una cadena principal de poliestireno
y cadenas de polibutadieno injertadas en dicha cadena principal. El
poliestireno le confiere resistencia al material, en tanto que las cadenas del
elastómero polibutadieno le otorgan la elasticidad suficiente como para
lograr que sea menos quebradizo
1.2 Cruzada o Ramificada
Adición 1,2:
Se obtiene a partir del butadieno y sus derivados. Debe tener dos dobles
enlaces no necesariamente conjugados

22
Poliestireno de alto impacto (HIPS)
Polimerización por Adición 1,2 Cruzadas

23
2 . Polimerización de Condensación
 Los polímeros de condensación se caracterizan porque la
reacción química que forma al polímero produce a la vez una
molécula sencilla y pequeña como agua, cloruro de hidrógeno,
etc. En los polímero por adición sólo se formaba el polímero
Estos polímeros pueden formarse:
a) Con una sola sustancia que posea dos grupos funcionales en la misma
molécula
b) Con dos sustancias, cada una de las cuales tiene dos veces el mismo
grupo funcional en su molécula
c) Con una sola sustancia que posea dos veces el mismo grupo funcional

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2.1 . Polimerización de Condensación Lineales
Resinas fenólicas:
Copolímero: el metanal o fomaldehido se condensa por exceso de fenol.
El oxígeno del grupo carbonilo se combina inicialmente con dos hidrógenos de dos
moléculas de fenoles en posición orto. Tienen peso molecular relativamente bajos y
son solubles en disolventes oxigenados y en hidróxido de sodio pero no en
hidrocarburos. Se utiliza para barnices, adhesivos, y polvo de moldeo para la
fabricación de plásticos termoestables.

25
Resinas de esterificación:
Se obtiene por condensación de polialcoholes con poliácidos (copolímeros)
para dar poliesteres. Se forman largas cadenas. Son resistentes al calor, fuertes,
repelentes al agua y poco permeable a los gases. Se lo utiliza como fibras y
películas. Usos: botellas para bebidas, fibras textiles, sogas.

26
Polietilentereftalato (PET):
Copolímeros: 1,2-etanodiol (etilenglicol) y ácido terftálico.
Nombre comercial: Dacron, Terylene, Trevira
Resinas de esterificación

27
Resina poliamídicas:
Se obtienen por condensación de ácidos dicarboxílicos con diaminas
conteniendo ambos tipos de sustancias cuatro o más grupos metílicos
intermedios para evitar la formación de anillos o bien con una sola sustancia
que posea los dos grupos funcionales en la misma molécula (aminoácidos).
Son tenaces, de baja absorción de agua, hilables y autolubricantes. Usos:
fibras textiles, sogas, bujes, cojinetes, engranajes.

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Nylon 6 :
Monómero: ácido 6-aminohexanoico
Resina poliamídicas

29
Nylon 6,6
Copolímero: ác. adípico o hexanodioico y 1,6-hexanodiamina
Resina poliamídicas

30
2.1 . Polimerización de Condensación lineal
Siliconas:
El silicio es el segundo elemento del grupo 14 de la tabla periódica y tiene
algunas propiedades semejantes al elemento carbono.
Puede formar cadenas consigo mismo, aunque son relativamente cortas
(máximo 4 átomos de Si, en compuestos estables):
SiH4 silano Si2H6 disilano
La sustitución de los átomos de hidrógeno unidos al átomo de silicio por
grupos hidroxilo permite pasar de silanos, ya sean ellos dihidroxialquilsilanos
o trihidroxialquilsilanos a siloxanos .

31
Por reacciones de condensación con pérdida de agua, los siloxanos forman los
polisiloxanos o siliconas
Polidimetilsiloxano (PDMS):
Monómero: dimetil silanodiol
2.1 . Polimerización de Condensación lineal
Siliconas:
Las siliconas constituyen buenos elastómeros porque
la cadena principal es muy flexible. Los enlaces entre
un átomo de silicio y los dos átomos de oxígeno
unidos, son altamente flexibles

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2.2 . Polimerización de Condensación Cruzadas
Los polímeros de condensación con uniones cruzadas son cadenas de
átomos como los lineales pero vinculados entre ellas mediante puentes
formados por grupos de átomos
Resinas fenólicas- formaldheído (bakelitas):
Se obtienen por condensación de fenol con formaldheído (igual al caso lineal)
en presencia de exceso de formaldehido o bien aplicando calor en un medio
ácido. Se producen así reacciones cruzadas, con liberación de agua, que dan
lugar a puentes –CH2-. en todas direcciones , entres las estructuras lineales
anteriores. Resulta una resina entrecruzada, infusible e insoluble. No puede
ablandase mas por calor, es termorrígida. Se usa para barnices y adhesivos.
Tienen gran resistencia al calor y adquieren gran resistencia mecánica si se les
agrega fibras sintéticas como nylon.

33
Bakelita

34
Resinas de esterificación
El tipo fundamental de estas resinas es la obtenida con glicerina (propanotriol)
y el ác.ftálico (o del anidridoftálico) para obtener GLIPTAL. Arde con facilidad y
se utiliza como plastificante. Como líneas de pesca, masilla, films y laminados.
Anhidrido ftalico

35
Siliconas: se obtienen resinas entrecruzadas a partir del trihidroxialquilsilano.
Urea formaldehído: se obtiene reaccionando metildiamida y formaldehido
(metanal). Arde con dificultad, no mantiene la llama, tiene olor picante,
carboniza y cruje

36
Melamina formaldehído (MF)
Se obtiene reaccionando melamina y formaldehido (metanal).
Usos: discos antiguos

37
Otros polímeros interesantes
Policarbonatos:
El policarbonato de bisfenol A, es un plástico
claro usado para hacer ventanas inastillables,
lentes livianas para anteojos y otros. La
General Electric fabrica este material y lo
comercializa como Lexan
Policarbonato que se utiliza para hacer lentes ultra-livianas

38
Resinas Epoxi:
Pegamento: El diepoxi y la
diamina reaccionan y se unen
entre sí, de manera tal que se
enlazan todas las moléculas del
diepoxi y de la diamina, de
esta forma:

39
Poliuretanos:
Los poliuretanos se
sintetizan haciendo
reaccionar
diisocianatos con
dialcoholes
Los poliuretanos componen la única
familia más versátil de polímeros
que existe. Pueden ser elastómeros
y pueden ser pinturas. Pueden ser
fibras y pueden ser adhesivos.
Aparecen en todas partes. Un
poliuretano maravillosamente
extraño es el spandex.

40
Poliuretanos:
Spandex o Lycra: tiene enlaces urea y uretanos

41
Celulosa Almidón
Polímeros Naturales:

42
Fuerzan intermoleculares, estructura y
propiedades Mecánicas de los polímeros
Fuerzas intermoleculares
Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de
tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen
una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas
se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la
composición química del polímero y pueden ser de varias clases
Fuerzas de Van der Waals (electroestáticas): muy débiles en las
moléculas de tamaño normal, pero en los polímero se multiplican. polietileno
Dipolos permanentes: como en el caso de los poliésteres
Enlaces de hidrógeno: Como en las poliamidas (nylon).
La fuerza total de atracción entre las moléculas del polímero,
dependería del número de las interacciones sin embargo las cadenas
de los polímeros no pueden, por lo general, acomodarse con la
perfección que sería requerida

43
Estructura de los polímeros
Los polímeros son en gran parte materiales amorfos (no cristalinos). En
lugar de exhibir fases cristalinas con puntos de fusión bien definidos, los
polímetros se reblandecen en un rango de temperaturas.
Las cadenas son muy largas y fácilmente se
enmarañan y a demás, en el estado fundido se
mueven en un medio muy viscoso, así que no
puede esperarse en ellos un orden tan perfecto
•La cristalinidad hace que los materiales sean
resistentes, pero también quebradizos.
•Un polímero totalmente cristalino sería
demasiado quebradizo como para ser empleado
como plástico

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Altamente Cristalinos: Altamente Amorfos:
Polipropileno Poli(metil metacrilato)
Poliestireno sindiotáctico Poliestireno Atáctico
Nylon Policarbonato
Kevlar y Nomex Poliisopreno
Policetonas Polibutadieno
¿Pero por qué algunos polímeros son altamente cristalinos y otros son
altamente amorfos? Existen dos factores importantes, la estructura
polimérica y las fuerzas intermoleculares
Los polímeros amorfos poseen una temperatura de transición vítrea Tg por
encima de la cual las cadenas poliméricas adquieren gran movilidad. Si Tg es
inferior a Tamb el polímero se comportará como un plástico flexible, de lo
contrario se comportará como rígido y quebradizo.

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Cristalinidad y estructura polimérica
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.
Polietileno: puede ser cristalino o
amorfo. El polietileno lineal es casi
100% cristalino. Pero el ramificado no
puede empaquetarse en la forma que
lo hace el lineal, por lo tanto, es
altamente amorfo.
Poliestireno El PS sindiotáctico e
isotáctivo poseen una estructura
regular, y puede ser empaquetado
en estructuras cristalinas

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Cristalinidad y fuerzas intermoleculares
Las fuerzas intermoleculares pueden ser de gran ayuda para un polímero que
quiera formar cristales.

47
Pagina Web interesante
http://pslc.ws/spanish/index.htm

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