El documento describe los polímeros, su estructura, clasificación y procesos de polimerización, así como sus aplicaciones y propiedades. Se clasifican según su origen, naturaleza, estructura y comportamiento térmico, destacando tipos como termoplásticos, termoestables y elastómeros. Se mencionan ejemplos específicos de polímeros como polietileno, polipropileno y resinas epóxicas, junto con sus aplicaciones en diversas industrias.

1. FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
MATERIALES POLIMÉRICOS

2. ¿QUÉ SON LOS POLÍMEROS?
Etimología : proviene del Griego Poly (muchos) y meros
(parte, segmento).
Grandes cadenas de unidades
pequeñas unidas por enlaces
covalentes.
Es la unión de cientos de miles de
moléculas pequeñas denominadas
Monómeros que forman enormes
cadenas de diversas formas.

3. • Monómero: compuesto molecular simple que puede unirse
de forma covalente con otros para formar cadenas
moleculares largas.
• Polímero: se producen por la unión de miles de moléculas
pequeñas llamadas monómeros formando enormes
cadenas de las formas mas diversas.
• Un material polimérico es un material cuya estructura
interna esta formada por polímeros.
• Polimerización: es un encadenamiento de las moléculas de
los monómeros por uno o mas de los enlaces que estos
tienen bajo la influencia del calor o de un catalizador.
• Homopolímero: son polímeros compuestos por monómeros
idénticos.
ALGUNAS DEFINICIONES:

4. • Copolímero: compuesto formado por dos monómeros diferentes
polimerizados al mismo tiempo.
• Alternantes.
• Aleatorios.
• De injerto.
• Por ejemplo el cloruro de vinilo + acetato de vinilo
• Estireno + acrilonitrilo.
• Polímeros isómeros: polímeros con la misma composición en porcentaje
pero con diferente colocación de los átomos o grupos de átomos.
• PLÁSTICO: material de peso molecular elevado que contiene como
componente esencial una sustancia orgánica que en su estado final es
un sólido y que en alguna de sus fases de formación pudo moldearse
por fluidez.
ALGUNAS DEFINICIONES:

5. ¿CÓMO SE PRODUCEN?
Polimerización.- Es un proceso de
encadenamiento de las moléculas de los
monómeros por uno o más enlaces que ellos
tienen bajo la influencia del calor o de un
catalizador.

6. ¿CÓMO SE PRODUCEN?
Un catalizador es una sustancia (compuesto o elemento) capaz
de acelerar (catalizador positivo) o retardar (catalizador negativo
o inhibidor) una reacción química, permaneciendo éste mismo
inalterado (no se consume durante la reacción). A este proceso
se le llama catálisis.

7. ¿CÓMO SE PRODUCEN?
Principales Procesos de Polimerización:
 Por Adición.- Los monómeros interactúan entre sí, sin
perder ningún átomo.
 Por Eliminación o Condensación.- Se producen pérdidas
moleculares de los compuestos que reaccionen (generalmente
alcohol o agua)

8. CLASIFICACIÓN:
Según su origen:
• Naturales .- Seda, celulosa, lana, etc.
• Artificiales .- Nitrocelulosa, acetato de celulosa.
• Sintéticos .- Plásticos.
Según su naturaleza:
 De procedencia orgánica.
 De procedencia inorgánica.

9. CLASIFICACIÓN:
Según su estructura:
• Macromoléculas lineales.
• Macromoléculas ramificadas.
• Macromoléculas entrecruzadas o reticuladas.
Según su configuración espacial:
 Isotácticos.- ordenación uniformes.
 Sindiotácticos.- ordenación alterada.
 Atácticos .- Sin ordenación.

10. CLASIFICACIÓN:
Según sus aplicaciones:.- Atendiendo a sus propiedades y uso
final, se pueden clasificar en:
Tipo Descripción
Elastómeros Bajo módulo de elasticidad y alta
extensibilidad; en cada ciclo de extensión y
contracción los elementos elastómeros
absorben energía (propiedad denominada
Resilencia)
Plásticos Ante un esfuerzo suficientemente intenso, se
deforman irreversiblemente.

11. CLASIFICACIÓN:
Según sus aplicaciones: Atendiendo a sus propiedades y uso
final, se pueden clasificar en:
Tipo Descripción
Fibras Presentan alto módulo de elasticidad y
baja extensibilidad.
Recubrimientos Son sustancias normalmente líquidas, que
se adhiere a la superficie de otros para
otorgarles alguna propiedad.
Adhesivos Son sustancias que combinan una alta
adhesión y una alta cohesión, lo que les
permite unir dos o más cuerpos por
contacto superficial

12. CLASIFICACIÓN:
Según sus comportamiento al elevar su temperatura:
Tipo Descripción
Termoplásticos Fluyen al calentarlos y se endurecen al
enfriarlos, ejemplo: Polietileno (PE),
Polipropileno (PP) y Policloruro de vinilo
(PVC).
Termoestables No fluyen, al calentarlos se descomponen
químicamente.

13. EJEMPLOS DE POLÍMEROS DE GRAN
IMPORTANCIA
- POLIETILENO (PE) (HDPE O LDPE, ALTA O
BAJA DENSIDAD)
- POLIPROPILENO (PP)
- POLIESTIRENO (PS)
- POLIURETANO (PU)
- POLICLORURO DE VINILO (PVC)
- TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET)
- POLIMETILMETACRILATO (PMMA)
- POLIANILINA (PANI)
PET

14. RESISTENCIAS MECÁNICAS

15. RESPUESTA AL CALENTAMIENTO.
Temperatura de transición del estado vítreo (TG). A esta
temperatura, que es distinta para cada polímero, las
cadenas adquieren la suficiente energía para desplazarse
unas respecto a las otras.
Los termoplásticos, por debajo de esta temperatura son
rígidos, y deformables por encima de ella.
Los termoestables como el grado de entrecruzamiento de
las cadenas es tan alto, por encima de TG la estructura
permanece rígida y solo se produce movimiento cuando los
enlaces químicos han desaparecido, es decir, hay que
destruir el polímero para que este fluya.
En los elastómeros, su aplicación ha de ser a temperaturas
superiores a TG para que sigan siendo elásticos.

16. RESISTENCIA MECÁNICA
COMPRESIÓN, FLEXIÓN, TRACCIÓN Y CORTADURA.
Los termoplásticos amorfos por debajo de TG son
poco flexibles y conservan buena aptitud ante
tracciones.
Con adición de plastificantes y fibras se modifica la
flexibilidad.
En polímeros altamente cristalinos y rígidos, el
comportamiento ante flexiones y tracciones son
similares.

17. ROZAMIENTO Y DESGASTE
El valor del coeficiente de rozamiento depende de la
naturaleza de las dos superficies en contacto.
•PTFE Y PEAD tienen un coeficiente muy bajo.
•PEBD tiene un coeficiente muy superior.
Para corregir un alto coeficiente de rozamiento, se le
pueden añadir al polímero lubricantes sólidos como el
grafito, teflón.
•los elastómeros presentan coeficiente de rozamiento
muy altos, siendo en ellos una cualidad muy importante al
darles adherencia.
PROPIEDADES ELÉCTRICAS.
En general son malos conductores eléctricos por lo que se
usan como aislantes en la industria eléctrica y de la
electrónica.

18. PROPIEDADES ÓPTICAS.
· Capacidad para trasmitir luz a través. polímeros amorfos
(PMMA) trasparentes
Tomar color. Se añaden tintes par colorear sin perder
transparencia y pigmentos para colorear produciendo opacidad.
Pueden disponer de brillo dando buena presencia estética.
Foto degradación en presencia sobre todo de radiaciones ultra
violeta, pudiéndose corregir con pigmentos absorbentes.
PERMEABILIDAD A LOS GASES Y VAPORES
Las resinas de ABS y el PVC son impermeables a ambos.
PE, PP, y el PTFE son permeables al vapor de agua pero
muy permeables al oxígeno.

19. PROPIEDADES TERMICAS
Son malos conductores del calor por lo que se usan como
aislantes térmicos.
Polímeros cristalinos (PE, PP, PTFE), tienen mayor
conductividad.
Polímeros amorfos (PVC, PS, PMMA), tienen menor
conductividad.
ESTABILIDAD A ALTAS TEMPERATURAS Y COMPORTAMIENTO
EN EL FUEGO
A altas temperaturas se puede dar degradación química,
dependiendo la temperatura de cada polímero..
La combustión de los plásticos produce gran cantidad de
gases tóxicos y humos teniéndolo que tener presente
en caso de incendio.

20. RESISTENCIA A DISOLVENTES Y REACTIVOS
QUÍMICOS
Presenta grandes ventajas frente a materiales
como los metales ( inexistencia de corrosión) , el
vidrio
Los grandes enemigos de los plásticos son:
· Disolventes que producen hinchamiento
· Los ácidos y bases fuertes hidrolizan los grupos
ester o amida.
· Los oxidantes fuertes producen oxidación y fisión
de las moléculas poliméricas.
· Ozono y rayos UV.

21. Tipos de Polímeros Más Comunes
POLIETILENO.
Éste es el termoplástico más
usado en nuestra sociedad. Los
productos hechos de polietileno
van desde materiales de
construcción y aislantes
eléctricos hasta material de
empaque. Es barato y puede
moldearse a casi cualquier
forma, extruírse para hacer
fibras o soplarse para formar
películas delgadas. Según la
tecnología que se emplee se
pueden obtener dos tipos de
polietileno.

22. APLICACIONES DEL POLIETILENO EN
CONSTRUCCIÓN:
•Como elemento auxiliar del hormigón colocándolo para
facilitar desencofrados y tapándolo en presencia de
altas temperaturas evitando que se arrebate.
•Protección contra la intemperie bien para los
trabajadores, bien protegiendo los trabajos.
En tuberías de conducción de agua de instalaciones
sanitarias, red general de abastecimiento.
•Geomembranas y geotextiles para protección de
láminas de impermeabilización, bajo tarimas
flotantes.
• Espumas para recibir puertas, ventanas, realizar juntas
de dilatación.

23. Geomalla
Tubería HDPE
Geomembrana
Geocelda

24. •OTRAS APLICACIONES.
. Cuerdas, redes
· Tuberías, mangueras.
· Recubrimiento de cables eléctricos.
. Envases
· Plásticos para invernaderos
· Fabricación de tetrabrick
·

25. Polietileno de Baja Densidad.
•No tóxico
•Flexible
•Liviano
•Transparente
•Inerte (al contenido)
•Impermeable
•Poca estabilidad dimensional, pero
fácil procesamiento.
•Bajo costo
Es un material termoplástico blanquecino, de transparente
a translúcido, y es frecuentemente fabricado en finas
láminas transparentes. Las secciones gruesas son
translúcidas y tienen una apariencia de cera.

26. Polietileno de alta densidad (HDPE).
Tiene un bajo nivel de ramificaciones, por lo cual su
densidad es alta, las fuerzas intermoleculares son altas
también.
Se emplea para hacer recipientes moldeados por soplado,
como las botellas y los caños plásticos(flexibles, fuertes y
resistentes a la corrosión).
• Resistente a las bajas
temperaturas;
• Alta resistencia a la tensión,
compresión, tracción;
• Impermeable;
• Inerte (al contenido), baja
reactividad;
• No tóxico.

27. POLIPROPILENO
EL POLIPROPILENO SE PRODUCE DESDE HACE MÁS DE
VEINTE AÑOS, PERO SU APLICACIÓN DATA DE LOS ÚLTIMOS
DIEZ, DEBIDO A LA FALTA DE PRODUCCIÓN DIRECTA PUES
SIEMPRE FUE UN SUBPRODUCTO DE LAS REFINERÍAS O DE
LA DESINTEGRACIÓN DEL ETANO O ETILENO.

28. Este polímero se obtiene polimerizando el cloruro de vinilo.
Existen dos tipos de cloruro de polivinilo, el flexible y el rígido.
Ambos tienen alta resistencia a la abrasión y a los productos
químicos. Pueden estirarse hasta 4 veces y se suele
copolimerizar con otros monómeros para modificar y mejorar la
calidad de la resina. Las resinas de PVC casi nunca se usan solas,
sino que se mezclan con diferentes aditivos.
SEL Y SAP
CLORURO DE POLIVINILO - CLORURO DE POLIVINILO (PVC).

29. El PVC flexible se destina para hacer manteles, cortinas
para baño, muebles, alambres y cables eléctricos; El PVC
rígido se usa en la fabricación de tuberías para riego,
juntas, techado y botellas.

30. POLIESTIRENO (PS)
El poliestireno(ps) es el tercer termoplástico de
mayor uso debido a sus propiedades y a la facilidad
de su fabricación. Posee baja densidad, estabilidad
térmica y bajo costo.
El hecho de ser rígido y quebradizo lo desfavorecen.
Posee buenas propiedades eléctricas, absorbe poco
agua (buen aislante eléctrico), resiste
moderadamente a los químicos, pero es atacado
por los hidrocarburos aromáticos y los clorados.

31. Los usos más comunes son:
Poliestireno de medio impacto: Vasos, cubiertos y platos
descartables, empaques, juguetes.
Poliestireno de alto impacto: Electrodomésticos(radios, TV,
licuadoras, teléfonos lavadoras), tacos para zapatos, juguetes.
Poliestireno cristal: piezas para cassettes, envases desechables,
juguetes, electrodomésticos, difusores de luz, plafones.
Poliestireno Expandible: envases térmicos, construcción
(aislamientos, tableros de cancelería, plafones, casetones, etc.

32. POLIÉSTER
El poliéster termoplástico más conocido es el PET.
El PET está formado sintéticamente con Etilenglicol más tereftalato de dimetilo,
produciendo el polímero o poltericoletano. Se obtiene la fibra, que en sus inicios
fue la base para la elaboración de los hilos para coser, y actualmente tiene
múltiples aplicaciones como la fabricación de botellas de plástico que
anteriormente se elaboraban con PVC.
Las resinas de poliéster (termoestables) son usadas también como matriz para la
construcción de equipos, tuberías anticorrosivos, fabricación de pinturas. Para dar
mayor resistencia mecánica suelen ir reforzados con cortante, o también llamado
endurecedor o catalizador, sin purificar. No purificar.
El poliéster, es una resina termoestable obtenida por polimerización del estireno y
otros productos químicos. Se endurece a la temperatura ordinaria y es muy
resistente a la humedad, a los productos químicos y a las fuerzas mecánicas. Se usa
en la fabricación de fibras, recubrimientos de láminas, etc.

33. Resinas poliéster
Se hacen principalmente a partir de los
anhídridos maleico y fetálico con
propilenglicol y uniones cruzadas con
estireno. El uso de estas resinas con refuerzo
de fibra de vidrio ha reemplazado a
materiales como los termoplásticos de alta
resistencia, madera, acero al carbón, vidrio y
acrílico, lámina, cemento, yeso, etc.
Las industrias que más la utilizan son la
automotriz, marina y la construcción. Las
resinas de poliéster saturado se usan en las
lacas para barcos, en pinturas para aviones y
en las suelas de zapatos.

34. Resinas epóxicas
Las resinas epóxicas comerciales se hacen a partir del bisfenol
A (obtenido a partir del fenol y la acetona), y la epiclorhidrina
(producida a partir del alcohol alílico).
Sus propiedades más importantes son: alta resistencia a
temperaturas hasta de 500°C, elevada adherencia a
superficies metálicas y excelente resistencia a los productos
químicos. Se usan principalmente en recubrimientos de latas,
tambores, superficies de acabado de aparatos y como
adhesivo.

35. POLIURETANOS (PUR)
Se obtiene por copolimerizacion del isocianato junto con el poliol.
Sus principales propiedades son:
·Excelente aislamiento térmico.
·Resistentes al agua y a la intemperie
·Buena resistencia química excepto con ácidos y bases
concentrados y disolventes orgánicos
· Con aditivos son difícilmente inflamables.

36. PRINCIPALES USOS:
· Como pinturas en suspensión, dando plasticidad e
impermeabilidad.
· Como adhesivos.
· Fibras textiles (lycra)
· Como espumas aislantes.

37. TIPOS DE ESPUMAS:
Las espumas (polimeros expandidos) son productos
porosos, de baja densidad, obtenidos por
dispersión de un gas en el interior de un polímero,
bien sea termoplástico o termoestable antes de
someterlo al proceso de endurecimiento.

38. Sus principales propiedades son:
Propiedades físicas y mecánicas: magnifica trasparencia,
resistente a altas y bajas temperaturas, gran dureza
superficial y resistencia al impacto al ser muy tenaz.
Propiedades químicas: poco higroscópico, resistente a grasas
aceites y carburante, resistente al ozono y de resistencia
limitada frente a la luz UV.
Es atacado por amoniaco, H+ y OH− produciendo
hidrólisis.
POLICARBONATO (PC)

39. APLICACIONES
· Vidrios de seguridad
· Cristal para protección de
luminarias
· Parachoques de automóviles,
faros.
· Gafas de seguridad
· Piezas de ordenador compact
disc.
· Se usa con aleaciones de
diferentes resinas para fabricar
lentes de contacto.

40. POLICARBONATO CELULAR.
· Gran transparencia.
· Alta resistencia a productos químicos.
· Resistencia a la intemperie.
· Resistente a tracción y golpes.
· Arde con dificultad y se apaga solo.
· Muy ligero.
. Se usa para cubiertas trasparentes, claraboyas. cabinas telefónicas
de ducha, mamparas, tabiques.

41. Su nombre comercial más conocido es el de PLEXIGLAS.
Se obtiene por polimerización del metacrilato por la acción
de la luz, calor u oxigeno.
Es transparente, claridad excepcional y buenas propiedades
ópticas.
No sufre cambios con la temperatura. Se puede coser,
taladrar, pulir.
Buena resistencia a agentes químicos y
agentes atmosféricos, siendo atacado por esteres, acetonas,
ácidos orgánicos y álcalis.
Sus propiedades lo hacen apto para sustituir en numerosos
casos al vidrio par la fabricación de lentes,
lentillas, parabrisas, mirillas.
Polimetilmetacrilato de metilo (PMMA)

42. Resistencia a la intemperie
Los acrílicos pueden estar expuestos a la intemperie por largos
períodos de tiempo y no demuestran cambios significativos en color
o propiedades físicas.
Ópticas
La transmisión de luz visible es del 92%, siendo igual a la del vidrio
óptico.
Resistencia al Impacto
Para uso general una resistencia de 0.2 a 0.5 Libra- pie/pulgada,
aproximadamente 6 veces mayor a la del vidrio.
Resistencia a Químicos
Es resistente al agua, álcalis, ácidos diluidos, ésteres simples,
hidrocarburos alifáticos, pero no se recomienda para disolventes
orgánicos, acetonas, hidrocarburos clorados y aromáticos.
Aislamiento Eléctrico
Tiene buenas propiedades aislantes y resistencia al paso de
corriente.

43. PROPIEDADES TÉRMICAS
La temperatura de deflección varía de 72 a
100 grados centígrados con una temperatura
de servicio típica de 80 grados centígrados,
es 20% mejor aislante que el vidrio.
Ligereza
Peso específico de 1.19 gr/cm cúbico, es 50% más ligero que el vidrio, 43% más
ligero que el aluminio.
Dureza
Similar a la de los metales no ferrosos como el cobre y el latón. Dureza Barcol 50
unidades..
Flamabilidad
Es combustible, pero a la velocidad de 1.2 cm/min. se puede formular con
retardancia a la flama.
(Actualmente se está discutiendo los términos, pues flamable realmente significa "Objeto que se
prende con facilidad" pero como está la palabra inflamar para referirse a algo que se prende fuego, es
por eso que se utiliza inflamable.)

44. APLICACIONES EN CONSTRUCCIÓN.
· Revestimiento de paredes exteriores.
. Adhesivos

45. El POLITETRAFLUORETILENO (PTFE)
es un polímero similar al polietileno, en el que los átomos de
hidrógeno han sido sustituidos por átomos flúor. La fórmula química
del monómero, tetrafluoretileno, es CF2.
También llamado Bajo el nombre de Teflon, en algunas regiones.
APLICACIONES:
En pinturas y barnices.
En estructuras y elementos sometidos a ambientes corrosivos, así
como en mangueras y conductos por los que circulan productos
químicos.

46. Propiedades
La virtud principal de este material es que es prácticamente inerte,
no reacciona con otras sustancias químicas excepto en situaciones
muy especiales. Esto se debe básicamente a la protección de los
átomos y partículas de jorja flúor sobre la cadena carbonada. Esta
carencia de reactividad hace que su toxicidad sea prácticamente
nula, y es, de hecho, el material con el coeficiente de rozamiento
más bajo conocido. Otra cualidad característica es su
impermeabilidad, manteniendo además sus cualidades en
ambientes húmedos.
Es también un gran aislante eléctrico y sumamente flexible, no se
altera por la acción de la luz y es capaz de soportar temperaturas
desde -270°C (3 K) hasta 300 °C (573 K). Su cualidad más
conocida es la antiadherencia.

47. Las siliconas son polímeros inorgánicos, es decir, no
contienen átomos de carbono en su cadena
principal. Esta es una cadena alternada de átomos
de silicio y de oxígeno. Cada silicona tiene dos
grupos unidos a la misma y éstos pueden ser grupos
orgánicos. La silicona más común se llama
polidimetil siloxano.
SILICONAS

48. Uno de los polímeros naturales mejor
conocidos es el poliisopreno, o caucho
natural. Es lo que llamamos un elastómero,
es decir, después de ser estirado o
deformado, recupera su forma original.
Normalmente, el caucho natural es tratado
para producir entrecruzamientos, lo que lo
convierte en un elastómero aún mejor.
Se utilizan en apoyos móviles de puentes.
POLIISOPRENO

49. • Preguntas de investigación:
• Indique aplicaciones de cada tipo
de polimeros