POLMEROS

Hay polmeros naturales y polmeros sintticos

Deriva de griego:

Polmero

POLI que significa muchos

y de MEROS que significa partes

"plastikos" que significa moldeable

Deriva de griego:

PLSTICO

Es el trmino popular para una gran

variedad de polmeros sintticos

hechos por el hombre

Polmeros

Molculas grandes que estn constituidas de unidades qumicas que se

repiten (meros) Polmeros:

Material constituido por

ms de 500 meros unidos entre s

Meros

5 o mas tomos

Polmeros Orgnicos Naturales

Polisacridos (celulosa, almidn)

Protenas

(cabello, piel, tejido)

Polinucletidos

(ADN, ARN)

Polmeros Orgnicos Sintticos

Acrlicos (vidrio orgnico)

Polivinlicos (hojas plsticas y

materiales para plomera)

Poliestirenos (materiales aislantes)

Nylons (poliamidas)

HISTORIA DE LOS

POLMEROS SINTTICOS

MODIFICACIN ESTRUCTURAL A LOS POLMEROS

NATURALES

ALMIDN

HULE

ESTRUCTURA QUMICA DEL HULE NATURAL

HULE NATURAL

OH

O

OO

H2C

OH

O

H

HO

H

O

OH2C

OH

O

H

HH

H

O

OH

H2CO

O

H

OH

H

O

OH

H2CO

O

H

O

Estructura de la celulosa

Polisacridos

Hevea

Brasiliensis

Castilloa elstica

Se separa el hule natural del agua y otros materiales. El hule coagulado

es ' transformado en crepe, granulado o lamina ahumada.

HULE CRUDO

BENEFICIO

CAUCHO MS SIMPLE ES EL ISOPRENO O

2-METILBUTADIENO

Temperatura (C) Apariencia fsica del

caucho puro

- 195 Es un slido duro y

transparente

0 a 10

Es frgil y opaco

20

Se vuelve blando, flexible y

translcido

50 Adquiere una textura de

plstico pegajoso

200 Se descompone.-

ESTRUCTURA QUMICA DEL HULE NATURAL

HULE NATURAL

1. Se fundan en climas calientes

2. Se congelaban y rompan en climas fros

3. Se adheran prcticamente a todo

Productos que se obtenan del hule:

Charles Spencer Goodyear

Charles Goodyear en forma accidental

mezcl algo de hule con azufre en una

estufa caliente

Azufre entrecruzado

Cadenas de polmero

Hule vulcanizado

1er. elastmero obtenido

ALMIDN

En el siglo XIX se busc modificar a los

coloides y a los polmeros naturales para

formar nuevos materiales.

NUEVOS MATERIALES

En 1870, John Wesley Hyatt us

celulosa modificada qumicamente para

producir un nuevo producto que se

conoce con el nombre de celuloide,

John Wesley Hyatt

Celuloide, nitrato de celulosa

Se utiliz para fabricar diversos productos como peines

para el pelo

o bien para las pelculas del cine mudo.

Celuloide:

nitrato de celulosa

La celulosa ocupa un lugar importante en la historia

de los polmeros porque fue utilizada para hacer algunos de los PRIMEROS POLMEROS SINTTICOS, tales como el nitrato de celulosa, acetato de celulosa y rayn.

Polisacridos

Hilado de fibras de algodn para formar el hilo de algodn

Comercializ la primera fibra textil sinttica, al hilar hilos

de nitrato de celulosa para formar una fibra artificial, que

se conoce como rayn o seda de Chardonnet

En 1890:

Louis-Marie-Hilaire Bernigaud,

Conde de Chardonnet

Obtuvo una patente en 1884 por una fibra

que obtuvo por un proceso de extrusin

de nitrato de celulosa nitrate a travs de

capilares muy finos, controlando la

inflamabilidad del compuesto

En la Exposicin de Paris de 1889 mostr

por primera vez diferentes productos

hechos a base de rayn.

Polmeros sintticos

Leo Hendrik Baekeland

1907 descubre la bakelita

El original Baekelizador, el cual fue

usado por Baekeland y sus

colaboradores de 1907 a 1910 para

formar Bakelita por medio de la

reaccin entre fenol y formaldehdo,

bajo presin y altas temperaturas

Resina fenol-formaldehdo

BAKELITA

(SLIDO ENTRECRUZADO)

calor fenol

Calor

- H2O

REPETIR

BAKELITA

(SLIDO ENTRECRUZADO)

Botones de bakelita Rotor de un distribuidor

hecho de bakelita

ESTRUCTURA DE LA BAKELITA:

BAKELITA (POLMERO ENTRECRUZADO)

POLIURETANOS.

dialcohol

diisocianato

POLIURETANO

POLIURETANO

Historia

1937

Otto Bayer primera sntesis en Alemania.

Otto Bayer

(1902 - 1982)

Historia del poliuretano

1937 Otto Bayer descubre la qumica bsica del poliuretano. La empresa Bayer,

donde fortuitamente trabajaba, patenta el proceso (Patente DRP 728981)

1940 Se utiliza por primera vez espuma rgida en aviones.

1948 Primera aplicacin como aislante, en un barril de cerveza.

1949 Se crea el "hule" de poliuretano vulcanizado para llantas.

1953 Desarrollo de piel sinttica para calzado.

1954 Surge el relleno de espuma.

1958 Aparece la fibra "spandex".

1969 Se aplica en las defensas de los autos.

1970 Se desarrolla una imitacin de madera, as como aplicaciones mdicas.

1979 Aplicacin como aislante en edificios.

1981 Se aprovecha en la fabricacin de tablas de surf.

1993 Se utiliza para fabricar catteres.

1995 Empleado en llantas de bicicleta.

2001 Su uso se extiende a las llantas de automviles

La invencin de estas espumas (las cuales inicialmente se llemarano

como imitacuin de un queso suizo por sus inventores fue gracias a que el

agua se introdujo accidentalmente en la mezcla de reaccin

GAS

POLIURETANOS.

Propiedades mecnicas variadas en gran medida por el empleo de diferentes

isocianatos o dioles como, por ejemplo, el polietilenglicol.

Provoca la generacin de ms o menos cantidad de CO2, el cual aumenta

el volumen del producto en forma de burbujas

La adicin de cantidades variables de H2O

Los poliisocianatos estuvieron

comercialmente disponibles. La

produccin comercial de la espuma

flexible de poliuretano comenz en 1954,

y la cual utiliz como materias primas al

toluenisocianato y a polioles.

1952

Estos materiales tambin se usaron para producir espumas rgidas, gomas

de hule y elastmeros. Tambin se produjeron fibras lineales a partir del

diisocianato de hexametileno y el 1,4-butanodiol

POLMEROS VINLICOS

POLMERO LINEAL

cadena principal

grupos pendientes

n C C

HH

HH

C C C CCCCC

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

POLIETILENO ETILENO

polimerizacin

Eso es lo que muestra la siguiente figura:

Pero puede representarse ms fcilmente como en la

siguiente figura, slo con la cadena de tomos de

carbono, de miles de tomos de longitud:

Una molcula de polietileno lineal o PEHD

Una molcula de polietileno ramificada, o PELD

Cadenas ramificadas empacadas

Las ramificaciones evitan que las cadenas se acerquen entre s, hay pocas por

unidad de volumen, i.e. hay una menor densidad

Cadenas lineales empacadas

Sin ramificaciones, es posible un empacamiento ms cercano entre las molculas;

i.e. una densidad ms alta

3 - Grado de cristalinidad. Este factor afecta notablemente la resistencia, puesto que a medida que aumenta lo hacen la resistencia a traccin, modulo de elasticidad y densidad, tal como se observa en la figura 15.8.

Curvas tensin-deformacin para PE de alta y baja densidad.

Estructura repetitiva o unidad repetitiva.

POLIPROPILENO

Grupo metilo pendiente

Para simplificar las cosas, por lo general slo

representamos una unidad de la estructura repetitiva,

as:

La unidad repetitiva se encierra entre parntesis y el

subndice n indica el nmero de unidades repetitivas

en la cadena polimrica.

Poliestireno

C C

HH

ClH

CLORURO DE VINILO

POLICLORURO DE VINILO

POLIMETACRILATO DE METILO

n

C C

H

Cl

H

Hn

C C

CH3H

CH3H

ISOBUTILENO

POLIISOBUTILENO

C C

CH3

C

H

H O

OCH3

C C

CH3

CH3

H

Hn

C C

CH3H

CH

O

OCH3

METACRILATO DE METILO

POLITETRAFLUOROETILENO, QUE FABRICA LA COMPAA

DU PONT LO LLAMA TEFLON.

C C

FF

FF

TETRAFLUOROETILENO

POLITETRAFLUOROETILENOC C

F

F

F

Fn

POLIACETATO DE VINILO

n

C C

H

O

H

H

C O

CH3

C C

HH

OH C

O

CH3

ACETATO DE VINILO

C C C C CCCCCC

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

C C C C CCCCCC

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

Con un grupo metilo como grupo

pendiente: metacrilatos

Metacrilato de

metilo

Poli(metacrilato

de metilo)

La ventana ms grande del mundo es una ventana panormica

en el acuario de la baha de Monterrey en California, est hecha

de una sola pieza gigante de PMMA de 16.6 m de largo, 5.5 m de

alto y 33 centmetros de espesor

Es un polielectrolito, es un grupo ionizable

Poli(cido acrlico)

Absorbe H2O muchas veces su propio peso

sin ninguna dificultad.

Polmeros superabsorbentes

Se utiliza el poli(acrlato de sodio) en los paales

Polmero entrecruzado

seco

Polmero entrecruzado

hmedo

Formacin del gel de poliacrilato de sodio

Cultivo de hidroponia (soporte PAK) de acelgas con poliacrilato de sodio

1 semana 2 semana 3 semana

4 semana 5 semana 6 semana

Derivados con Nitrgeno

Existen varios derivados de los poliacrilatos que contienen

nitrgeno. La poliacrilamida y el poliacrilonitrilo son los dos que

se muestran en la figura. El poliacrilonitrilo se emplea para hacer

fibras.

El policloropreno se obtiene a partir del monmero

cloropreno, de la siguiente manera:

Policloropreno

El policloropreno tiene caractersticas similares a las de otros

polmeros dieno, como el poliisopreno y el polibutadieno

Cloropreno Policloropreno

Los nylons tambin se llaman poliamidas, debido a los

caractersticos grupos amida en la cadena principal. Las

protenas, tales como la seda a la cual el nylon n

reemplaz, tambin son poliamidas. Estos grupos amida

son muy polares y pueden unirse entre s mediante enlaces

por puente de hidrgeno. Debido a esto y a que la cadena

de nylon es tan regular y simtrica, los nylons son a

menudo cristalinos, y forman excelentes fibras.

GRUPO

AMIDA

SEIS TOMOS DE CARBONO SEIS TOMOS DE CARBONO

diamina cido dicarboxlico

Obtencin del nylon-6,10

Se asoci a las iniciales de las dos ciudades en las que se

pensaba que se iba a tener una gran demanda por el

producto (o a las ciudades de las que provenan los

investigadores que trabajaban en la DuPont):

Se asoci a las iniciales de la siguiente frase:

El Kevlar es una poliamida, en la cual todos los

grupos amida estn separados por grupos para-

fenileno, es decir, los grupos amida se unen al

anillo fenilo en posiciones opuestas entre s, en

los carbonos 1 y 4.

POSICIONES 1,4POSICIONES 1,4

H

N

O

CN

H

O

CC

O

C

O

N

H

N

H

El Nomex, por otra parte, posee grupos meta-fenileno, es

decir, los grupos amida se unen al anillo fenilo en las

posiciones 1 y 3.

H

N

O

CC

O

H

NC

O

H

N

O

C N

N

POSICIONES 1,3POSICIONES 1,3

El Kevlar es un polmero altamente cristalino Insoluble en la mayora de los disolventes orgnicos Punto de fusin arriba de 500 oC

Stephanie Kwolek

(1923-2014)

Encontr que el H2SO4 caliente era un buen disolvente

Las aramidas se utilizan en forma de fibras. Forman fibras an mejores que las poliamidas no aromticas, como el nylon 6,6.

NC

CN

O

OH

H

NC

H

O

NYLON-6,6

CONFORMACIONES DE LAS AMIDAS

N

O

C

H

NH

O

C

AMIDA TRANS AMIDA CIS

La misma molcula de la amida se puede

interconvertrir entre las conformaciones cis y

trans, originando una pequea energa.

En las poliamidas tambin existen las conformaciones

cis y trans.

NC

CN

O

OH

H

NC

H

O

NYLON-6,6

Cuando en una poliamida todos los grupos amida

estn en su conformacin trans, como por ejemplo en

el nylon 6,6, el polmero se estira completamente en

una lnea recta.

Pero lamentablemente, siempre existen unos pocos

enlaces amida en la conformacin cis. Por ello las

cadenas del nylon 6.6 nunca llegan a estar

completamente extendidas.

NC

CN

O

OH

H

NHC

O

SI UNA SOLA UNIN ES CIS

CAUSA UN RETORCIMIENTO

Necesita formar cadenas largas y completamente extendidas

Implica que se empaquetan ms adecuadamente Permite que se presente la forma cristalina que

caracteriza a las fibras.

Fibra

En el Kevlar, no es posible que la molcula adopte la

conformacin cis, por los Hidrgenos de los grupos

aromticos

CO

CO

HN

H

HN

C

O

C

O

H

N

H

O

NC

O

CH

H

De modo que la conformacin trans es la que

se encuentra generalmente.

H

N

O

CN

H

O

CC

O

C

O

N

H

N

H

H

H H H

HH

H

H

H

HH

H

H H

HH

Los anillos fenilos de las cadenas adyacentes se acomodan muy fcil y

cuidadosamente uno encima de otro, lo que hace al polmero an ms

cristalino, y sus fibras ms resistentes.

Las fibras polimricas, estn constitudas por

un polmero cuyas cadenas estn extendidas

en lnea recta (o casi recta) una al lado de la

otra a lo largo de un mismo eje, tal como se

observa en la figura:

Los polmeros ordenados en fibras como stas,

pueden ser hilados y usados como textiles. Las

prendas que usted usa, estn hechas de fibras

polimricas, al igual que las alfombras, las sogas, etc.

Polietileno

Polipropileno

Nylon

Polister

Kevlar y Nomex

Poliacrilonitrilo

Celulosa

Poliuretanos

POLMEROS QUE PUEDEN SER EMPLEADOS COMO FIBRAS:

Las fibras estn siempre constituidas por

polmeros dispuestos en cristales.

Tienen que ser capaces de poder empaquetarse segn un

ordenamiento regular, a los efectos de alinearse en forma de

fibras

Nylon-6,6 se empaqueta formando fibras cristalinas.

Los enlaces por puente de hidrgeno y otras

interacciones secundarias entre cadenas individuales,

mantienen fuertemente unidas a las cadenas

polimricas

Las fibras tambin tienen sus inconvenientes. Si

bien poseen buena fuerza tensil, es decir que son

resistentes cuando se las estira, por lo general

tienen baja fuerza compresional, o sea, son

dbiles cuando se aprietan o se comprimen.

CLASIFICACIN DE LOS

POLMEROS ORGNICOS

SINTTICOS

Se clasifican en funcin del tipo de

reaccin a travs del cual se lleva a

cabo la reaccin de polimerizacin:

1) Reacciones de adicin

2) Reacciones de condensacin

Wallace Hume Carothers

Clasificacin de los Polmeros

Orgnicos Sintticos

Mtodo de sntesis

Reacciones de adicin

Reacciones de condensacin

Clasificacin por el tipo de reaccin

Clasificacin de los

Polmeros Sintticos Los polmeros sintticos se clasifican con

base en sus mtodos de sntesis

Crecimiento contnuo

de la cadena

Crecimiento por

pasos

Poliestireno Poliamidas (nylon)

Mtodo Sinttico

Y as se

repite

Cuando se polimeriza el etileno para obtener polietileno, cada tomo de la molcula de etileno se transforma en parte del polmero

n C

HH

C

HH

C

H

H

C

H

H n

REACCIONES DE ADICIN

CRECIMIENTO CONTNUO DE LA CADENA

Cl C

O

CH2 CH2 CH2 CH2 C

O

Cl + N

H

H

CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 N

H

H

nn

N CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 N

H

O

CCH2CH2CH2CH2

O

C

Hn

H Cl+

REACCIONES DE CONDENSACIN

CRECIMIENTO POR PASOS

Las polimerizaciones por condensacin

generan subproductos

En Conclusin

Las polimerizaciones por adicin, no.

Reacciones de polimerizacin

Generalmente se usa un perxido

O

O

O

O

O

O

O

O

2 2

O C O+

POLIMERIZACIONES POR CRECIMIENTO DE CADENA

(REACCIONES DE ADICIN)

. .

.

Los radicales libres fenilos atacan la doble ligadura del alqueno para seguir produciendo radicales libres:

+ H2C CH2 CH2 CH2

Con el isopreno, se obtiene el poliisopreno

H2C C

CH3

CH CH2

CATALIZADOR

ISOPRENO POLIISOPROPENO

H

H

C

H

C

H

H CH3

CC

H

H

C

H

C

H

H CH3

CC

PLSTICO SINTTICO

Polimerizacin-1,4 del 1,3-butanodieno

Cis-1,4-polibutanodieno

Por la doble ligadura que queda en el poliisopreno,

se pueden presentar dos ismeros: cis o trans

Cloropreno

Se utiliza como monmero para obtener el policloropreno, un caucho sinttico. El policloropreno se conoce tambin como neopreno, la marca comercial con la que DuPont lo desarroll y lo comercializa actualmente.

Director de Investigacin en Qumica Orgnica en la Compaa Dupont en 1928. En esta Compaa primero trabaj en la polimerizacin del acetileno y sus derivados, lo cual dio como resultado el desarrollo del neopreno.

Wallace Hume Carothers y el NEOPRENO

Wallace Hume Carothers y el NEOPRENO

La estructura del neopreno es la siguiente:

H2C C

Cl

CH CH2

CLOROPRENO

CATALIZADOR

C C

Cl

C C

H

H

H

H H

H

H

H

CC

Cl

CC

H

H

H

H

CC

Cl

CC

H H H

POLICLOROPRENO

NEOPRENO

Wallace Hume Carothers y el NEOPRENO

En una polimerizacin por crecimiento de cadena,

los monmeros pasan a formar parte del polmero

de a uno por vez. Esta es una la polimerizacin

aninica del estireno, para obtener poliestireno

A:-

H2C CH

Ph

C C:-

PhH

H H

A

C C:-

PhH

H H

A H2C CH

Ph

C C

PhH

H H

A C

H

H

C:-

H

Ph

C C

PhH

H H

A C

H

H

C:-

H

Ph

+

+

+

H2C CH

Ph

C C

PhH

H H

A C

H

H

C

H

Ph

C

H

H

C:-

H

Ph

MECANISMO DE LA POLIMERIZACIN ANINICA

Paso de iniciacin: El iniciador se adiciona la monmero para formar un anin

Paso de propagacin: Otra molcula de monmero se adiciona al anin

n-Butillitio acrilonitrilo

Cadena en crecimiento Cadena alargada polmero acrilonitrilo

Carbanin estabilizado

MECANISMO DE LA POLIMERIZACIN CATINICA

Esta polimerizacin se lleva a cabo por medio de un mecanismo

similar al del proceso por radicales libres, solo que aqu se forman

carbocationes como intermediarios reactivos

Paso de iniciacin: El catalizador protona al monmero, se inicia la cadena

Paso de propagacin: Otra molcula del monmero se adiciona a la cadena

Cadena en crecimiento

isobutileno Cadena iniciada

isobutileno Cadena alargada polmero

C C

PhH

H H

A C

H

H

C

H

Ph

C

H

H

C:-

H

Ph

C C

PhH

H H

A C

H

H

C

H

Ph

C

H

H

C:-

H

Ph

+ NO HAY REACCIN

En la polimerizacin aninica dos cadenas en

crecimiento no pueden reaccionar entre si:

H3C C

O

OH + CH2 CH3HO H3C C

O

O CH2 CH3 + H O H

REACCIONES DE CONDENSACIN

CIDO ACTICO

ETANOL STER ACETATO DE ETILO

AGUA

HACIENDO UN POLMERO

Ya que se tiene un esquema muy burdo de lo que ocurre en

una reaccin de condensacin, enfoquemos nuestra

atencin para visualizar como ocurre la reaccin de

polimerizacin, en este caso un polister. La pregunta obvia

es:

Si se tiene el cido actico y el etanol y se calientan por

arriba de 100 C, Por qu no se forma un polmero?. Solo

se forma acetato de etilo.

CH3 C

O

OH + HO CH2CH3 + H2O

CIDO ACTICO ALCOHOL

ETLICO

ACETATO DE ETILO

O CH2CH3

O

CCH3

HACIENDO UN POLMERO

La respuesta, es obvia, ya que bajo esta condiciones, una vez que se hacen reaccionar cada uno de los grupos funcionales, el cido carboxlico y el alcohol, que estn en los extremos de las molculas, se forma el ster

ster

HACIENDO UN POLMERO

Una vez que se forma el ste, (crculo amariilo) ya no hay manera

de que ste siga reaccionando para formar una molcula ms

grande. Debe ser obvio que para hacer molculas lineales

grandes se necesitan molculas bifuncionales

Se debe de tener en cuenta que la reaccin no ocurre en un

solo paso como se ha indicado aqu, sino que ocurre paso a

paso

HACIENDO UN POLISTER

Si se toma un cido bifuncional y un alcohol bifuncional, entonces en el primer paso consiste en una serie de reacciones simples entre pares de monmeros para formar dmeros (y agua, la cual se debe eliminar parea desplazar las reacciones en equilibrio para obtener un polmero de alto peso molecular)

HACIENDO UN POLISTER

Los dmeros formados ahora pueden reaccionar con otras

molculas de monmero para formar trmeros

Y as continua

POLISTERES: PET

TEREFTALATO DE DIMETILO ETILNGLICOL

TRANSESTERIFICACIN

TRANSESTERIFICACIN

Y as continua

Veamos un ejemplo de reaccin entre dos monmeros, el

cloruro de tereftoilo y el etilenglicol, para formar un

polister llamado poli(etilentereftalato). Lo primero que

sucede, es la formacin de dmero

Cl C

O

C

O

Cl + HO CH2CH2 OH

Cl C

O

C

O

O CH2CH2 OH + H Cl

CLORURO DE FTALOILO ETILNGLICOL

DMERO

POLIMERIZACIN POR CRECIMIENTO EN ETAPAS

En este punto de un sistema de crecimiento de cadena, slo

podra suceder una cosa: que se adicione un tercer

monmero al dmero para dar lugar a un trmero. O bien

puede reaccionar con uno de los monmeros para formar un

trmero:

Cl C

O

C

O

Cl+Cl C

O

C

O

O CH2CH2 OH

+ H Cl

CLORURO DE FTALOILODMERO

Cl C

O

C

O

O CH2CH2 O Cl

O

C

O

C

TRMERO

O bien puede reaccionar con otra molcula de

etilnglicol

+Cl C

O

C

O

O CH2CH2 OH

+ H Cl

DMERO

TRMERO

HO CH2CH2 OH

C

O

C

O

O CH2CH2 OHOCH2CH2HO

Pero puede hacer otras cosas tambin.

Puede reaccionar con otro dmero para

formar un tetrmero:

+Cl C

O

C

O

O CH2CH2 OH

+ H Cl

DMERO

TETRMERO

Cl C

O

C

O

O CH2CH2 OH

DMERO

Cl C

O

C

O

O CH2CH2 O C

O

C

O

O CH2CH2 OH

O puede reaccionar con un trmero para formar un

pentmero.

+Cl C

O

C

O

O CH2CH2 OH

+ H Cl

DMERO

PENTMERO

TRMERO

Cl C

O

C

O

O CH2CH2 O C

O

C

O

Cl

C

O

C

O

O CH2CH2 O C

O

C

O

ClOCH2CH2O

O

C

O

CCl

etilnglicol

Calor, prdida

de CH3OH

Catalizador

CH3O:-

OBTENCIN DE PET, UN POLISTER

Tereftalato de dimetilo

Poli(tereftalato de dimetilo) o PET, tambin llamado Dacron, polister o pelcula Mylar

Lexan, un policarbonato

fosgeno

Bisfenol A

Calor, prdida de 2 HCl

OBTENCIN DE LEXAN, UN POLICARBONATO

Numan zgn, Birgitta Nick, Bernd Jung, Franz-Josef Wortmann, Hartwig

Hcker , "Modelling of theta-conditions for Bisphenol-A Polycarbonate single

chains" , Macromol. Symp. 127, 151-159 (1998)

PET - Polietilentereftalato

PTT - politrimetilen tereftalato

PBT - polibutilen tereftalato

POLISTERES USADOS COMO FIBRAS TEXTILES

ANHDRIDO FTLICO GLICEROL GLIPTAL

POLI (ETILN NAFTALATO) O PEN

Los nylons se pueden sintetizar a partir de las

diaminas y los cloruros de dicido. El nylon-6,6 se

hace con los monmeros cloruro de adipolo y

hexametilndiamina.

CLORURO DE ADIPILO HEXAMETILNDIAMINA

NYLON-6,6

Pero en una planta industrial de nylon, se

fabrica generalmente haciendo reaccionar el

cido adpico con la hexametilndiamina.

HEXAMETILNDIAMINA CIDO ADIPICO

NYLON-6,6

Otra clase de nylon es el nylon-6. Es muy parecido al

nylon-6,6, excepto que tiene slo un tipo de cadena

carbonada, de seis tomos de largo.

NYLON-6 -CAPROLACTAMA

Se hace a partir del monmero caprolactama, por

medio de una polimerizacin por apertura de anillo. El

nylon-6 no se comporta de manera diferente al

nylon-6,6. La nica razn por la que se fabrican los dos

tipos, es porque DuPont patent el nylon-6,6 y otras

compaas tuvieron que inventar el nylon-6 para poder

entrar en el negocio del nylon.

POLIURETANOS

Etilnglicol Diisocianato de hexametileno

Unin uretano (carbamato)

Reaccin entre molculas bifuncionales que no implican la eliminacin

Apariencia de las cadenas de un polmero lineal real como se observaron

usando microscopia de fuerza atmica sobre la superficie bajo un medio

lquido. La longitud del contorno de la cadena para este polmero es de

204 nm; y un grosor de ~0.4 nm

COPOLMEROS DE DOS MS MONMEROS

muchos materiales polimricos son polmeros que se hacen al

polimerizar dos o ms monmeros diferentes en forma simultnea

Polimerizacin de una mezcla de cloruro de vinilo y cloruro

de vinilideno, la cadena en crecimiento se adiciona en forma

preferente al monmero que no est en el extremo de la

cadena

Cloruro de vinilideno Cloruro de vinilo

SARAN

REACCIN GLOBAL

ABS Acrilonitrilo-butadieno-estireno

Termoplstico

Tg 105 C

acrilonitrilo 1,3-butadieno

estireno

POLMEROS CRISTALINOS Y AMORFOS

Polmero cristalino Polmero amorfo

VIDRIO

TERMOPLSTICO

LQUIDO

tem

pe

ratu

ra

tem

pe

ratu

ra

VIDRIO

LQUIDO

GOMOSO

PEGAJOSO Tm

ancha

Tm

definido

La transicin vtrea es el cambio de un estado flexible

a otro rgido, o viceversa

Temperatura de fusin

Temperatura de transicin

vitrea

Tem

pera

tura

Por ejemplo, si tenemos un polmero con una Tg de100 C y otro con una Tg

de -20 C, el primero ser un material rgido a temperatura ambiente, mientras

que el segundo ser

Temperatura o pequeo intervalo de temperaturas por debajo del cual un

polmero se encuentra en un estado vtreo y encima de l, este presenta la

consistencia de un hule

Temperatura a la cual se rompen los enlaces covalentes de las cadenas.

Temperatura de Fusin (Tm) :

Temperatura o pequeo intervalo de temperaturas en los cuales loscristales

desaparecen en un polmero semicristalino y este pasa rpidamente de

slido semicristalino a un liquido muy viscoso.

Temperatura de Descomposicin (Tz):

Temperatura de Transicin Vtrea (Tg):

POLMEROS CRISTALINOS POLMEROS AMORFOS

Al calentar se observa fusin:

las cadenas polimricas

abandonan sus estructuras

cristalinas y se transforman

en un lquido desordenado,

viscoso

Al calentar se observa la

transicin vtrea: como un hay

estructura cristalina las cadenas

no estn dispuestas segn un

ordenamiento cristalino, sino

que estn esparcidas en

cualquier ordenamiento, an en

estado slido

Estado slido:

lquido subenfriado

Parte del polmero

cristalizada

Parte cristalina

POLMEROS

Parte amorfa

Cuando se calienta un polmero cristalino a

velocidad constante, la temperatura

aumentar a velocidad constante. La cantidad

de calor requerida para incrementar un grado

Celsius la temperatura de un gramo de

polmero, se denomina capacidad calorfica.

Calor latente

de fusin

TRANSICIN VTREA FUSIN La flexibilidad o rigidez de un

polmero a una temperatura dada

estn determinadas por la movilidad

de la cadena, i.e., cuan

eficientemente las cadenas del

polmero se deslizan entre s.

Cuanto ms puedan moverse, ms

flexible el polmero

Polmero cristalino Polmero amorfo

Movimiento de las cadenas

Tg muy baja

cadena polimrica que puede

moverse con facilidad

Tg alta

cadena polimrica que no

puede moverse con facilidad

Qu es lo que influye para que la transicin

vtrea de un polmero sean 100 oC y de otro 500 oC?

Importancia grupo pendiente: grupos de anclado

Poli(ter cetona) Tg = 119 oC

Poli(ter cetona) Tg = 225 oC

Importancia grupo pendiente: grupos con impedimento estrico

Grupos voluminosos tambin pueden disminuir la Tg

Cuanto ms alejadas se encuentren unas de otras, se podrn mover

con mayor facilidad

Poliacrilato de metilo Poli(metacrilato de metilo)

caucho blanco TA Plstico duro a TA

Tg = 6 oC Tg = 105 oC

Cuanto ms fcilmente pueda moverse un polmero, menor calor habr

que suministrarle para que las cadenas empiecen a contornearse para

salir de un estado vtreo rgido y pasar a otro blando y flexible.

El inventor que descubri primero cmo hacer botellas de PET fue

NATHANIEL WYETH.

TEMPERATURA DE TRANSICIN VTREA Tg (C)

80 122

PET PEN

Cul sera el candidato ideal para lavar y esterilizar envases retornables?

En esta parte se da una pequea introduccin acerca de

cmo se obtienen los polmeros. La reaccin qumica por

la cual se obtienen los polmeros se denomina

polimerizacin.

Polmero Tg en C Tm en C

ABS 110 190

Poliacetal -85 175

Nylon 6 50 225

Nylon 6,6 50 260

Nylon 6,10 40 215

Nylon 11 45 185

Poliacrilonitrilo 87 320

Polibutadieno -121 -

Policarbonato 152 225

Policloruro de vinilideno -20 215

Policloruro de vinilo 80 205

Poliestireno tctico 100 235

Polister - 235

Polietileno PEAD -35 a -120 135

Polietileno PEBD -35 a -120 105

Politereftalato de etileno(PET) 80 265

Polimetilmetacrilato 100 a 120 -

Polipropileno -15 a -25 160

Termoplsticos

Diferentes tipos, comparacin y usos

TERMOPLSTICOS

TERMOFIJOS

PLSTICOS

Presentan propiedades diferentes y en consecuencia el tipo de plstico

empleado depende del uso que se le de al producto

La diferencia principal entre estos dos tipos de plsticos es su

comportamiento al calentarse:

TERMOPLSTICOS PLSTICOS TERMOFIJOS

Solo se pueden calentar y moldear una

sola vez. Normalmente no son reciclables Se pueden calentar y remoldear cientos

de veces y tambin son reciclables

Termoplsticos Nombre del

polmero

Productos Usos Propiedades

Poliamida (Nylon) Rodamientos (baleros),

ruedas automotrices,

carcasas para herramientas

elctricas, bisagras para

pequeos armarios,

accesorios de barra para

cortinas y telas para

confeccin

De color cremoso, duro,

bastante duro, resiste el

desgaste, autolubricante,

buena resistencia a los

productos qumicos y

mquinas

Polimetacrilato de

metilo (acrlico)

Seales para puertas y

paredes, cubiertas de cajas

de almacenamiento, toldos y

ventanas exterior e interior

de aviones, fundas para las

luces del coche, lavabos y

baos

Rgido, duro, pero se

rasgua fcilmente,

durable, frgil en

pequeas secciones.

buen aislante elctrico,

se pule bien

Polipropileno Equipos mdicos, equipos

de laboratorio, recipientes

con una funcin de bisagras,

"asientos de plstico",

cuerdas, equipo de cocina

Luz, duro pero fcilmente

araazos, duro, buena

resistencia a los

productos qumicos, se

resiste a la fatiga de

trabajo

Termoplsticos Nombre del

polmero

Productos Usos Propiedades

Poliestireno Juguetes, especialmente

maquetas, envases, cajas

de plstico y contenedores

Ligero, duro, rgido,

transparente, frgil,

con buena

resistencia al agua

Polietileno de baja

densidad (LDPE)

Embalaje, especialmente

botellas, juguetes, pelculas

y bolsas de embalaje

Duro, buena

resistencia a los

productos qumicos,

flexible, buen

aislante elctrico

Polietileno de alta

densidad (HDPE)

Botellas, tubos, artculos de

plstico para el hogar

Duro, rgido, capaz

de ser esterilizado

Termofijos Nombre del

polmero

Productos Usos Propiedades

Resina epxica Fundicin y

encapsulacin,

adhesivos, unin a otros

materiales

buen aislante elctrico,

duro, frgil a menos que

est reforzado, resiste

bien los productos

qumicos

Melamina-

formaldehdo

Laminados para

superficies de trabajo,

aislamiento elctrico,

vajilla

rgido, duro, fuerte,

resistente a algunos

productos qumicos y las

manchas

Resina polister Fundicin y

encapsulacin, se une

con otros materiales

Rgido, duro, frgil a

menos que este

laminado, buen aislante

elctrico. resiste bien a

las sustancias qumicas

Urea-formaldehdo Accesorios elctricos,

manijas y perillas de

control, adhesivos

Rgido, duro, fuerte,

frgil, buen aislante

elctrico

Tensin (% elongacin)

Curvas tpicas de tensin en funcin de la elongacin para diferentes

clases de polmeros

Fuerz

a

tensin

Quebradizo

Plstico

Elstico

RECICLADO

CLASIFICACIN INTERNACIONAL DE LOS PLSTICOS

7

PET POLIETILENO TEREFTALATO

HDPE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD

PVC POLICLORURO DE VINILO

LDPE POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD

PP POLIPROPILENO

PS POLIEESTIRENO

OTROS OTROS PLSTICOS

Caractersticas del PET

Transparente (cristal)

Buen brillo superficial

Alta resistencia mecnica

Alta rigidez

Alta resistencia al calor

BOTELLAS RECICLADAS

DE REFRESCOS.

Coca-Cola de Mxico, Coca-Cola Femsa y Alpla Mxico,

anunciaron la creacin de la empresa Industria

Mexicana de Reciclaje (IMER) y la inversin de ms de

$20 millones de dlares en la construccin en Mxico de

la primera planta de reciclaje PET tipo botella-botella en

Amrica Latina. 25 mil toneladas de botellas hechas con

material PET podrn ser procesadas cada ao.

Dr. Javier Cruz Gmez

Departamento de

Ingeniera Qumica

Dra. Herminia Loza Tavera

Departamento de Bioqumica,

microbiologa

M en C Agustn Carrillo Garca

Detectan en la UNAM bacteria degradante del

poliuretano

La Jornada, mircoles 23 de enero de

2008 ciencias

Tiradero en el Bordo de Xochiaca,

Nezahualcoyotl, Estado de Mxico

Bacterias del gnero Alicycliphilus sp

Crecen en un medio de poliuretano, aunque complementado

con un extracto de levadura o glucosa:

Otras bacterias "come-plstico"

Corynebacterium sp. Pseudomonas fluorescens; P. chlororaphis Bacillus subtilis

Mtodo limpio para reutilizar llantas

Separa el azufre y recupera el polmero original del hule o caucho

para hacer nuevos neumticos

Dr. Juventino Garca Alejandre