POLIMEROS

1

• POLIMEROS

Introducción y clasificación
Estructura y propiedades
Descripción y utilización
Análisis
2

Descripción y utilización
Descripción y aplicaciones
Materiales compuestos
Procesado de polímeros
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Descripción y utilización
Descripción y aplicaciones
Cadenas de carbono saturadas
Cadenas de carbono insaturadas
Cadenas de carbono -Policetonas
Cadenas de carbono y heteroátomos
Cadenas de heteroátomos
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Cadenas de carbono saturadas
Polietileno
Poli(cloruro de vinilideno)
Polipropileno
Poli(fluoruro de vinilideno)
Poliisobutileno
Poli(tetrafluoretileno)
SAN
Poliestireno
Polimetacrilato de metilo
ABS
Poliacrilonitrilo
Poliacetato de vinilo
Acrilicas
Policianoacrilatos
Alcohol polivinílico
Poli(cloruro de vinilo)
Polivinilpirrolidona
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polietileno
LDPE - Polietileno de baja densidad
Blando y flexible
- Bolsas de plástico
Reblandecimiento ? 100ºC
- Cajas de plástico
Más barato y popular
- Aislantes eléctricos
- Juguetes
Plástico
- Zapatillas playa
- Pañales
- Cepillos de dientes
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polietileno
LDPE - Ramificado
HDPE - Lineal
HDPE - Polietileno de alta densidad
Rígido y duro
- Tubos de plástico
Peso molecular entre 200.000 y 500.000
- Botellas
UHMWPE Polietileno de peso molecular ultra alto
- Fibras para chalecos antibala
Peso molecular mayor de 500.000
- Barras para sustituir al hielo en pistas de
patinaje
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polipropileno
- Plásticos
- Envases lavables en lavaplatos
- Fibras
- Alfombras de exterior (piscinas , minigolf
etc.)
(Hidrofobo no absorbe agua)
ISOTÁCTICO - El más utilizado
Reblandecimiento ? 160ºC
- Cristalino y más denso
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polipropileno
Isotáctico
Atactico
Elastomérico
ATACTICO Menos utilizado
- Elastómero (Goma como el caucho)
ELASTOMERICO Elastómero termoplástico
Copolímero en bloques isotáctios y atácticos
-Los bloques isotácticos mantienen unidos grupos
de cadenas dándole mayor resistencia (sin
entrecruzamiento)
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
PIB Poliisobutileno
- Caucho butilo Obtención a 100ºC
- Es un caucho sintético - elastómero
- Es el único caucho impermeable a los gases
- Cámaras para neumáticos
- Balones y globos
Copolímero con isopreno o butadieno (?1)
Se puede Vulcanizar (entrecruzar usando el enlace
doble)
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliestireno
Amorfo
- Plástico resistente
- Barato y muy común
-Carcasas de radios, ordenadores, juguetes,
contenedores, pequeño electrodoméstico,
envases etc.
- Espuma de poliestireno para envases (Con freón
y calor)
- Gránulos ó pelets de espuma para recipientes
- Vasos aislantes de bebidas calientes
- Envases semirrígidos transparentes para huevos
Poliestireno sindiotáctico es cristalino funde a
270ºC y se obtiene por polimerización catalizada
por metalocenos
Más caro y resistente
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliacrilonitrilo
- Pocas aplicaciones solo como polímero
- Componente de fibras copolimerizando con
estireno, acrilato de metilo, metacrilato de
metilo, cloruro de vinilo etc.
- Refuerza los copolímeros manteniendo juntas
cadenas por fuerzas polares
- Útil para fabricar fibra de carbono
Orlon ó Acrilan
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Copolímeros de acrilonitrilo
SAN Acrilonitrilo-estireno
- Plástico
- Reforzado por fuerzas polares entre grupos CN
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Copolímeros de acrilonitrilo
ABS Acrilonitrilo-butadieno-estireno
- Cadena principal de pilibutadieno
- Cadenas laterales de SAN
- Reforzado por fuerzas polares entre grupos CN
- Plástico muy fuerte y poco pesado
- Parachoques coches
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Copolímeros de acrilonitrilo
Fibras Acrílicas
Copolímeros acrilonitrilo- acrilato de metilo
Copolímeros acrilonitrilo- metacrilato de metilo
- Resistentes a la intemperie
- Fibras para tejidos
- Todo tipo de prendas de vestir acrílicas
- Lonas para carpas
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Copolímeros de acrilonitrilo
Fibras Modacrílicas
Copolímeros acrilonitrilo- cloruro de vinilo
- Fibras para tejidos
- Retardantes a la llama
- Todo tipo de prendas de vestir
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Policianoacrilatos
Basta trazas de humedad para iniciar la
polimerización
- Pegamentos instantáneos
- Normalmente R metilo
- Superglu
- También otros R como butilo o etilo
- Con R grande no son tóxicos y pegan la piel y
córnea y retina ocular
- Pegamentos quirurgicos
R Octilo
- Peliculas de policianoacrilatos para piel
sintética e injertos en quemaduras.
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
PVC Poli(cloruro de vinilo)
Resistente al fuego y al agua
- Tuberias agua y desagües
- Depositos, marcos ventanas
- Cortina de ducha
- Tejidos vinílicos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
VDC Poli(cloruro de vinilideno)
- Saran
- Plástico de envolver alimentos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
PVDF Poli(fluoruro de vinilideno)
Resistencia térmica y eléctrica
Piezoeléctrico
Resistencia a la luz ultravioleta
Resistente a reactivos químicos
- Aislantes de cables eléctricos
- Recipientes para productos químicos
- Mezclado con polimetacrilato de metilo lo hace
más duradero a la UV
- Membrana vibratoria de altavoces
piezoeléctricos de agudos (CF2 muy polar se
orienta en el campo eléctrico).
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
PTFE Poli(tetrafluoretileno)
Resistente al fuego y al agua
TEFLON
Resistente a reactivos químicos
- Protesis medicas (Válvulas corazón)
- Recubrimientos (Para Química)
- Cinta para fontaneria
- Recubrimientos de sartenes antiadherentes
- Alfombras y telas resistentes a las manchas
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
PMMA Polimetacrilato de metilo
- Pinturas Acrílicas
Plástico duro y transparente
- Recubrimientos de bañeras, duchas y fregaderos
(Lucite)
- Ventanas de Plexiglás
- Acuarios transparentes de paredes muy gruesas
(gt30 cm)
- Decoración (muebles) y Publicidad (Rótulos)
- Aditivo fluidizante de aceites lubricantes y
líquidos hidráulicos (Evita espesamiento hasta
100ºC).
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
PVA Poliacetato de vinilo
Saponificable a alcohol Polivinílico parcialmente
acetilado
Saponificable a alcohol Polivinílico
- Cola para madera
- Recubrimientos brillantes de papel y telas
- Pinturas
- Recubrimientos alimentarios
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Alcohol polivinílico
Saponificación parcial hasta un 20 de grupos
acetato
Grupos OH hidrofílicos y CH3 hidrofóbicos
Polímero surfactante (Solubiliza en agua
compuestos hidrófobos)
- En pinturas acrílicas sirve para solubilizar
polimetacrilato de metilo (Pinturas al látex)
- Guantes de laboratorio
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polivinilpirrolidona
Soluble en agua (puede eliminarse del cabello)
- Lacas para fijar el pelo (aspecto de pelo
mojado)
- Pegamentos para madera
- Para diluir plasma sanguíneo y conservarlo
Las lacas modernas contienen además silicona que
forma una segunda capa exterior al pelo que
impide que se moje la capa de polivinilpirrolidona
evitando el aspecto de pelo mojado.
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Descripción y utilización
Descripción y aplicaciones
Cadenas de carbono saturadas
Cadenas de carbono insaturadas
Cadenas de carbono -Policetonas
Cadenas de carbono y heteroátomos
Cadenas de heteroátomos
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Cadenas de carbono insaturadas
SBS
Polibutadieno
HIPS
Poliisopreno
Policloropreno
Polidiciclopentadieno
Fibra de Carbono
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polibutadieno
De los primeros elastómeros (caucho) sintetizados
- Similar al caucho natural y vulcanizable
- Resistente a bajas temperaturas
- Amorfo
- Mangueras y juntas de automovil
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
SBS Poli(estireno-butadieno-estireno)
Se obtiene por polimerización aniónica (viviente)
Caucho duro
Elastómero termoplástico
No requiere entrecruzamiento para ser duro
- Cubiertas de neumáticos
- Suelas para zapatos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
HIPS Poliestireno de alto impacto
Se obtiene por polimerización radical entre
polibutadieno y estireno
El polibutadieno lineal y el poliestireno lineal
son inmiscibles
Fase Poliestireno
El copolímero de injerto de estireno sobre
cadenas de polibutadieno es el que une las fases
inmiscibles
Fase Polibutadieno
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
HIPS Poliestireno de alto impacto
Se obtiene por polimerización radical entre
polibutadieno y estireno
El polibutadieno lineal y el poliestireno lineal
son inmiscibles
Fase Poliestireno
El copolímero de injerto de estireno sobre
cadenas de polibutadieno es el que une las fases
inmiscibles
Es por lo tanto una mezcla inmiscible de
polibutadieno lineal y poliestireno lineal
facilitada por el copolímero de injerto
Fase Polibutadieno
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliisopreno
Caucho natural De la Hevea
Vulcanizable
Elastómero natural Tg -70ºC
Amorfo
- Botas para la lluvia
- Pelotas
- Suelas para zapatillas
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Policloropreno
Primer elastómero (caucho) sintético
comercializado
NEOPRENO
- Aplicaciones análogas al caucho
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polidiciclopentadieno
ROMP Polimerización metatésis por apertura de
anillo
Endodicliclopentadieno
A bajas temperaturas alta resistencia al impacto
- Objetos grandes de una sola pieza
- Carrocerías
- Tanques para almacenar productos químicos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Fibra de Carbono
Manojos de láminas de grafito se empaquetan para
formar fibras
- Para reforzar termoestables como las resinas
epoxi
- Los compósitos reforzados con fibras de carbono
muy resistentes (más que el acero) para su peso
- Raquetas, palos de golf, piezas de aviones etc.
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Descripción y utilización
Descripción y aplicaciones
Cadenas de carbono saturadas
Cadenas de carbono insaturadas
Cadenas de carbono -Policetonas
Cadenas de carbono y heteroátomos
Cadenas de heteroátomos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Policetonas
- La polaridad de los grupos carbonilo mantiene
juntas a las cadenas
- Plástico duro de alta cristalinidad y Tf225ºC
- Soluble solo en hexafluor isopropanol
Copolimero con algo de propileno Carilon
- Al contener ramificaciones de metilos menor
cristalinidad, menor Tf220ºC y menos quebradizo
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Descripción y utilización
Descripción y aplicaciones
Cadenas de carbono saturadas
Cadenas de carbono insaturadas
Cadenas de carbono -Policetonas
Cadenas de carbono y heteroátomos
Cadenas de heteroátomos
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Cadenas de carbono y heteroátomos
C-O-C
Poliéteres
PPO
Resinas epoxi
PEN
PET
Poliésteres
Policarbonatos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliéteres
RESINAS EPOXI
Monómero
Prepolímero con n variable entre 0 y 30
Para pegamentos usualmente n 0
Los prepolímeros son plásticos que pueden fundirse
40

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliéteres
RESINAS EPOXI
Otros monómeros usuales
Los prepolímeros se entrecruzan con otro derivado
bifuncional nucleofílico como las diaminas
- Pegamentos de dos componentes
- Recubrimientos, reforzar y rellenos granitos
etc.
- Compositos con diferentes materiales SCRIMP
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliéteres
PPO Poli(oxido de fenileno)
Termoplástico de alta Tg 210ºC
La mezcla de poliestireno de alto impacto (HIPS)
con poli(óxido de fenileno) (PPO) es el Noryl
comercializado por GE
42

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliésteres
PET Politereftalato de etileno
Fibras resistentes Plásticos - Copositos
- Tubos para reemplazar vasos sanguíneos
- Fibras de poliéster
- Botellas, globos
PEN Polinaftalato de etileno
-Termoplástico de alta Tg
- Botellas y frascos que resisten el calor
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Policarbonatos
-Policarbonato de bisfenol A
- Amorfo
- Termoplástico
- Ventanas, lentes, discos CD
Policarbonatos mixtos como los de los alcoholes
alilico y etilénglicol
Entrecruzados
-Termorrígidos
- Lentes duras y livianas
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Cadenas de carbono y heteroátomos
C-O-C
Poliéteres
PPO
Resinas epoxi
PEN
PET
Poliésteres
Policarbonatos
Poliamidas
KEVLAR
NYLON
C-N-C
NOMEX
Poliimidas
SPANDEX
Poliureas
Poliuretanos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Alifáticas
NYLON
Diamina ácido dicarboxílico
- Termoplásticos y fibras
W-aminoácido ó lactona
Nylon a,b
Cristalino
Nylon a
- Medias y prendas análogas a las de seda
- Cerdas de cepillos de dientes
- Cuerdas y lonas
- Paracaídas
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Alifáticas
NYLON
Las cadenas se mantienen unidas formando fibras
47

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Aramidas
Son un tipo de Nylon
KEVLAR
Cristalino
- Lineal por tener conformación solo trans el
enlace amida Facilita cristalinidad y formación
de largas fibras
48

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Aramidas
Son un tipo de Nylon
KEVLAR
- Lineal por tener conformación solo trans el
enlace amida Facilita cristalinidad y formación
de largas fibras
- No puede adoptar la conformación cis por el
impedimento estérico de los H en orto de los
fenilos
49

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Aramidas
Son un tipo de Nylon
KEVLAR
-Cristalino Pf gt 500ºC
-Insoluble en todos los disolventes
-Buena acomodación entre cadenas fibras muy
resistentes
- Neumáticos resistentes a pinchazos
- Tejidos resistentes
- Chalecos Antibala
50

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Aramidas
Son un tipo de Nylon
Cristalino
NOMEX
-Buena acomodación entre cadenas fibras muy
resistentes
51

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Aramidas
Son un tipo de Nylon
NOMEX
-Buena acomodación entre cadenas fibras muy
resistentes
52

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliamidas - Aramidas
Son un tipo de Nylon
NOMEX
-Buena acomodación entre cadenas fibras muy
resistentes
- Ropas antillama resistentes (Trajes de bomberos)
- Tejidos antifuego también mezclado con Kevlar
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliimidas
Lineales
Son flexibles tipo de Nylon
Heterocíclicas aromáticas
Fuertes y resistentes al calor, a la combustión y
a los reactivos químicos.
Sustitutos del vidrio y el acero
- Vajillas para microondas
- Piezas de coches que tengan que soportar calor
intenso, corrosivos, combustibles o golpes
(parachoques).
- Compositos, adhesivos, aislantes, antifuegos y
como fibras ropa y telas protecciones y aislantes
de cables.
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliimidas
Heterocíclicas aromáticas
Forman complejos de transferencia de carga entre
cadenas
- En azul grupos aceptores de electrones
- En Rojo grupos dadores de electrones
Los complejos de transferencia de carga mantienen
unidas entre sí a las cadenas - polímeros muy
fuertes
55

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliimidas
Heterocíclicas aromáticas
Los complejos de transferencia de carga son tan
fuertes que a veces se intercalan grupos para
hacerlas menos rígidas y más procesables, más
flexibles
Enlaces éter flexibles
Las poliimidas son antifuegos pués cuando arden
superficialmente forman una capa de carbono que
extingue el incendio (y además fácil de limpiar)
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliuretanos
Espumas
Elastómeros y fibras
Enlace uretano
- Pinturas
- Goma espuma de asientos y sofás
- Espumas para almohadas y colchones
- Plantillas de zapatos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliureas
Enlace Urea
Se conocen en la industria como poliuretanos
aunque no lo sean
Espumas
Elastómeros y fibras
- Goma espuma de asientos y sofás
- Espumas para almohadas y colchones
- Pinturas
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poliuretanos copolímeros en bloques
SPANDEX
Con enlaces urea y uretano
n ? 40
Bloque flexible (goma)
Bloque rígido
- Es una fibra con propiedades de elastómero
- Telas elásticas
Lycra (DuPond)
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Cadenas de carbono y heteroátomos
C-O-C
Poliéteres
PPO
Resinas epoxi
PEN
PET
Poliésteres
Policarbonatos
Poliamidas
KEVLAR
NYLON
C-N-C
NOMEX
Poliimidas
SPANDEX
Poliureas
Poliuretanos
Poli(sulfuro de fenileno)
Poli(fenilsulfonas)
C-S-C
Poli(étersulfonas)
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
PPS Poli(sulfuro de fenileno)
- Bajo peso molecular
- Entrecruzable calentándolo en presencia de
oxígeno
- Termoplástico ingenieril
- Resistente a la combustión y Tf300ºC
- Componentes de enchufes, microondas,
automóviles, secadores de pelo etc.
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poli(fenilsulfonas)
Son tan rígidas que no tienen Tg
Descomponen cerca de 500ºC
No pueden procesarse
Solución Bajar Tg mediante introducción de más
flexibilidad en la cadena
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
PES Poli(étersulfonas)
- Tg 230ºC
- Muy rígidos
- Vajillas resistentes al calor
- Instrumental médico esterilizable
- Tg 190ºC
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Descripción y utilización
Descripción y aplicaciones
Cadenas de carbono saturadas
Cadenas de carbono insaturadas
Cadenas de carbono -Policetonas
Cadenas de carbono y heteroátomos
Cadenas de heteroátomos
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Cadenas de heteroátomos
Polisiloxanos (Siliconas)
Polisilanos
Poligermanos
POLIMEROS INORGANICOS
Poliestannanos
Polifosfacenos
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
SILICONAS (Polisiloxanos)
- Elastómeros
Polidimetilsiloxano
Polimetilfenilsiloxano
Polidifenilsiloxano
- Muy bajas Tg (blandos y deformables)
- Resistentes al calor
- Cinta y piezas uniones
- Selladoras, rellenos, revestimientos, lacas de
pelo etc.
- Mezcla de ácido bórico y dimetil siloxano es
blandidur (juguete deformable)
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
SILICONAS (Polisiloxanos)
67

DESCRIPCION Y APLICACIONES
SILICONAS (Polisiloxanos)
68

DESCRIPCION Y APLICACIONES
SILICONAS (Polisiloxanos)
69

DESCRIPCION Y APLICACIONES
SILICONAS (Polisiloxanos)
70

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polisilanos
Polidimetilsilano
- Cristalino y tan duro e insoluble que no es
procesable
Copolímero dimetilsilano y metilfenilsilano
- Conductores de electricidad
- Resistentes al calor (hasta ? 300ºC)
- A mayor temperatura dá carburo de silicio
(abrasivo)
71

DESCRIPCION Y APLICACIONES
Poligermanos y poliestannanos
POLIGERMANOS
- Conductores de electricidad
POLIESTANNANOS
- Conductores de electricidad
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DESCRIPCION Y APLICACIONES
Polifosfacenos
Síntesis en etapas
1ª Etapa
2ª Etapa
- Elastómeros aislantes eléctricos
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Descripción y utilización
Descripción y aplicaciones
Materiales compuestos
Procesado de polímeros
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Descripción y utilización
Materiales compuestos
-Los compositos son materiales compuestos por más
de un componente.
-Los compositos poliméricos son materiales
compuestos por varios polímeros o por polímeros y
otros materiales
Inorgánicos
Silicatos, Carbonatos
Cargas
Silice, Carbon etc.
Agregados
Polímeros inmiscibles
Materiales compuestos
ResinasTermorrígidas
Matriz
Epoxi,Polister insat.
Poliimida, etc.
Matriz
Termoplásticos
Reforzados con fibras
Vidrio, Fibra de C.
Fibra
Kevlar, Polietileno etc
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Descripción y utilización
Materiales compuestos
-Mantiene unidas las cargas o fibras
La Matriz
-Combina sus propiedades con las del otro
componente (menos pesado, menos degradable, más
elástico etc.)
- Aumenta la dureza del material compuesto
Termorrígida
- Aumenta la resistencia térmica
- Aumenta la resistencia (menor fragilidad)
Elastomérica
- Aumenta la resistencia al a compresión
La carga
- Abaratamiento por menor peso de matriz
- Combina sus propiedades
- Combina sus propiedades
La fibra
- Aumenta la resistencia (menor fragilidad)
- Aumenta la resistencia a la tracción
76

Descripción y utilización
Descripción y aplicaciones
Materiales compuestos
Procesado de polímeros
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Descripción y utilización
Procesado de polimeros
Inyección. Básicamente, el plástico se calienta
por encima de su Tg y después se somete a altas
presiones para rellenar el contenido de un molde.
El plástico fundido es comprimido en el molde por
un émbolo. Se deja enfriar y luego se saca del
molde en su forma final. La ventaja del método es
la velocidad este proceso puede ser ejecutado
varias veces por segundo. Extrusión. Es parecido
a la inyección excepto que el plástico se fuerza
a través de un troquel. Sin embargo, la
desventaja de la extrusión es que los objetos así
hechos deben tener la misma sección. Ej los
tubos de plástico.
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Descripción y utilización
Procesado de polimeros
Hilado. La fabricación de fibras se llama hilado.
Hay tres tipos Hilado de fusión se usa para
polímeros que funden fácilmente. Hilado seco se
disuelve el polímero en una disolución que puede
ser evaporarse. Hilado húmedo se utiliza cuando
el disolvente no puede evaporarse y se elimina
por medios químicos. En todos los tipos de
hilado usa el mismo principio, se presiona sobre
la superficie de un disco de metal que contiene
agujeros muy pequeños, llamados hiladores. Se
alcanzan velocidades de hilado de 2500
pies/minuto.
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• POLIMEROS

Introducción y clasificación
Estructura y propiedades
Descripción y utilización
Análisis