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POLÍMEROS
TERMOPLÁSTICOS
Los
termoplásticos son polímeros de cadenas largas que cuando se calientan se
reblandecen y pueden moldearse a presión.
Representan el 78-80% de consumo total. Los principales son:
Polietileno: Se obtiene de la polimerización del etileno. Según la tecnología que
se emplee se pueden obtener dos tipos:
Polietileno
de Baja Densidad. Dependiendo del
catalizador, este polímero se fabrica de dos maneras: a alta presión o a baja
presión. En el primer caso se emplean los llamados iniciadores de radicales
libres como catalizadores de polimerización del etileno. El producto obtenido
es el polietileno de baja densidad ramificado; Cuando se polimeriza el etileno
a baja presión se emplean catalizadores tipo Ziegler Natta y se usa el buteno-1
como comonómero. De esta forma es como se obtiene el propileno de baja densidad
lineal, que posee características muy particulares, como poder hacer
películas más delgadas y resistentes.
Polietileno
de alta densidad (HDPE). Se obtiene cuando se polimeriza el etileno a baja presión y en presencia
de catalizadores Ziegler Natta, el polietileno de alta densidad (HDPE). La
principal diferencia es la flexibilidad, debido a las numerosas ramificaciones
de la cadena polimérica a diferencia de la rigidez del HDPE.
Se emplea
para hacer recipientes moldeados por soplado, como las botellas y los caños
plásticos (flexibles, fuertes y resistentes a la corrosión).
El
polietileno en fibras muy finas en forma de red sirve para hacer
cubiertas de libros y
carpetas, tapices para muros, etiquetas y batas plásticas.
Polipropileno: Siempre fue un subproducto de
las refinerías o de la desintegración del etano o etileno.
Como el
polipropileno tiene un grupo metilo
(CH3) más que el etileno en su molécula, cuando se polimeriza, las cadenas
formadas dependiendo de la posición del grupo metilo pueden tomar cualquiera de
las tres estructuras siguientes:
1. Isotáctico, cuando
los grupos metilo unidos a la cadena están en un mismo lado del plano.
2. Sindiotáctico,
cuando los metilos están distribuidos en forma alternada en la cadena.
3. Atáctico,
cuando los metilos se distribuyen al azar.
Posee una
alta cristalinidad, por lo que sus cadenas quedan bien empacadas y producen
resinas de alta calidad.
El
polipropileno se utiliza para elaborar bolsas de freezer y microondas ya
que tienen una buena resistencia térmica y eléctrica además de baja absorción
de humedad. Otras propiedades importantes son su dureza, resistencia a la abrasión
e impacto, transparencia, y que no es tóxico. Asimismo se usa para fabricar
carcazas, juguetes,
valijas, jeringas, baterías, tapicería, ropa interior y ropa deportiva,
alfombras, cables, selladores, partes automotrices y suelas de zapatos.
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RESINAS TERMOFIJAS
Estos materiales se caracterizan por tener cadenas poliméricas
entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no se
funde. Polimerizan irreversiblemente bajo calor o
presión formando una masa rígida y dura.
- Poliuretanos
Los poliuretanos pueden ser de dos tipos, flexibles o rígidos,
dependiendo del poliol usado. Los flexibles se obtienen cuando el di-isocianato
se hace reaccionar con diglicol, triglicol, poliglicol, o una mezcla de éstos;
Los poliuretanos rígidos se consiguen utilizando trioles obtenidos a partir del
glicerol y el óxido de propileno. El uso más importante del poliuretano
flexible es el relleno de colchones.
En el pasado, los paragolpes de los autos se
hacían de metal; actualmente se sustituyeron por uretano elastomérico moldeado,
el mismo material usado para los volantes, defensas y tableros de instrumentos,
puesto que resisten la oxidación, los aceites y la abrasión. Otros usos: bajo
alfombras, recubrimientos, calzado, juguetes y fibras.
Por su resistencia al fuego se usa como aislante de tanques,
recipientes, tuberías y aparatos domésticos como refrigeradores y congeladores.
- Urea y melamina
La urea se produce con amoníaco y bióxido de carbono;
La melamina está constituida por tres moléculas de urea. Tanto la urea como la
melamina tienen propiedades generales muy similares, aunque existe mucha
diferencia en sus aplicaciones. A ambas resinas se les conoce como
aminorresinas. Estos artículos son claros como el agua,
fuertes y duros, pero se pueden romper. Tienen buenas propiedades eléctricas.
Se usan principalmente como adhesivos para hacer madera aglomerada,
gabinetes para radio y
botones. Las resinas melamina-formaldehído se emplean en la fabricación de
vajillas y productos laminados que sirven para cubrir muebles de cocina, mesas
y escritorios.
- Resinas fenólicas
La reacción entre el fenol y el formaldehído tiene como resultado las
resinas fenólicas o fenoplast. Existen dos tipos de resinas fenólicas, los
resols y el novolac.
Los resols se obtienen cuando se usa un catalizador
básico en la polimerización. El producto tiene uniones cruzadas entre las
cadenas que permiten redes tridimensionales Termofijas. El novolac se
hace usando catalizadores ácidos.
Aquí las cadenas no tienen uniones cruzadas por lo que el producto es
permanentemente soluble y fundible.
Las propiedades más importantes de los termofijos fenólicos son su
dureza, su rigidez y su resistencia a los ácidos. Tienen excelentes propiedades
aislantes y se pueden usar continuamente hasta temperaturas de 150'C. Se usan
para producir controles, manijas, aparatos, pegamentos, adhesivos, material
aislante., laminados para edificios, muebles, tableros y partes de automóviles.
Estas resinas son las más baratas y las más fáciles de moldear. Pueden
reforzarse con aserrín de madera, aceites y fibra de vidrio. Las tuberías de
fibra de vidrio con resinas fenólicas pueden operar a 150'C y presiones de 10
kg/cm².
- Resinas epóxicas
Casi todas 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.
- Resinas poliéster
Estas resinas se hacen principalmente a partir de los anhídridos maleico
y ftálico 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.
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Homopolímeros y copolímeros
Los materiales como el polietileno, el PVC, el polipropileno, y otros que contienen una sola unidad estructural, se llaman homopolímeros. Los homopolímeros, a demás, contienen cantidades menores de irregularidades en los extremos de la cadena o en ramificaciones.
Por otro lado los copolímeros contienen varias unidades estructurales, como es el caso de algunos muy importantes en los que participa el estireno.
Copolímeros estireno-butadieno
Son plásticos sintéticos que han sustituído prácticamente en su totalidad al natural, en algunas aplicaciones como las llantas para automóviles; contienen 25 % de estireno y 75 % butadieno; sus aplicaciones incluyen en orden de importancia:
- Llantas, Espumas,
- Empaques, Suelas para zapatos,
- Aislamiento de alambres y cables eléctricos,
- Mangueras.
Los copolímeros de estireno-butadieno con mayor contenido de batadieno, se usan para hacer pinturas y recubrimientos. Para mejorar la adhesividad, en ocasiones se incorpora el ácido acrílico o los ésteres acrílicos, que elevan la polaridad de los copolímeros.
Polímeros isómeros
Los polímeros isómeros son polímeros que tienen esencialmente la misma composición de porcentaje, pero difieren en la colocación de los átomos o grupos de átomos en las moléculas. Los polímeros isómeros del tipo vinilo pueden diferenciarse en las orientaciones relativas de los segmentos consecutivos (Monómeros).