Guía Completa de Polímeros, Clasificación y Materiales Compuestos

Polímeros y Materiales Compuestos: Una Visión General

Polímero: Moléculas orgánicas gigantes con pesos moleculares de 10,000 a 1,000,000 g/mol.

Unidad Monomérica: Entidad estructural que se repite a lo largo de la molécula de polímero.

Monómero + catalizador -> Unidad Monomérica reactiva

Clasificación de Polímeros

Según el Mecanismo de Polimerización:

• Adición
• Condensación

Según la Estructura Molecular:

• Lineales
• Ramificados
• Entrecruzados
• Reticulados

Según el Comportamiento a Alta Temperatura:

Termoplásticos:

Polímeros plásticos con comportamiento plástico a alta temperatura. Se ablandan al calentar y endurecen al enfriar de forma reversible. Son blandos y dúctiles. (Ejemplo: Poliamida para hilado)

Termoestables:

Polímeros plásticos que endurecen al calentarse irreversiblemente. Son duros, resistentes y frágiles. (Ejemplo: Melamina por compresión)

Según la Naturaleza de las Unidades Monoméricas:

• Homopolímero: Un solo tipo de monómero.
• Copolímeros: Dos o más tipos de monómeros.

Proceso de Polimerización

Polimerización: Proceso por el que los monómeros se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a un polímero.

Polimerización por Adición:

La composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman.

• Iniciación: Formación de centro activo de monómero bifuncional + catalizador.
• Propagación: Crecimiento de monómeros.
• Terminación: Por reacción de extremos activos de 2 cadenas o con un iniciador.

Polimerización por Condensación:

La molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte del polímero, generando subproductos.

Otros Tipos de Polímeros

Elastómeros: Polímeros con comportamiento elástico obtenidos por vulcanización (formación de estructuras entrecruzadas añadiendo S caliente).

Fibras: Se obtienen por hilado o trefilado (reducción de sección de un polímero haciéndolo pasar a través de un orificio cónico de una hilera o dado).

Plástico: Material sintético obtenido por polimerización.

Materiales Compuestos

Materiales Compuestos: Unión de 2 o más materiales diferentes para conseguir propiedades que los materiales independientes no tienen.

Clasificación de Materiales Compuestos

Materiales Compuestos Reforzados con Partículas:

Compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil.

Materiales Compuestos Reforzados con Fibras:

Un agente reforzante como fibra de vidrio o fibra de carbono que proporciona al material su fuerza a tracción, mientras que la matriz, que suele ser una resina, envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de tensión.

Materiales Compuestos Estructurales:

Formados tanto por composites como por materiales sencillos y sus propiedades dependen fundamentalmente de la geometría y de su diseño. Los más abundantes son los laminares (paneles unidos entre sí con direcciones cambiadas preferentes para aumentar la resistencia a los esfuerzos) y paneles sandwich (dos láminas exteriores de elevada dureza y resistencia, separadas por un material menos denso y menos resistente).