Polímeros: características, clasificación y propiedades térmicas y mecánicas
Resumen
El texto explica qué son los polímeros y cómo se forman mediante la polimerización, y describe sus características generales. Después presenta su clasificación según la estructura molecular y según su respuesta mecánica al calor, distinguiendo termoplásticos y termoestables. Por último, analiza los factores que influyen en sus propiedades, como la temperatura, la velocidad de deformación, el entrecruzamiento y el peso molecular.
Puntos clave
- La polimerización es la unión de pequeñas moléculas para formar macromoléculas, normalmente cadenas largas cuyo esqueleto es una hilera de átomos de carbono.
- Al aumentar el tamaño de los polímeros aumenta su punto de fusión y se vuelven más resistentes y rígidos; además son ligeros, resistentes a la corrosión y aislantes eléctricos, pero de baja resistencia mecánica.
- Según su estructura molecular, los polímeros pueden ser lineales, ramificados, entrecruzados o reticulados.
- La temperatura de fusión es la temperatura a la que el polímero se vuelve líquido y disminuye al aumentar la ramificación, el peso molecular o la longitud de las cadenas.
- La temperatura de transición vítrea es aquella a la que un sólido rígido pasa a comportarse como una goma; aumenta con la rigidez de la cadena y con el grado de entrecruzamiento.
- Los termoplásticos se ablandan al calentarse y se endurecen al enfriarse de forma reversible y reciclable; los termoestables se endurecen al calentarse y no se ablandan al seguir calentando.
Polímeros y Polimerización
La polimerización es el proceso por el que se unen pequeñas moléculas para crear macromoléculas. En la mayoría de los casos, las moléculas forman cadenas largas y flexibles, cuyo esqueleto es una hilera de átomos de carbono.
Características de los Polímeros
Al aumentar el tamaño de los polímeros, aumenta su punto de fusión y se hacen más resistentes y rígidos. También son ligeros, resistentes a la corrosión y aislantes eléctricos, aunque presentan baja resistencia mecánica.
Clasificación según Estructura Molecular
- Polímeros lineales
- Polímeros ramificados
- Polímeros entrecruzados
- Polímeros reticulados
Definición de Polímero
Los polímeros son materiales compuestos por dos unidades monoméricas.
Copolímeros en Bloque
Los copolímeros en bloque son copolímeros cuyas unidades monoméricas idénticas se unen en un grupo a lo largo de la cadena.
Factores que Influyen en las Características Mecánicas
- Temperatura
- Velocidad de deformación
- Entrecruzamiento
- Peso molecular
Influencia de la Velocidad de Deformación
Si la velocidad de deformación disminuye, el módulo de elasticidad y la resistencia mecánica también disminuyen, pero aumenta el porcentaje de alargamiento.
Temperatura de Fusión
La temperatura de fusión es la temperatura a la cual el polímero se vuelve líquido. Esta temperatura disminuye si aumenta el grado de ramificación de las cadenas, el peso molecular o la longitud de las cadenas.
Temperatura de Transición Vítrea
La temperatura de transición vítrea es la temperatura a la que un sólido rígido se transforma en un sólido con las características de una goma. Cuanto más rígida es la cadena del polímero, menos probabilidades tiene de moverse al aumentar la temperatura, y Tg será mayor. El grado de entrecruzamiento también aumenta esta temperatura.
Clasificación de Polímeros según la Respuesta Mecánica
Los polímeros se clasifican según su respuesta mecánica a temperaturas elevadas en:
- Termoplásticos
- Termoestables
Diferencias entre Termoplásticos y Termoestables
Los termoplásticos se ablandan al calentarse y se endurecen al enfriarse. Se fabrican con aplicación simultánea de calor y presión. Son procesos reversibles y reciclables. Además, son blandos y dúctiles.
Los termoestables se endurecen al calentarse y no se ablandan al continuar calentando. Son más duros, más resistentes y más frágiles que los anteriores, y tienen mejor estabilidad dimensional.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué es la polimerización?
Es el proceso por el que se unen pequeñas moléculas para crear macromoléculas. En la mayoría de los casos forman cadenas largas y flexibles cuyo esqueleto es una hilera de átomos de carbono.
¿Cuál es la diferencia entre termoplásticos y termoestables?
Los termoplásticos se ablandan al calentarse y se endurecen al enfriarse, y son reversibles y reciclables. Los termoestables se endurecen al calentarse y no se ablandan al seguir calentando; son más duros, más resistentes y más frágiles, con mejor estabilidad dimensional.
¿Qué es la temperatura de transición vítrea?
Es la temperatura a la que un sólido rígido se transforma en un sólido con las características de una goma. Cuanto más rígida es la cadena, mayor es esta temperatura, y el entrecruzamiento también la aumenta.
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