Polímeros, materiales compuestos y fibra de carbono: tipos, propiedades y aplicaciones

Polímeros

Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

Origen y primeras síntesis

Los polímeros naturales, por ejemplo la lana, la seda o la celulosa, han tenido mucha importancia a lo largo de la historia. Sin embargo, hasta finales del siglo XIX no aparecieron los primeros polímeros sintéticos. Los primeros polímeros que se sintetizaron se obtenían a través de transformaciones de polímeros naturales. El primer polímero totalmente sintético se obtuvo en 1909, cuando el químico belga Leo Hendrik Baekeland fabricó la baquelita a partir de formaldehído y fenol.

Tipos de polímeros

• Polímeros naturales: Existen muchos en la naturaleza. Pueden ser de origen animal o vegetal. Por ejemplo, el ADN, las proteínas, el caucho, la celulosa, etc.
• Polímeros de transformación: Son aquellos que se obtienen por modificación química de polímeros naturales. Por ejemplo, el caucho vulcanizado o el celuloide.
• Polímeros sintéticos: Están fabricados a partir de materias primas que no son polímeros naturales. Dentro de los sintéticos se distinguen:

Clasificación de polímeros sintéticos

• Termoplásticos: Pueden ser moldeados todas las veces que se quiera. Ej.: polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo (PVC).
• Termoestables: Una vez que se enfrían tras ser moldeados no pueden volver a moldearse aunque se calienten. Son más difíciles de trabajar y no se pueden reciclar fácilmente, pero suelen ser más resistentes. Ejemplos: baquelita, poliuretano, silicona, etc.

Composites (materiales compuestos)

Los composites son materiales compuestos que constan, generalmente, de dos partes fundamentales:

• Matriz: Proporciona un medio continuo que mantiene la cohesión del material.
• Material discreto de refuerzo: Se integra en la matriz y sirve para mejorar las propiedades mecánicas (rigidez, resistencia, etc.).

Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades de los cerámicos, los plásticos y los metales.

Fibra de carbono

La fibra de carbono es un material compuesto, constituido principalmente por carbono. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es tan ligera como la madera o el plástico. Aunque es muy dura, suele tener menor resistencia al impacto que el acero.

Tiene muchas aplicaciones en la industria aeronáutica y automovilística, así como en barcos y en bicicletas, donde sus propiedades mecánicas y su ligereza son muy importantes. También se está utilizando cada vez más en otros artículos de consumo como patines en línea, raquetas de tenis, edificios, ordenadores portátiles, trípodes, cañas de pesca e incluso en joyería.

Escala de Mohs

Escala de Mohs (dureza mineral, de 1 a 10):

1. Talco
2. Yeso
3. Calcita
4. Fluorita
5. Apatito
6. Ortoclasa
7. Cuarzo
8. Topacio
9. Corindón
10. Diamante