HOMOPOLÍMERO COPOLIMEROS. COPOLÍMERO O

COPOLIMEROS.
SI EN LA FORMACIÓN DE LA MACROMOLÉCULA DURANTE LA
POLIMERIZACIÓN HA INTERVENIDO
SOLAMENTE UN TIPO DE MONÓMERO,
EL POLÍMERO QUE SE FORMA SE DENOMINA
HOMOPOLÍMERO
El monómero es una molécula de pequeña masa molecular que
unida a otros monómeros, a veces cientos o miles, por medio de
enlaces químicos, generalmente covalentes, forman macromoléculas
llamadas polímeros.
POLÍMERO
MONÓMERO
UNIDAD
MONOMÉRICA
COPOLIMEROS.
SI EN LA FORMACIÓN DE LA MACROMOLÉCULA DURANTE LA
POLIMERIZACIÓN HAN INTERVENIDO DOS O TRES MONÓMEROS EN LA
FORMACIÓN DE LA MACROMOLÉCULA, EL POLÍMERO SE DENOMINA
COPOLÍMERO O TERPOLIMERO RESPECTIVAMENTE
Y LAS UNIDADES ESTRUCTURALES, COMONÓMEROS
COMONÓMERO
ESTIRENO
COMONÓMERO
BUTADIENO
POLI(ESTIRENO-BUTADIENO-ESTIRENO), O SBS
COPOLIMEROS.
LA OBTENCIÓN DE COPOLÍMEROS RESULTA UNA PRÁCTICA MUY
HABITUAL PARA CONSEGUIR ESTRUCTURAS CON PROPIEDADES
ESPECÍFICAS, QUE CADA HOMOPOLÍMERO POR SEPARADO NO ES
CAPAZ DE OFRECER
VARIANDO LAS PROPORCIONES RELATIVAS DE CADA MONÓMERO
PUEDEN OBTENERSE CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y DE
PROCESADO ADECUADAS PARA APLICACIONES ESPECÍFICAS.
POLI(ESTIRENO-BUTADIENO-ESTIRENO), O SBS
El poliestireno es un plástico
duro y resistente y le da al
SBS su durabilidad
El polibutadieno es un
material parecido al caucho
y le confiere al SBS
características similares al
caucho (elasticidad,
resistencia,
impermeabilidad,
adhesividad ).
LAS PROPIEDADES QUE PUEDEN CONTROLARSE POR CAMBIOS EN LA
COMPOSICIÓN DEL COPOLÍMERO INCLUYEN:
- MÓDULO ELÁSTICO
- TENACIDAD
- VISCOSIDAD DEL FUNDIDO
- ESTABILIDAD TÉRMICA
ADEMÁS, LA DISTRIBUCIÓN DE LOS RESPECTIVOS MONÓMEROS
DENTRO DE LAS CADENAS DEL POLÍMERO TAMBIÉN INFLUYEN EN
LAS PROPIEDADES DEL COPOLÍMERO.
LA COMBINACIÓN DE MONÓMEROS DIFERENTES PARA FORMAR
COPOLÍMEROS PUEDE COMPARARSE CON LA
MEZCLA DE METALES PARA FORMAR SOLUCIONES
SÓLIDAS, QUE ES LA BASE DE LA FORMACIÓN DE LAS
ALEACIONES.
DEPENDIENDO DEL PROCESO DE POLIMERIZACIÓN Y DE LAS FRACCIONES DE
LAS UNIDADES MONOMÉRICAS, ES POSIBLE OBTENER DIFERENTES TIPOS DE
SECUENCIAS EN LAS CADENAS DE POLÍMEROS.
COPOLÍMEROS AL AZAR. LAS DOS UNIDADES MONOMÉRICAS ESTÁN DISTRIBUIDAS
ALEATORIAMENTE A LO LARGO DE LA CADENA
COPOLÍMEROS ALTERNADOS. LAS DOS UNIDADES MONOMÉRICAS SE VAN
ALTERNANDO EN LAS POSICIONES DE LA CADENA
COPOLÍMEROS EN BLOQUE. LAS UNIDADES MONOMÉRICAS SE ENCUENTRAN
SEPARADAS EN LARGAS SECCIONES DE LA CADENA POLIMÉRICA PRINCIPAL. CADA
UNA DE ESTAS SECCIONES, LLAMADAS BLOQUES, SE VE COMO SI FUERA UNA ESPECIE
DE HOMOPOLÍMERO
COPOLÍMEROS DE INJERTO. LA CADENA PRINCIPAL ESTÁ FORMADA POR UN SOLO
TIPO DE UNIDAD MONOMÉRICA Y TODAS LAS CADENAS LATERALES ESTÁN
CONSTITUIDAS POR EL OTRO TIPO DE UNIDAD MONOMÉRICA
Cloruro de polivinilo
Unidad monómérica
de cloruro de vinilo
Estireno-Isopreno
Unidad monómérica
de estireno
Unidad monómérica
de isopreno
COPOLIMERO DE
ESTIRENO Y DE
ANHIDRIDO MALEICO QUE
COMPRENDE UNA
COMPOSICION DE RESINA
EPOXIDICA Y UN AGENTE
DE CO-RETICULACION
Unidad monómérica
de estireno
Unidad monómérica
de estireno
Unidad monómérica
de anhidrido maleico
Unidad monómérica
de butadieno
Butadieno-Estireno (SBR, GRS)
UN COPOLÍMERO EN BLOQUE CONOCIDO ES EL CAUCHO SBS (ESTIRENOBUTADIENO-ESTIRENO). SE EMPLEA PARA LAS SUELAS DE LOS ZAPATOS Y
TAMBIÉN PARA LAS CUBIERTAS DE NEUMATICOS.
DICHO COPOLÍMERO ESTÁ CONSTITUIDO POR UNA CORTA CADENA DE
POLIESTIRENO, SEGUIDA POR OTRA LARGA CADENA DE POLIBUTADIENO Y
FINALMENTE POR OTRA CORTA CADENA DE POLIESTIRENO.
B
S
S
Cadenas rígidas de poliestireno y elásticas de
polibutadieno unidas entre ellas
UN TIPO DE COPOLÍMERO DE INJERTO ES EL POLIESTIRENO DE
ALTO IMPACTO, ABREVIADO EN INGLÉS COMO HIPS.
EL POLIESTIRENO LE CONFIERE
RESISTENCIA AL MATERIAL, EN TANTO QUE
LAS CADENAS DEL ELASTÓMERO
POLIBUTADIENO LE OTORGAN LA
ELASTICIDAD SUFICIENTE COMO PARA
LOGRAR QUE SEA MENOS QUEBRADIZO.
COPOLIMERO
DE INJERTO
POLIESTIRENO
POLIBUTADIENO
ESTO LO HACE MÁS FUERTE,
NO QUEBRADIZO Y CAPAZ DE
SOPORTAR IMPACTOS MÁS
VIOLENTOS, SIN ROMPERSE
COMO EL POLIESTIRENO
NORMAL.
ESTE COPOLÍMERO DE INJERTO
PERMITE QUE LA TENSIÓN SEA
TRANSFERIDA DE LA FASE
POLIESTIRENO A LA FASE
POLIBUTADIENO
EL POLIBUTADIENO ES ELÁSTICO Y
DISIPA LA ENERGÍA QUE DE OTRA
FORMA CAUSARÍA LA RUPTURA DE LA
FRÁGIL FASE DE POLIESTIRENO.
UNIDADES MONOMÉRICAS UTILIZADAS COMO COPOLÍMEROS DEL CAUCHO
CH2
CH2
C C
H
H
n
BUTADIENO
CH2
CN
CN
CH
CH
CH2
n
ACRILONITRILO
COMO EJEMPLO DE TERPOLIMERO SE TIENE AL ABS ( ACRILONITRILO –
BUTADIENO – ESTIRENO), QUE ES UN PLÁSTICO MUY FUERTE Y MUY POCO
PESADO, QUE SE USA PARA PARACHOQUES DE COCHE.
ES UN TERMOPLÁSTICO DURO, RESISTENTE AL CALOR Y A LOS IMPACTOS
Son materiales heterogéneos formados por una fase homogénea rígida
y una elastomérica.
ELASTÓMEROS TERMOPLÁSTICOS.
LOS POLÍMEROS ENTRECRUZADOS NO PUEDEN SER RECICLADOS
FÁCILMENTE
CON EL INTERÉS DE PRESERVAR EL MEDIO AMBIENTE HAN SURGIDO
LOS ELASTÓMEROS TERMOPLÁSTICOS
LA IDEA QUE SUBYACE DETRÁS DE LOS ELASTÓMEROS
TERMOPLÁSTICOS ES LA NOCIÓN DE UN ENTRECRUZAMIENTO
REVERSIBLE
LOS RETÍCULOS NORMALES SON COVALENTES, UNIENDO
QUÍMICAMENTE A LAS CADENAS POLIMÉRICAS EN UNA SOLA
MOLÉCULA
ELASTÓMEROS TERMOPLÁSTICOS.
EL ENTRECRUZAMIENTO REVERSIBLE EMPLEA INTERACCIONES
SECUNDARIAS NO COVALENTES PARA UNIR ENTRE SÍ A LAS
CADENAS. ESTAS INTERACCIONES INCLUYEN LOS ENLACES POR
PUENTE DE HIDRÓGENO Y LOS ENLACES IÓNICOS
AL EMPLEAR INTERACCIONES NO COVALENTES PARA FORMAR
RETÍCULOS OCURRE QUE AL CALENTAR EL MATERIAL SE ROMPEN
LOS RETÍCULOS. ESTO PERMITE QUE DICHO MATERIAL PUEDA SER
PROCESADO, Y LO MÁS IMPORTANTE, RECICLADO. CUANDO SE
ENFRÍA, LOS RETÍCULOS VUELVEN A FORMARSE.
LA DIFERENCIA PRINCIPAL ENTRE LOS ELASTÓMEROS
TERMOESTABLES Y LOS ELASTÓMEROS TERMOPLÁSTICOS ES
EL GRADO DE ENTRECRUZAMIENTO EN SUS ESTRUCTURAS.
EL ENTRECRUZAMIENTO ES UN FACTOR ESTRUCTURAL CRÍTICO
QUE CONTRIBUYE A QUE EL MATERIAL ADQUIERA ALTAS
PROPIEDADES ELÁSTICAS
EL ENTRECRUZAMIENTO EN LOS POLÍMEROS TERMOESTABLES
ESTÁ FORMADO POR ENLACES COVALENTES CREADOS
DURANTE EL PROCESO DE LA VULCANIZACIÓN
EL ENTRECRUZAMIENTO EN LOS ELASTÓMEROS
TERMOPLÁSTICOS SE FORMAN A PARTIR DE DIPOLOS DÉBILES
O DE ENLACES POR PUENTE DE HIDRÓGENO Y OCURRE
SOLAMENTE EN UNA DE LAS FASES DEL MATERIAL.
IONÓMEROS
UN IONÓMERO ES UN POLÍMERO QUE CONTIENE UN IÓN.
POLI(ETILENOCO-ÁCIDO
METACRÍLICO)
Este polímero es
una sal sódica o una
sal de zinc (que
aporta los iones) de
copolímeros
derivados del etileno
y del ácido
metacrílico.
Ionómero
Agrupación de los grupos
iónicos polares
Las cadenas principales no polares se agrupan entre sí y los grupos
iónicos polares pendientes lo hacen por su lado.Pero cuando estas
agrupaciones o "clusters" de grupos iónicos quieran separarse
completamente de las cadenas apolares, no podrán. De modo que el
resultado final es que estos clusters de grupos iónicos servirán
para mantener juntas a esas cadenas principales, tal como
lo haría un entrecruzamiento normal. Las atracciones iónicas
que se manifiestan, ejercen una gran influencia en las propiedades del
polímero.
Calentamiento
de un ionómero
Cuando se calientan, los grupos iónicos dejan de atraerse y las cadenas
comienzan a moverse libremente . A medida que la temperatura aumenta, las
cadenas se mueven más y más rápido y los grupos ya no pueden quedarse en
sus lugares de partida y, por lo tanto, se rompen. Ahora el ionómero ha perdido
su reticulación y puede ser procesado y reciclado como un polímero común
Si lo enfriamos nuevamente, los clusters se formarán una vez más y actuará otra
vez como un polímero entrecruzado. El polímero adquiere las propiedades de un
elastómero y la facilidad de procesado de un termoplástico.
ELASTOMERO TERMOPLASTICO. CAUCHO SBS
LOS BLOQUES DE POLIESTIRENO TIENDEN A AGRUPARSE ENTRE SÍ, AL
IGUAL QUE LOS BLOQUES DE POLIBUTADIENO. PERO CADA BLOQUE DE
POLIBUTADIENO POSEE UN BLOQUE DE POLIESTIRENO EN CADA EXTREMO
Y LOS DISTINTOS BLOQUES DE POLIESTIRENO DE LA MISMA MOLÉCULA DE
SBS NO FORMAN PARTE NECESARIAMENTE DEL MISMO CLUSTER. ESTO
QUIERE DECIR QUE LOS DISTINTOS CLUSTERS DE POLIESTIRENO SE
MANTENDRÁN UNIDOS ENTRE SÍ POR LOS BLOQUES DE POLIBUTADIENO
Los clusters de poliestireno actúan como reticulantes para los bloques de
polibutadieno. Y al igual que los clusters iónicos de los ionómeros, las
agrupaciones de poliestireno se romperán cuando el SBS es calentado, de
modo que puede ser procesado y reciclado como un polímero no entrecruzado.