PROCESOS POLÍMEROS

PROCESOS
POLÍMEROS
Los polímeros son los más nuevos de los tres tipos de materiales y al mismo tiempo, los más antiguamente
conocidos por el hombre. Un polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadena larga. Cada
molécula esta hecha de unidades repetitivas que se conectan entre sí. Puede haber miles o millones de
unidades en una sola molécula de polímero. Él termino se deriva de las palabras griegas poly, que significa
muchos, y meros que significa parte. La mayoría de los polímeros se basan en el carbono y, por consiguiente,
son consideradas sustancias químicas orgánicas. Sin embargo, el grupo también incluye un número de
polímeros inorgánicos.
Los polímeros forman organismos vivos y son parte de los procesos vitales de todos los seres vivos sobre
la Tierra los polímeros biológicos eran la fuente de alimentos, vestidos, así como de muchos implementos de
los antiguos seres humanos. Sin embargo, nuestro interés en este capitulo se centra en materiales diferentes a
los polímeros biológicos. Con excepción del hule natural, casi todos los materiales polímeros usados en
ingeniería son sintéticos y están hechos mediante procesos químicos.
Los polímeros se dividen en plásticos y hules. Son materiales de ingeniería relativamente nuevos
comparados con los metales y los cerámicos, se conocen desde mediados de siglo XIX ( véanse las notas
históricas 1 y sobre los plásticos, 2 y 3 sobre los hules. A fin de cubrir los polímeros como una materia
técnica, consideramos apropiado dividirlos en las siguientes categorías: 1) y 2) donde se encuentran los
plásticos, y 3) donde se encuentran los hules:
• Polímeros termoplásticos (TP), como se les llama frecuentemente, son materiales sólidos a temperatura
ambiente, pero cuando se someten a temperaturas de cientos de grados se convierten en líquidos viscosos.
Esta característica permite conformarlos fácil y económicamente en productos útiles. Pueden sujetarse
repetidamente a los ciclos de calentamiento y enfriamiento sin que se degraden significativamente.
• Polímeros termoestables, o (TS), no toleran ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento como lo
hacen los termoplásticos. Con calentamiento inicial, se ablandan y fluyen para ser moldeados, pero las
temperaturas elevadas producen también una reacción química que endurece el material y lo convierte en
un sólido infusible. Si este polímero termoestables se recalienta, se degrada por pirolisis en lugar de
ablandarse.
• Elastómeros. Son los hules, los elastómeros (E) son los polímeros que exhiben una extrema extensibilidad
elástica, cuando se sujetan a esfuerzos mecánicos relativamente bajos. Algunos elastómeros pueden
estirarse alargando 10 veces su longitud y luego recuperan completamente su forma original. Aunque las
propiedades son bastantes diferentes a las de los termoestables, comparten una estructura molecular similar
a la de éstos, pero diferente de la de los termoplásticos.
Los termoplásticos son comercialmente los más importantes de los tres tipos, pues constituyen alrededor
del 70% del tonelaje total de los polímeros sintéticos producidos. Los termoestables y los elastómeros
comparten el 30% restante, en partes aproximadamente iguales, con una ligera ventaja para los últimos. Los
polímeros TP comunes incluyen al polietileno, el cloruro de polivinilo, el propileno, el poliestireno y el
nylon. Ejemplos de polímeros TS son los plásticos fenólicos, los epóxicos y ciertos poliésteres. El ejemplo
más común de un elastómero es el hule natural (vulcanizado), sin embargo, los hules sintéticos exceden con
mucho el tonelaje de hule natural.
Aunque la clasificación de los polímeros en las categorías TP, TS y E se adecua a nuestros propósitos
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para organizar la exposición de los temas de este capitulo, lo debemos hacer notar que los tres tipos se
traslapan algunas veces, ciertos polímeros que son normalmente termoplásticos pueden ser también
termoestables, y algunos otros pueden ser termoestables o elastómeros( ya indicamos que sus estructuras
moleculares son similares) además, algunos elastómeros, son termoplásticos. Sin embargo, éstas no son solo
excepciones al esquema general de clasificación.
El crecimiento en las aplicaciones de los polímeros sintéticos es realmente impresionante, el uso anual de
los polímeros excede al de los metales, en términos de volumen. Las razones de la importancia comercial y
tecnológica de los polímeros son las siguientes:
• Los plásticos se pueden moldear para conformar partes de intrincada geometría, sin necesidad de
procesamientos posteriores. Son compatibles con los procesamientos de forma netas.
• Los plásticos poseen una atractiva lista de propiedades para muchas aplicaciones de ingeniería donde
la resistencia no es un factor determinante: 1) baja densidad con respecto a los metales y a los
cerámicos, 2) buena relación de resistencia al peso para ciertos polímeros (pero no para todos), 3) alta
resistencia a la corrosión, 4) baja conductividad eléctrica y térmica.
• Por volumen, los polímeros son competitivos en costo con los metales.
• Los polímeros generalmente requieren menos energía que los metales para su producción, también en
términos volumétricos. Esto se debe a que las temperaturas de trabajo de dichos materiales son
generalmente mucho más bajas que los metales.
• Ciertos plásticos son translucidos y transparentes lo cual los hace competitivos con el vidrio en
algunas aplicaciones.
• Los polímeros se usan ampliamente en materiales compuestos.
Por otra parte los polímeros tienen generalmente las siguientes limitaciones: 1) baja resistencia con
respecto a la de los metales y los cerámicos, 2) bajo moduló de elasticidad o rigidez ( en el caso de los
elastómeros, está puede ser desde luego una característica favorable); 3) las temperaturas de servicio se
limitan a solo algunos cientos de grados debido al ablandamiento de los termoplásticos, o la degradación de
los polímeros termoestables; 4) algunos polímeros se degradan cuando se sujetan a la luz de sol y otras formas
de radiación; 5) los plásticos exhiben propiedades viscoelásticas (sección 3.5), lo cual puede ser una
limitación que implican carga.
En este capitulo examinamos la tecnología de los materiales polímeros. La primera sección se dedica al
análisis introductorio de la ciencia de los polímeros y su tecnología. Las secciones subsiguientes describen las
tres categorías básicas de los polímeros: termoplásticos, termoestables y elastómeros.
NOTA HISTÓRICA 1
Uno de los acontecimientos más sobresalientes en la historia de los polímeros fue sin duda el descubrimiento
de la vulcanización del hule, hecho por Charles Goodyear en 1839. En 1851, su hermano Nelson patentó el
hule duro llamado ebonita, que es un polímero termoestable, utilizado durante mucho tiempo para peines,
cajas de baterías y prótesis dentales.
En la exposición internacional de Londres en 1862, el químico ingles Alexander Parkes demostró las
posibilidades del primer termoplástico, una forma de nitrato de celulosa (la celulosa es un polímero natural en
la madera y el algodón), la llamó parkesina y la describió como un sustituto del marfil y el carey. El material
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cobró importancia debido a los esfuerzos de un americano John Hyatt, quien combino el nitrato de celulosa y
el alcanfor( que actúa como plastificante) y los calentó a presión para formar el producto que él llamo
celuloide. Su patente fue registrada en 1870. El celuloide era transparente y las aplicaciones que se
desarrollaron posteriormente incluyeron la película para fotografía fija y cinematográfica, también se utilizo
para los parabrisas de carruajes y de los primeros automóviles.
Hacia finales del siglo pasado se desarrollaron varios productos adicionales basados en la celulosa. Las
fibras de celulosa, llamadas rayón, fueron producidas por primera vez alrededor de 1890, las hojas para
envoltura de celofán aparecieron en el mercado alrededor de 1910. El acetato de celulosa se adopto como la
base de las películas fotográficas en esa misma época. Este material se convirtió en un importante
termoplástico para moldeo por inyección durante las siguientes décadas.
El primer plástico sintético fue desarrollado a principios de este siglo por el químico belga, nacionalizado
americano, LH. Baekeland, quien descubrió la reacción de polimerización del fenol y el formaldehído, y a
cuyo producto Baekeland, denomino bakelita. Está resina termoestable aún tiene importancia comercial. En
1918 se descubrió otro polímero similar: la urea formaldehído y en 1939, la melamína formaldehído.
Entre los años 1920 y 1930 se desarrollaron un buen número de termoplásticos que tienen importancia en
la actualidad. El inventor ruso I. Ostromislensky había patentado el cloruro de polivinilo en 1912, pero no fue
comercializado hasta 1927 como un recubrimiento para paredes. En la misma época se produjo por primera
vez en Alemania el poliestireno. Fue en Inglaterra, en 1932, donde se empezaron las investigaciones
fundamentales que condujeron a la síntesis del polietileno, la primera planta de producción se inauguro poco
antes del inicio de la Segunda Guerra Mundial. La planta empezó sus operaciones produciendo polietileno de
baja densidad. Finalmente, un programa importante de investigación, iniciando en 1928 bajo la dirección de
W. Carothers de la compañía DuPont en Estados Unidos, condujo a la síntesis de la poliamida nylon; que fue
comercializada a finales de los años treinta. Su uso inicial fue la fabricación de calcetería para damas, y sus
aplicaciones posteriores durante la guerra incluyeron cojinetes de baja fricción y aislamiento para alambres.
En 1939 se hicieron esfuerzos similares en Alemania que produjeron una forma alternativa de nylon.
Varios polímeros importantes de propósito especial se desarrollaron en la década de los cuarenta los
flúorocarbonos (teflón), los silicones y los poliuretanos en 19432; Las resinas époxicas en 1947, y el
copolímero acrilonitrilo−butadieno−estireno (ABS), en 1948. Las fibras de poliéster aparecieron en 1950, y el
propileno, policarbonato y el polietileno de alta densidad en 1957. Los elastómeros se desarrollaron primero
en la década de los sesenta. Los años siguientes han sido testigos del tremendo auge en el uso de los plásticos.
FUNDAMENTOS DE LA CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS POLIMEROS.
Los polímeros se sintetizan mediante la unión de muchas moléculas pequeñas para formar moléculas muy
grandes, llamadas macromoléculas, las cuales poseen una estructura en forma de cadena. Las pequeñas
unidades llamadas monómeras, son generalmente moléculas orgánicas insaturadas simples como el etileno,
C2H4.
Los átomos se mantienen unidos en está molécula por medio enlaces covalentes, y cuando se
unen para formar el polímero, esos mismos enlaces mantienen unidos a los eslabones de la cadena. Por tanto,
cada molécula grande se caracteriza por sus enlaces primarios fuertes. La síntesis de la molécula de
polietileno se describe en la Fig. 1 el polietileno, tal como hemos descrito su estructura, es un polímero lineal
y sus componentes forman una cadena muy larga.
Una masa de material polímero consiste en muchas macromoléculas. Para visualizar la relación que
existe entre las moléculas individuales y el material en su conjunto, se usa frecuentemente la analogía de un
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tazón lleno de espagueti recién cocinado (sin salsa). El enmarañado entre las largas tiras ayuda a mantener la
masa junta, no obstante, los enlaces atómicos son más significativos. El enlace entre las macromoléculas y la
masa se debe a las fuerzas fe Van der Waals y a otros enlaces secundarios. Por consiguiente, el material
polimérico se mantiene unido mediante fuerzas que son sustancialmente más débiles que los enlaces
primarios. Esto explica la causa de los plásticos en general no sean tan rígidos y fuertes como los metales o
los materiales cerámicos.
Figura 1 Síntesis del polietileno a partir de monómeros de etileno. (1) n monómeros de etileno producen en (2
a) una cadena de longitud n; (2b) notación concisa para describir la cadena de longitud n
Un polímero termoplástico se suaviza cuando se calienta. La energía calorífica provoca que las
macromoléculas se agiten térmicamente y sé exciten para moverse entre ellas a través de la masa del polímero
(aquí se aplican la analogía del tazón de espagueti), con lo cual el material comienza a comportarse como un
líquido viscoso; y al aumentar la temperatura, la viscosidad decrece (o la fluidez se incrementa).
POLIMERIZACIÓN.
La síntesis de los polímeros es proceso químico que se puede efectuar por cualquiera de estos métodos: 1)
polimerización por adición y 2) polimerización por pasos. La producción de un polímero dado se asocia
generalmente con uno u otro método.
POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN
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La síntesis del polietileno es un ejemplo. En este proceso se abren los enlaces dobles entre los átomos de
carbono, en los monómeros de etileno, para que puedan unirse a otras moléculas del monómero. Las
conexiones ocurren en ambos extremos de la macromolécula en expansión, de esta forma se desarrollan largas
cadenas de meros que se repiten. Dada la manera en que se originan estás moléculas, el proceso se conoce
también como polimerización en cadena. Se inicia con el uso de un catalizador químico (llamado iniciador)
que abre los enlaces dobles de carbono en algunos de los monómeros. Estos monómeros se vuelven altamente
reactivos debido a sus electrones libres y capturan otros monómeros para empezar a formar cadenas reactivas.
Las cadenas se propagan, capturando además otros monómeros, uno a la vez, hasta que se producen grandes
moléculas y la reacción termina. El proceso funciona como sé índica en la figura 2. La reacción entera de
polimerización toma solamente unos segundos para cualquier macromolécula dada. Sin embargo, en los
procesos industriales puede tomar muchos minutos o incluso horas completar la polimerización de un lote
determinado, ya que las reacciones en cadena no ocurren simultáneamente en la mezcla.
Figura 2 modelo de polimerización por adición: (1) iniciación, (2) adición rápida de monómeros y (3)
molécula resultante del polímero de cadena larga con n meros al final de la reacción.
En la figura 3 se presentan, además del polietileno, otros polímeros formados típicamente mediante
polimerización por adición, junto con los monómeros iniciales y el mero que se repite. Nótese que la fórmula
química del monómero es la misma que la del mero en el polímero. Está es una característica de esté método
de polimerización. También obsérvese que muchos de los polímeros comunes involucran la situación de
algunos otros átomos o moléculas, en el lugar de uno de los átomos de hidrógeno como en el polietileno. El
polipropileno, el cloruro de polivinilo y el poliestireno son ejemplos de esta situación. El
politetrafluoroetileno reemplaza sus cuatro átomos de hidrógeno en la estructura por átomos de flúor (F). La
mayoría de los polímeros de adición son termoplásticos. La excepción en la figura 3 es el poliisopreno, el
polímero del hule natural. Aun cuando se forma por adición, es un elastómero.
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Figura 3 Algunos polímeros típicos formados mediante polimerización por adición (cadena)
POLIMERIZACIÓN POR PASOS.
En esta forma de polimerización se unen dos monómeros reaccionantes para formar una nueva molécula del
compuesto deseado. En la mayoría de los procesos de polimerización por pasos (más no en todos), se produce
también un subproducto de la reacción.
El subproducto típico es el agua, la cual se condensa; de aquí que se use frecuentemente el término de
polimerización de condensación para los procesos que producen un condensado. Al continuar la reacción se
combinan más moléculas de los reactivos con las moléculas que se sintetizaron primero para formar polímeros
de longitud n = 2, después los polímeros de longitud n = 3, y así sucesivamente. De esta forma se crean
lentamente, paso a paso, polímeros de longitudes n creciente. Además de esta elongación gradual de las
moléculas, los polímeros intermedios de longitud n1 y n2 también se combinan para formar moléculas n = n1
+ n2 de manera que ambos tipos de reacciones ocurren simultáneamente una vez que el proceso está en
marcha, como se ilustra en la figura 10.4. por consiguiente, en cualquier punto del proceso el lote contiene
polímeros de varias longitudes. Y solamente después que ha transcurrido el tiempo suficiente las moléculas
tienen una longitud adecuada.
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Figura 4 Modelo de polimerización por pasos mostrando los dos tipos de reacciones que tienen lugar: (a) un
mero−n unido a otro mero sencillo para formar un mero−(n+1); (b) un mero−n1 combinado con un
mero−n2 para formar un mero−(n1+ n2). La secuencia se muestra por (1) y (2).
Figura 5 Algunos polímeros típicos formados mediante polimerización por pasos (condensación). Esta es una
expresión simplificada de la fórmula estructural, no se muestran los extremos de la cadena del polímero.
Debe hacerse notar que el agua no siempre es el único subproducto de la reacción: por ejemplo, el amoníaco
(NH3) es otro compuesto simple que se produce en algunas reacciones. No obstante, el término
polimerización por pasos aún se emplea. Debemos observar que aunque muchos procesos de polimerización
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por pasos involucran condensación de un subproducto, algunos no lo hacen. En la figura 10.5 se presentan
algunos ejemplos de polímeros comerciales producidos por mediante la polimerización por pasos
(condensación). Tanto los termoplásticos como los termoestables son los polímeros que se sintetizan por este
método, el nylon 6.6 y el policarbonato son polímeros TP, mientras que el fenol formaldehído y la urea
formaldehído son polímeros TS.
GRADO DE POLIMERIZACIÓN, PESO MOLECULAR Y ESTRUCTURA.
Una macromolécula producida por polimerización consiste en n meros que se repiten. Como las moléculas en
un lote de material polimerizado varían en longitud, n es un promedio para el lote y su distribución estadística
es normal. El valor promedio de n se llama grado de polimerización (GP). El grado de polimerización afecta
las propiedades del polímero, un GP más alto incrementa la resistencia mecánica, pero también aumenta la
viscosidad en el estado fluido, lo cuál hace su procesamiento más difícil.
El peso molecular (PM) del polímero es la suma de los pesos moleculares de los meros en la molécula; es n
veces el peso molecular de cada unidad que se repite. Ya que n varía para diferentes moléculas en un lote, el
peso de la molécula debe interpretarse como un promedio. Los valores promedio. Los valores típicos de GP y
PM para polímeros seleccionados se presentan en la tabla 1.
TABLA 1 Valores típicos del grado de polimerización (GP) y peso molecular (PM) de algunos polímeros
termoplásticos.
Polímero
GP(n)
PM
Polietileno
10000
300000
Poliestireno (PS)
3000
300000
Cloruro de Polivinilo (PVC)
1500
100000
Nylon
120
15000
Policarbonato
200
40000
ESTRUCTURAS DE LOS POLIMEROS Y COPOLIMEROS
Existen diferencias estructurales entre las moléculas de los polímeros, aun entre las moléculas del mismo
polímero. En esta sección examinaremos tres aspectos de la estructura molecular: 1) estéreo regularidad, 2)
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ramificación y encadenamiento transversal y 3) copolímeros.
Estéreo regularidad.
Tiene que ver con el arreglo espacial de los átomos y grupos de átomos en las unidades repetitivas de la
molécula del polímero. Un aspecto importante de la estéreo regularidad es la forma en la que se localizan
estos grupos de átomos o grupos de átomos a lo largo de la cadena del polímero, cuando un átomo de H de
sus meros ha sido reemplazado por otro átomo o grupo de átomos. Por ejemplo el polipropileno es un
compuesto similar al polietileno, excepto que uno de los cuatro átomos de H está sustituido por un grupo
metilo, CH3. Son posibles tres arreglos tácticos, como se ilustra en la figura 6: a) isotáctico, en el cuál los
grupos impares de átomos se colocan del mismo lado de la cadena; b) sindiotáctico, donde los grupos de
átomos se alteran en lados opuestos; y c) táctico, en el cuál los grupos se colocan aleatoriamente a cualquier
lado.
Figura 6 Posibles arreglos de los grupos de átomos en el polipropileno: (a) Isotáctico, (b) Sindiotáctico, (c)
Atáctico
La estructura táctica es importante para la determinación de las propiedades del polímero. Influye
también en la tendencia del polímero a cristalizar. Si continuamos con el ejemplo del polipropileno, este
polímero puede sintetizarse en cualquiera de las tres estructuras tácticas. En su forma isotáctica es fuerte y
funde a 347 0F (175 0C); en la estructura sindiotáctica es también fuerte, pero funde a 268 0F, (131 0C); el
polipropileno atáctico es suave y funde alrededor de 165 0F (75 0C), y tiene muy poco uso comercial.
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POLÍMEROS LINEALES, RAMIFICADOS Y DE CADENA TRANSVERSAL
Hemos descrito los procesos de polimerización que producen macromoléculas con una estructura en forma de
cadena, llamada polímero lineal. Esta es la estructura característica de un polímero termoplástico. Otras
estructuras son posibles como se muestra en la figura 7. Una alternativa son las cadenas ramificadas laterales
que se forman a lo largo de la cadena, el resultado es un polímero ramificado similar al que se muestra en la
parte (b) de la figura. Esto ocurre en el polietileno cuando los átomos de hidrógeno son reemplazados por
átomos de carbono en puntos aleatorios de la cadena, y en dichos lugares se inicia el crecimiento de las
ramificaciones. En ciertos polímeros, los enlaces primarios se forman en determinados puntos de contacto
entre las cadenas y otras moléculas que constituyen a los polímeros de cadena transversal, como se muestra
en la figura 7(c) y (d). Las cadenas transversales se originan debido a que una cierta proporción de los
monómeros que se utilizan para formar el polímero, son capaces de enlazarse a monómeros adyacentes en
más de dos lados, permitiendo así la adición de otras moléculas ramificadas. Las estructuras con un ligero
encadenamiento transversal son características de los elastómeros. Cuando decimos que un polímero tiene alto
encadenamiento transversal nos referimos a que tiene una estructura de red, como se muestra en la parte (d)
de la figura; en efecto, la masa es una macromolécula gigante. Los plásticos termoestables adoptan esta
estructura del curado.
Figura 7 Varias estructuras de moléculas de polímeros: (a) Lineal, característica de los termoplásticos, (b)
ramificada, (c) encadenamiento transversal suelto, como en un elastómero; y (d) encadenamiento transversal
firme o estructura de red, como en los termofijos
La presencia de ramificaciones transversales en los polímeros tiene un efecto significativo en sus
propiedades. Esta es básicamente la diferencia entre las tres categorías de polímeros: TP, TS y E. Los
polímeros termoplásticos siempre poseen estructuras lineales, ramificadas o una mezcla de ambas. Las
ramificaciones aumentan el enmarañamiento entre las moléculas, haciendo que los polímeros sean
generalmente más fuertes en el estado sólido y más viscosos en el estado plástico o líquido, a una temperatura
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dada. Los plásticos termofijos y lo elastómeros son polímeros encadenados transversalmente. El
encadenamiento transversal es la causa de que el polímero fije su estructura química o fragüe. Como la
reacción es irreversible, el efecto es un cambio permanente en la estructura del polímero; si se somete a
calentamiento puede degradarse o quemarse, pero no fundirse. Los plásticos termofijos tienen un alto grado de
encadenamiento transversal, mientras que en los elastómeros es bajo. Los termofijos son duros y frágiles, en
tanto que los elastómeros son elásticos y con una gran capacidad para absorber energía elástica (resilencia).
Copolímeros. El polietileno es un homopolímero, sus moléculas consisten en meros repetidos del mismo tipo
como el propileno, el poliestireno y muchos otros plásticos comunes. Los copolímeros son polímeros cuyas
moléculas están constituidas por unidades repetitivas de dos tipos diferentes. Un ejemplo es el copolímero
sintetizado a partir del etileno y del propileno para producir un copolímero con propiedades eleastómeras. El
copolímero etileno−propileno puede representarse como sigue:
−−− (C2H4)n (C3H6)m−−−
donde n y m fluctúan entre 10 y 20, y las proporciones de los dos constituyentes son alrededor de 50% de cada
uno. En la sección 10.4.3 veremos que la combinación del polietileno y el propileno con pequeñas cantidades
de dieno forman un hule sintético importante.
Los copolímeros pueden poseer diferentes arreglos de sus meros constituyentes. Las posibilidades se muestran
en la figura 10.8 (a) copolímero alternante, en el cual los meros se repiten uno cada vez; (b) aleatorio, los
meros están acomodados al azar y la frecuencia depende de la proporción relativa de los monómeros iniciales;
(c) bloque, los meros del mismo tipo tienden a agruparse en largos segmentos a lo largo de la cadena; y (d)
injerto, los meros de un tipo se adhieren como ramas a un tronco de meros de otro tipo. El hule dieno de
etileno−propileno, mencionado anteriormente, es uno del tipo de bloque.
La síntesis de los copolímeros es análoga a la aleación de los metales para formar soluciones sólidas. Las
diferencias en los ingredientes y las estructuras de los polímeros pueden tener efectos sustanciales en las
propiedades, de la misma forma que sucede con las aleaciones metálicas. Un ejemplo es la mezcla de
polietileno−polipropileno que analizamos antes. Cada uno de estos polímeros por separado son medianamente
rígidos; en cambio, una mezcla de los dos en partes iguales forman un copolímero de estructura aleatoria muy
parecida al hule.
Es también posible sintetizar polímeros ternarios o terpolímeros, que consisten en meros de tres tipos
diferentes. Un ejemplo es el plástico ABS (acrilonitrílo−butadieno−estireno).
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Figura 8 Varias estructuras de copolímeros: (a) alternante, (b) al azar, (c) bloque y (d) injerto.
Cristalinidad.
Los polímeros pueden tener dos estructuras, la amorfa y la cristalina, aunque la tendencia a cristalizar es
mucho menor que para los metales o los cerámicos no vítreos. No todos lo polímeros pueden formar cristales.
Para aquellos que si pueden, el grado de cristalinidad (la proporción de material cristalizado en la masa) es
siempre menor que 100%. Conforme aumenta la cristalinidad en un polímero se incrementa: 1) la densidad 2),
la rigidez, la resistencia y la tenacidad, 3) la resistencia al calor, y 4) si el polímero es transparente en el estado
amorfo se convierte en opaco cuando cristaliza parcialmente. Numerosos polímeros son transparentes, pero
para poseer esta propiedad deben estar en un estado amorfo (vítreo). Algunos de estos efectos pueden
ilustrarse por la diferencia entre el polietileno de baja y de alta densidad, presentada en la tabla 10.2. la razón
subyacente entre las propiedades de los materiales es el grado de cristalinidad.
Tabla 10.2 Comparación entre los polietilenos de baja y alta densidad
Tipo de polietileno
Grado de cristalinidad
Gravedad específica
Módulo de elasticidad
Temperatura de fusión
Baja densidad
55%
0.92
20,000 psi
2390 F (1150 C)
Alta densidad
2750 F (1350 C)
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Los polímeros lineales consisten en largas moléculas con miles de meros repetidos. La cristalización en estos
polímeros involucra el plegado de estas moléculas sobre si mismas hacia atrás y hacia delante para lograr un
arreglo muy regular de los meros, como se representa en la figura 9(a). La región cristalizada se llama
cristalita. Debido a las tremendas longitudes de una sola molécula (en escala atómica), puede participar en
más de una cristalita. También se pueden combinar más de una molécula en una sola región cristalina. Las
cristalítas adoptan la forma de laminillas, como se ilustra en la figura 9(b), y se mezclan aleatoria mente con el
material amor-fo. Por consiguiente, un polímero cristaliza como un sistema de dos fases: cristalitas
dispersadas dentro de una matriz amorfa.
Figura 9 Regiones cristalinas en un polímero: (a) moléculas largas formando cristales mezclados al azar con
el material amorfo y (b) laminilla de cadena plegada, forma típica de una región cristalizada.
Numerosos factores determinan la capacidad o tendencia de un polímero a formar regiones cristalinas
dentro del material. Estos factores se pueden resumir como sigue: I) sólo los políme-ros lineales pueden
formar cristales; 2) la estéreo regularidad de la molécula es crítica; los polímeros isotácticos siempre forman
cristales, los sindiotácticos algunas veces forman cristales y los atácticos nunca forman cristales; 3) los
copolimeros rara vez forman cristales, debido a su irre-gularidad molecular; 4) los enfriamientos lentos
promueven la formación y crecimiento de cristales, como sucede en los metales y en los cerámicos; 5) las
deformaciones mecánicas, como el estirado de termoplásticos calentados, tienden a alinear la estructura e
incrementar la cristalización, y 6) los plastificantes (productos químicos que se añaden a los polímeros para
ablandarlos) reducen el grado de cristalinidad.
COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE LOS POLÍMEROS
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El comportamiento térmico de los polímeros con estructuras cristalinas es diferente al de los po-límeros
amorfos. El efecto de la estructura puede observarse en una gráfica de volu-men específico (densidad
recíproca) como una función de la temperatura, véase en la figura 10. Un polímero altamente cristalino tiene
un punto de fusión Tm donde su volumen sufre un cambio abrupto. También, a temperaturas arriba de Tm, la
expansión térmica del material fundido es más grande que para el material sólido por debajo de Tm. Un
polímero amorfo no sufre el mismo cam-bio abrupto a la Tm. A medida que se enfría a partir del estado
líquido, su coeficiente de expansión térmica disminuye y sigue la misma trayectoria que cuando estaba
fundido, la viscosidad dismi-nuye conforme desciende la temperatura. Durante el enfriamiento por debajo de
Tm. la consistencia del polímero cambia de líquida a ahulada. Conforme desciende la temperatura se alcanza
un punto final donde la expansión térmica del polímero amorfo se vuelve repentinamente menor. Ésta es la
temperatura de transición vítrea Tg. que se puede apreciar como un cambio en la
Figura 10 Comportamiento de los polímeros en función de la temperatura.
pendiente. Abajo de Tg, el material es duro y frágil.
Un polímero parcialmente cristalizado se ubica entre estos dos extremos, como se indica en la figura Es
un promedio de los estados amorfo y cristalino que depende del grado de cristaltinidad. Arriba de Tm exhibe
las características viscosas de un líquido; entre Tm y Tg posee propiedades viscoelásticas; y por debajo de Tg
tiene las propiedades elásticas convencionales de un sólido.
Lo que hemos descrito en esta sección se aplica a los materiales termoplásticos, los cuales pueden
moverse hacia arriba y hacia abajo en la curva de la figura 10. En múltiples ocasiones, la manera en que se
llevan a cabo los procesos de calentamiento y enfriamiento pueden cambiar la ruta que siguen. Por ejemplo,
un enfriamiento rápido puede inhibir la formación de cristales e incre-mentar la temperatura de transición
vítrea. Los termoestables y los elastómeros enfriados desde el esta-do líquido se comportan como polímeros
amorfos hasta que ocurre un encadenamiento transversal. Sus estructuras moleculares restringen la formación
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de cristales. Y una vez que sus moléculas se han encadenado transversalmente, no pueden ser recalentados
para fundirse.
ADITIVOS
Frecuentemente se pueden mejorar las propiedades de un polímero mediante su combinación con aditivos.
Los aditivos alteran la estructura molecular del polímero o añaden una segunda fase al plástico, transformando
a un polímero en un material compuesto. Los aditivos se pueden clasificar por su función como I)
rellenadores, 2) plastificantes, 3) colorantes, 4) lubricantes, 5) retardadores de flama, 6) agentes de
encadenamiento transversal, 7) filtros de luz ultravioleta y 8) antioxidantes.
RELLENADORES
Los rellenadores (rellenos) son materiales sólidos que se añaden a un políme-ro generalmente en forma
fibrosa o de panícula para alterar sus propiedades mecánicas, o simple-mente para reducir el costo del
material. Los rellenadores también se usan para mejorar la estabili-dad dimensional y térmica de los
polímeros. Algunos rellenadores que se utilizan para los polímeros son las fibras y polvos celulósicos (por
ejemplo, fibras de algodón y aserrín, respectivamente); polvos de sílice (SiO2), carbonato de calcio (CaCO,) y
arcilla (silicato hidratado de aluminio); fibras de vidrio, metal, carbono, asbesto u otros polímeros. Los
rellenadores que mejoran las propiedades mecánicas se llaman agentes reforzadores, y nos referimos a los
compuestos así creados como plás-ticos reforzados; estos compuestos tienen una rigidez, resistencia, dureza y
tenacidad más altas que los polímeros originales. Las fibras son los agentes que proporcionan el mayor efecto
reforzante.
PLASTIFICANTES
Los plastificantes son productos químicos que se añaden a un polímero para hacerlo más suave y flexible,
mejorando sus características de fluidez durante su conformación. Los plastificantes reducen la temperatura de
transición vítrea por debajo de la temperatura ambiente. Si bien el polímero es duro y quebradizo (o frágil) por
debajo de Tg por encima de esta temperatura es suave y tenaz. La adición de plastificante al cloruro de
polivinilo (PVC) es un buen ejemplo; el PVC puede adoptar propiedades que van desde rígido y frágil, hasta
flexible y de consistencia ahulada, dependiendo de la proporción de plastificante en la mezcla.
COLORANTES
Una ventaja de muchos polímeros sobre los metales o los cerámicos es que el material en sí puede obtenerse
en casi cualquier color. Esto elimina la necesidad de operaciones secundarias de recubrimiento. Los colorantes
para polímeros son de dos tipos, 1) pigmentos y 2) tintes. Los pigmentos son materiales insolubles finamente
pulverizados que se distribuyen uni-formemente en la masa del polímero en bajas concentraciones, en general
menos del 1%. Añaden opacidad y color al plástico. Los tintes son sustancias químicas surtidas en forma
líquida y gene-ralmente son solubles en el polímero. Se usan normalmente para colorear plásticos
transparentes como el estireno y los acrílicos.
15
OTROS ADITIVOS
Los lubricantes se añaden algunas veces a los polímeros para reducir la fricción y promover la fluidez, en las
interfases del molde. Son también convenientes en el moldeo por inyección para desprender del molde la parle
conformada. Los agentes antiadherentes se rocían en la superficie del molde v frecuentemente se usan para el
mismo propósito.
Casi todos los polímeros arden si se les suministra suficiente calor y oxígeno. Algunos polímeros son
más combustibles que otros. Los retardadores de flama son sustancias químicas que se añaden a los
polímeros para reducir su capacidad de producir flama mediante cualquiera de los siguientes mecanismos o de
su combinación: I) por interferencia con la propagación de la flama, 2) para producir grandes cantidades de
gases no combustibles, 3) incrementar la temperatura de combustión del material: 4) los productos químicos
también pueden funcionar porque reducen la emisión de gases tóxicos generados durante la combustión.
Debemos incluir entre los aditivos aquellos que causan un encadenamiento transversal en los polímeros
termoestables y elastómeros. El término agente encadenante transversal se refiere a una va-riedad de
ingredientes que causan una reacción de encadenamiento transversal o actúan como cata-lizador para
promover dicha reacción. Algunos ejemplos de su importancia comercial son: I) el azufre en la vulcanización
del hule natural, 2) el formaldehído para los plásticos fenólicos que for-man plásticos fenólicos termoestables
y 3) peróxidos para los poliésteres.
Muchos polímeros son susceptibles a la degradación por la luz ultravioleta, por ejemplo, la luz del sol y la
oxidación. La degradación se manifiesta como una ruptura de las cadenas en las moléculas de cadena larga. El
polietileno, por ejemplo, es vulnerable a ambos tipos de degradación, lo cual conduce a la pérdida de su
resistencia mecánica. Los que absorben la luz ultravioleta y los antioxidantes son aditivos que reducen la
susceptibilidad de los polímeros a estas formas de ataque.
POLIMEROS TERMOPLASTICOS
En esta sección se revisarán las propiedades de los polímeros termoplásticos como grupo y exami-naremos
sus miembros más importantes.
PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS
Una característica que define a los polímeros termoplásticos es que pueden calentarse desde el esta-do sólido
hasta el estado líquido viscoso, y al enfriarse vuelven a adoptar el estado sólido; además, este ciclo de
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enfriamiento puede aplicarse muchas veces sin degradar al polímero. la razón de dicho comportamiento es que
los polímeros Termoplásticos consisten en macromoléculas lineales (ramificadas) que no se encadenan
transversalmente cuando se les calienta. Por el contrario, los termofijos y los elastómeros sufren un cambio
químico cuando se les calienta, lo cual hace que sus
moléculas se unan transversalmente y fragüen permanentemente.
De hecho, los termoplásticos se deterioran químicamente con calentamientos y enfriamien-tos repelidos. En el
moldeo de plásticos se hace una distinción entre el material nuevo o virgen y los plásticos que han sido
moldeados previamente y que han experimentado ciclos térmicos (por ejemplo desperdicios y partes
defectuosas). Para algunas aplicaciones solamente se acepta el ma-terial virgen. Los polímeros termoplásticos
también se degradan progresivamente cuando se les sujeta a temperaturas por debajo de Tm este efecto de
largo plazo se llama envejecimiento térmico e involucra un deterioro químico lento. Algunos de los polímeros
termoplásticos son más suscep-tibles al envejecimiento térmico que otros, y para un mismo material la
velocidad de deterioro depende de la temperatura.
PROPIEDADES MECÁNICAS
Los termoplásticos típi-cos a temperatura ambiente poseen las siguientes características: I) menor rigidez, el
módulo de elasticidad es dos veces (en algunos casos tres) más bajo que los metales y los cerámicos; 2) la
resistencia a la tensión es más baja, cerca del 10% con respecto a la de los metales; 3) dureza muy baja; y 4)
ductilidad más alta en promedio, con un tremendo rango de valores, desde una elongación del 1% para el
poliestireno. hasta el 500% o más para el propileno.
Las propiedades mecánicas de los termoplásticos dependen de la temperatura. La relación funcional
debemos analizarla en el contexto de las estructuras cristalina y amorfa. Los termoplásti-cos amorfos son
rígidos y vítreos por debajo de la temperatura de transición vítrea Tg y flexibles o de consistencia ahulada
justamente arriba de dicha temperatura. La transición ocurre realmente en una escala de temperaturas de 10 a
20 grados aunque en la figura 10 se sugiere un solo valor para Tg. Conforme se incrementa la temperatura por
encima de Tg el polímero empieza a hacerse cada vez más suave, hasta que finalmente se convierte en un
fluido viscoso nunca se convierte en un líquido delgado debido a su alto peso molecular. El efecto sobre su
comportamiento mecánico puede visualizarse en la figura 11, donde se le define como resistencia a la
deformación. Esto es análogo al módulo de elasticidad, pero nos permite observar el efecto de la temperatura
sobre un polímero amorfo en su transición de sólido a líquido. Por debajo de Tg. el material es fuerte y
elás-tico. A la temperatura Tg, se observa una caída repentina en la resistencia a la deformación, a medi-da
que el material se transforma en la fase ahulada, su comportamiento en esta región es viscoelástico. Conforme
aumenta la temperatura, se transforma gradualmente en un líquido más fluido.
Un termoplástico teórico con 100% de cristalinidad tendría un punto de fusión distinto Tm en el cual se
transformaría de sólido a líquido, pero sin mostrar un punió de transición vítrea per-ceptible Tg Desde luego,
los polímeros reales tienen menos del 100% de cristalinidad. Para los polímeros parcialmente cristalinos, la
resistencia a la deformación se caracteriza por la curva que se ubica entre los dos extremos, su posición está
determinada por la proporción relativa de las dos fases. Los polímeros parcialmente cristalinos exhiben las
características de ambos, plásticos amor-fos y plásticos cristalizados. Por debajo de Tg son elásticos, con una
resistencia a la deformación
17
Figura 11 Relación de las propiedades mecánicas, graficadas como resistencia a la deformación en función
de la temperatura para un termoplástico amorfo, un termoplástico 100% cristalizado (teórico) y un
termoplástico parcialmente cristalizado.
decreciente cuando la temperatura va en aumento. Arriba de 7, la porción amorfa del polímero se ablanda
mientras que la porción cristalina permanece intacta. El material en su conjunto exhibe propiedades que son
generalmente viscoelásticas. Conforme se alcanza Tm, los cristales se funden, dando el polímero una
consistencia líquida, la resistencia a la deformación se debe ahora a las propiedades viscosas del fluido. El
grado en el cual el polímero adopta características líquidas, en Tm y por arriba de ésta, depende del peso
molecular y el grado de polimerización. A mayores grados de polimerización y de peso molecular se reduce la
fluidez del polímero, haciendo más difícil su procesamiento en el moldeado o en los métodos similares de
procesamiento. Éste es el dile-ma que enfrentan aquellos que seleccionan los materiales, debido a que los
pesos moleculares y gra-dos de polimerización más altos significan mayor resistencia.
PROPIEDADES FÍSICAS
Las propiedades físicas de los materiales se analizaron en el capítu-lo 4. En general, los polímeros
termoplásticos poseen: 1) densidades más bajas que los metales y los materiales cerámicos, las gravedades
específicas típicas para los polímeros son alrededor de 1.2, para los cerámicos alrededor de 2.5, y para los
metales alrededor de 7.0; 2) coeficientes de expan-sión térmica mucho más altos, aproximadamente cinco
veces el valor de los metales y 10 veces el de los cerámicos; 3) temperaturas de fusión muy bajas; 4) calores
específicos que son de dos a cua-tro veces los de los metales y los cerámicos; 5) conductividades térmicas que
son alrededor de tres órdenes de magnitud más bajos que los de los metales, y 6) propiedades de aislamiento
18
eléctrico.
IMPORTANCIA COMERCIAL DE LOS TERMOPLÁSTICOS
Los productos termoplásticos incluyen artículos moldeados y extruidos, fibras, películas y lámi-nas,
materiales de empaque, pinturas y barnices. Se surten normalmente al fabricante en forma de polvos o pellets
(grano grueso) en bolsas de 50 libras, en tambores de 200 libras o en cargas ma-yores por camión o carro de
ferrocarril. Los polímeros TP más importantes se analizarán por orden alfabético en las próximas líneas. Cada
tabla proporciona la fórmula química para cada plástico y sus propiedades seleccionadas. La participación
aproximada en el mercado se da con respecto a todos los plásticos (termoplásticos y termofijos).
ACETALES
Acetal (tabla 3) es el nombre popular dado al polioximetileno. un polímero de ingeniería derivado del
formaldehído (CH2O) con alta rigidez, resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Además, tienen alto
punto de fusión, baja absorción de la humedad y son insolubles en los solventes comunes a temperatura
ambiente. Debido a esta combinación de propiedades, las resinas acetalicas son competitivas con ciertos
metales, por ejemplo, latón y zinc para componentes automotrices tales como manijas de puerta, cajas de
bombas y partes similares, así como artefactos de ferretería y componentes de maquinaria.
Tabla 3
Acetales
Polioximetileno, también conocido como
Polímero
Símbolo
Método de polimerización
Grado de cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de transición vítrea
Temperatura de fusión
Participación Aproximada en el Mercado
Poliacetal (OCH2) n
POM
Por pasos
75 % Típico
500000 lb/pulg2 (a 3500 Mpa)
10000 lb/pulg2 (70 Mpa)
25 a 75 %
1.42
−112 0F (−80 0C)
356 0F (180 0C)
Mucho menos del 1 %
ACRÍLICOS
Los acrílicos son polímeros derivados del ácido acrílico (C3H4O2) y de sus com-puestos. El termoplástico
más importante en el grupo acrílico es el polimetilmetacrilato (PMMA); un nombre más familiar para éste
producto es plexíglass (marca registrada de Rohm and Haas para el PMMA, La información sobre el PMMA
se presenta en la tabla 4. Es un polímero lineal que es más sindiotáctico y, por tanto, amorfo. Su propiedad
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principal es que posee una exce-lente transparencia que lo hace competitivo con el vidrio en aplicaciones
ópticas. Algunos ejem-plos incluyen micas para luces traseras de automóviles, instrumentos ópticos y
ventanas de avión. Su limitación con respecto al vidrio es una resistencia al rayado extremadamente más baja.
Otros usos del PMMA incluyen ceras para piso y pinturas emulsificadas de látex. Los acrílicos encuen-tran
otros usos importantes en fibras textiles; el poliacrilonitrilo (PAN) es un ejemplo mejor cono-cido bajo los
nombres familiares de Orlón (DuPont) y Acrilán (Monsanto).
TABLA 4 Acrílicos
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
Polimetilmetacrilato ( C5H8O2)n
PMMA
Adición
Ninguna ( Amorfa)
400000 lb/pulg2 (2800 Mpa)
8000 lb/pulg2 (55 Mpa)
5%
1.2
2210F (105 0C)
392 0F (200 0C)
Cerca del 1%
ACRILONITRILO−BUTADIENO−ESTIRENO
ABS es el nombre abreviado de un plástico de inge-niería que reúne una excelente combinación de
propiedades mecánicas, algunas de las cuales se enlistan en la tabla 5. El ABS en un terpolímero de dos fases,
una fase es el copolimero duro estireno−acrilonitrilo, mientras que la otra fase es el copolimero
estireno−butadieno. de consistencia ahulada. El nombre del plástico se deriva de los tres monómeros iniciales,
los cuales se mezclan en varias proporciones. Sus aplicaciones típicas incluyen componentes para
automóviles, artefactos, máquinas de negocios y accesorios para tubos.
TABLA 5 Acrilonitrilo−butadieno−estiréno
20
Terpolímero de acrilonitílo (C3H3N)n
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
Butadieno (C4H6), y estiréno (C8H8)
ABS
Adición
Ninguna ( Amorfa)
300000 lb/pulg2 (2100 Mpa)
7000 lb/pulg2 (50Mpa)
10 a 30 %
1.06
0F (105 0C)
0F ( 0C)
Cerca del 3%
CELULÓSICOS
La celulosa (C6H10O5) Es un carbohidrato polímero que existe en la naturaleza. La madera y las fibras de
algodón, que son las principales fuentes de celulosa, contienen alrededor del 50 y 95% del polímero
respectivamente. Cuando la celulosa se disuelve y luego se precipita durante su procesamiento químico, el
polímero resultante se llama celulosa regenerada. Cuando esta se produce en forma de libra se le conoce
como rayón desde luego, el algodón en sí es una fibra que se usa ampliamente. Cuando se produce como una
película delgada se le llama celofán. utilizada ampliamente como material de envoltura. No se puede usar la
celulosa como un termoplástico debido a que cuando aumenta la temperatura se descompone, antes que
fundirse. Sin embargo se puede combinar con diversos compuestos para formar varios plásticos de
importúnela comercial algunos ejemplos son el acetato de celulosa AC (CA en inglés) y acetato−butirato de
celulosa ABC (CAB en inglés). En la tabla 6 se presenta la información general para el ace-tato de celulosa, el
cual se produce en forma de hojas (para envolver), películas para fotografía y partos moldeadas. El acetato
butirato de celulosa es mejor material de moldeo que el acetato de celulosa porque tiene una resistencia más
grande al impacto, menor absorción de la humedad y mejor compatibilidad con los plastificantes. Los
termoplásticos de celulosa comparten cerca del I % del mercado.
TABLA 6
Celulósicos
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Acetato de Celulosa (C6H9O5−COCH3)n
CA
Por pasos 8condensación)
Amorfa
400000 lb/pulg2 (2800 Mpa)
4000 lb/pulg2 (30Mpa)
10 a 50 %
1.3
221 0F (105 0C)
21
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
581 0F (306 0C)
Menos del 1%
FLUOROPOLÍMEROS
El politetrafluoroetileno (PTFE), comúnmente conocido como teflón Tabla 7. representa alrededor del 85% de
la familia de polímeros llamados fluoropolímeros. en la cual los átomos de flúor reemplazan a los átomos de
hidrógeno en la cadena de carbono el PTEE posee alta resistencia al ataque químico y ambiental, no le afecta
el agua, y posee buenas propiedades eléctricas, buena resistencia al calor y un coeficiente de fricción muy
bajo. Estas últimas dos propiedades han promovido su uso en los utensilios domésticos de cocina como
antiadherentes. Otras aplicaciones que dependen de la misma propiedad incluyen cojinetes no lubricados y
componentes similares. El PTEE también tiene aplicaciones en equipo químico y de procesamiento de
alimentos.
TABLS 7 Fluoroplímeros
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
Ploitetrafluopoetileno (C2H4)n
PTFE
Adición
Altamente Cristalino cerca del 95%
60000 lb/pulg2 (425 Mpa)
2500 lb/pulg2 (20Mpa)
100 a 300 %
2.2
260 0F (127 0C)
620 0F (327 0C)
Menos del 1%
POLIAMIDAS
Una familia importante de polímeros que forman ligas características de amida (CO NH) Durante su
polimerización se llaman poliamidas (PA). El miembro más importante de la familia PA es el nylon, de los
cuales los grados más importantes son el nylon−6 y el nylon−6,6 los números son códigos que indican el
número de átomos de carbono en el monómero. los datos que se dan en la tabla 8 son para el nylon−6,6. que
desarrolló la empresa DuPont en la dé-cada de los treinta. Las propiedades del nylon−6, desarrollado en
Alemania, son similares. El nylon es resistente, altamente clástico, tenaz resistente a la abrasión y
autolubricante. Retiene buenas propiedades mecánicas aun a temperaturas superiores a 250 °F (125 °C). Una
desventaja es que absorbe agua con la consiguiente degradación de sus propiedades. La mayoría de las
aplicaciones del nylon (alrededor del 90%) se encuentran en fibras para alfombras, muebles y cuerdas. El
restante (10%) se aplica en componentes de ingeniería; es un buen sustituto para los metales en los cojinetes,
engranes y partes similares donde se necesita resistencia y baja fricción.
22
Un segundo grupo de poliamidas lo constituyen las aramidas (poliamidas aromáticas) de las cuales el
Kevlar (marca registrada de DuPont) está ganando importancia como fibra para reforzar plásticos. La razón
del interés en el kevlar es que su resistencia es la misma que la del acero con un 20% de su peso.
TABLA 8 Poliamidas
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
Nylon 6,6 [(CH2)6(CONH)2(CH2)4]n
PA−6,6
Por pasos (condensación)
Altamente Cristalino
100000 lb/pulg2 (700 Mpa)
10000 lb/pulg2 (70Mpa)
300 %
1.14
122 0F (50 0C)
500 0F (260 0C)
1% para todas las Poliamidas
POLICARBONATO
El policarbonato (PC) tabla 9 es notable por sus excelentes pro-piedades mecánicas que incluyen alta
tenacidad y buena resistencia a la termo fluencia. Es uno de los mejores termoplásticos por su resistencia al
calor; puede usarse a temperaturas cercanas a los 250 T (125 °C). Además, es transparente y resistente al
fuego. Sus aplicaciones incluyen partes moldeadas de maquinaria, receptáculos para máquinas de negocios,
impulsores de bombas y cas-cos de seguridad. También se usa ampliamente como barniz (para ventanas y
puertas).
TABLA 9 Policarbonato
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Policarbonato [C3H6(C6H4)2 CO4]n
PC
Por pasos (condensación)
Amorfo
350000 lb/pulg2 (2500 Mpa)
9500 lb/pulg2 (65Mpa)
110 %
1.2
302 0F (150 0C)
23
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
446 0F (230 0C)
Menos del 1%
POLIÉSTERES
Los poliésteres forman una familia de polímeros caracterizados por sus enla-ces de Ester (CO−O). pueden ser
termoplásticos o termo fijos, dependiendo si ocurre el encade-namiento transversal. Un ejemplo representativo
de los poliésteres termoplásticos es el tereftálato de polietileno TPE (PET en inglés), los datos para este
compuesto se presentan en la tabla IO Puede ser amorfo o parcialmente cristalizado (arriba de WA<). dichos
sistemas dependen de la velocidad del enfriamiento después del conformado. el enfriamiento rápido favorece
el estado amorfo altamente transparente. Sus aplicaciones significativas incluyen envases moldeados por
soplado para bebidas, películas fotográficas y cintas para grabadora magnética, además, el PET posee una
amplia gama de utilidades como fibra para muebles. Las fibras de poliéster tienen una baja absorción de la
humedad y buena recuperación a las deformaciones, ambas propiedades las hacen ideales para ropa de lavar y
usar que resiste el arrugamiento. Se usan también ampliamente las fibras PET mezcladas con algodón o lana.
Las marcas registradas familiares para las fibras de poliéster incluyen el Dacrón (DuPont), el Fortrel
(Celanese) y Kodel (Eastman Kodak).
TABLA 10 Pliésteres (Termoplásticos)
Tereftalato de polietileno
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
(C2H4−C8H4O4) n
PET (TPE)
Por pasos (condensación)
De Amorfo a 30% de Cristalinidad
325000 lb/pulg2 (2300 Mpa)
8000 lb/pulg2 (55Mpa)
200 %
1.3
158 0F (70 0C)
509 0F (265 0C)
Cerca del 2 %
POLIETILENO
El polietileno (PE) se sintetizó por primera vez en la década de los treinta, y actualmente representa el
volumen de consumo más grande de todos los plásticos. Las caracterís-ticas que hacen tan atractivo al
polietileno como material de ingeniería son: bajo costo, pasividad química y fácil procesado. Se encuentra
disponible en varios grados, los más comunes son el polietileno de baja densidad PEBD (LDPE en ingles) y
el polietileno de alta densidad PEAD (HDPE en inglés). El de baja densidad es un polímero altamente
ramificado con baja cristalinidad y den-sidad. Sus aplicaciones incluyen hojas, películas y aislamiento para
24
alambres. El−HQPE tiene una estructura lineal, con mayor cristalinidad y densidad, estas diferencias lo hacen
al más rígido y fuerte y le dan una mayor temperatura de fusión. El HDPE se usa para producir botellas, tubos
y artículos domésticos. Ambos grados pueden procesarse por la mayoría de los métodos de con-formado de
polímeros (capítulo 15). Las propiedades de los dos grados se dan en la tabla 11
TABLA 11 Polietileno
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Polietileno (C2H4) n
LDPE (PEBD)
HDPE (PEAD)
Adición
Adición
55% Típico
92% Típico
20000 lb/pulg2
100000 lb/pulg2
Módulo de Elasticidad
(150Mpa)
2000 lb/pulg2
(700Mpa)
4000 lb/pulg2
(15Mpa)
100 a 500 %
0.92
−148 0F (−100 0C)
240 0F (115 0C)
Cerca del 20 %
(30Mpa)
20 a 100 %
0.96
−175 0F (−115 0C)
275 0F (135 0C)
Cerca del 15 %
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
POLIPROPILENO
Desde su introducción en 1950, el polipropileno (PP) se ha convertido en un plástico de mayor uso,
especialmente para el moldeo por inyección. El polipropileno puede sinteti-zarse en cualquiera de las tres
estructuras: isotáctica, sindiotáctica o atáctica, pero la primera es la de mayor importancia a causa de su alta
relación de resistencia al peso, tabla 12. El polipro-pileno se compara frecuentemente con el polietileno
debido a su costo y a que muchas de sus propiedades son similares. Sin embargo, el punto de fusión más alto
del polipropileno permite usar-lo en ciertas aplicaciones que no son posibles con el polietileno. como por
ejemplo componentes que necesitan esterilizarse. Otras aplicaciones son partes moldeadas por inyección para
automóviles y aparatos domésticos, así como productos de fibra para alfombras. Una aplicación especial que
se da especialmente al polipropileno son las bisagras de una sola pieza que pueden sujetarse a un gran número
de ciclos de flexión sin que ocurran fallas o fracturas.
TABLA 12 Polipropileno
Polímero representativo
Símbolo
Polipropileno (C3H6) n
PP
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Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Adición
Alto pero varía con el procesamiento
200000 lb/pulg2 (1400Mpa)
5000 lb/pulg2 (35Mpa)
De 10 a 500 % dependiendo de los
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
aditivos
0.9
−4 0F (−20 0C)
349 0F (176 0C)
Cerca del 13 %
POLIESTIRENO
Hay varios polímeros, copolímeros y terpolímeros basados en el monómero de estireno (CHHS), de los cuales
el poliestireno (PS) se usa en mayor volumen, tabla I3. Es un homopolímero lineal con estructura amorfa,
notable por su fragilidad. El PS es transparente, fácil-mente coloreable y moldeable, pero se degrada a
temperaturas elevadas y se disuelve en varios sol-ventes. Debido a su fragilidad algunos grados del
poliestireno contienen de 5 a 15% de hule y se les conoce con el nombre de polieslireno de alto impacto PSAI
(HIPS en inglés). Poseen alta tenaci-dad pero reducida transparencia y resistencia a la tensión. Además de sus
aplicaciones en el mol-deado por inyección (por ejemplo, juguetes moldeados y utensilios domésticos), el
polieslireno también se utiliza en empaques bajo la forma de espumas de poliestireno.
TABLA 13 Poliestiréno
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
Poliestireno (C8H8) n
PS
Adición
Amorfo
450000 lb/pulg2 (3200Mpa)
7000 lb/pulg2 (50Mpa)
1%
1.05
212 0F (100 0C)
464 0F (240 0C)
Cerca del 10 %
26
CLORURO DE POLIVINILO
El cloruro de polivinilo (PVC) tabla 14. es un plástico de uso muy difundido cuyas propiedades pueden variar
por combinación de aditivos con el polímero. Se usan en particular los plastificantes para lograr
termoplásticos que van desde el PVC rígido (sin plastificante) hasta el PVC flexible (alta proporción de
plastificante). Los plastificantes efectúan estos cambios a través de la reducción de la temperatura de
transición vítrea. El rango de propiedades hacen del PVC un polímero versátil, porque sus aplicaciones
incluyen tubos rígidos (usados en la construcción, los sistemas de agua y el drenaje, así como en irrigación),
accesorios, aislamiento de cables y alambres, películas, hojas, empaque de alimentos, pisos y juguetes. El
PVC solo es relativamente inestable al calor y a la luz, por lo cual se le añaden estabilizadores para mejorar su
resistencia a estas condiciones ambientales. Se debe tener cuidado en el manejo y pro-ducción del monómero
de cloruro de vinilo que se usa para polimerizar el PVC debido a su naturaleza cancerígena.
TABLA 14 Cloruro de Polivinilo
Polímero representativo
Símbolo
Método de Polimerización
Grado de Cristalinidad
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Temperatura de Transición Vítrea
Temperatura de Fusión
Participación Aproximada en el Mercado
Cloruro de Polivinilo (C2H3Cl) n
PVC
Adición
Amorfo
400000 lb/pulg2 (2800Mpa)
6000 lb/pulg2 (40Mpa)
2%
1.4
178 0F (81 0C) sin plastificar
414 0F (212 0C)
Cerca del 16 %
POLÍMEROS TERMOFIJOS
Los polímeros termofijos (TS) se distinguen por su estructura tridimensional de alto encadenamiento
transversal. En efecto, la parte formada (por ejemplo, el mango de una olla o la cubierta de un interruptor) se
convierte en una gran macromolécula. Los termofijos san siempre amorfos y no exhiben temperatura de
transición vítrea. En esta sección examinaremos las características ge-nerales de los plásticos TS e
identificamos los materiales más importantes en ésta categoría.
PROPIEDADES GENERALES Y CARACTERÍSTICAS
27
Debido a Ias diferencias en la composición química y estructura molecular, las propiedades de los plásticos
termofijos son diferentes de los termoplásticos. En general, los termofijos son I) más rígi-dos, con módulos de
elasticidad dos o tres veces más grandes; 2) frágiles, prácticamente no poseen ductilidad; 3) menos solubles en
los solventes comunes; 4) capaces de funcionar a temperaturas más altas; y 5) no pueden ser refundidos, en
lugar de esto se degradan o se queman. Las diferencias en las propiedades de los plásticos termofijos se
atribuyen a las cadenas trans-versales que forman enlaces envalentes tridimensionales térmicamente estables.
El encadenamien-to transversal se logra en tres formas |7|:
I) Sistemas activados por temperatura. En los sistemas más comunes, los cambios son cau-sados por fuentes
de calor durante las operaciones de conformado de la pieza (por ejemplo, moldeado). La materia prima es un
polímero lineal en forma granular suministrado por la planta química. El material se somete al calentamiento
para ablandarlo y moldearlo, una mayor exposición al calor causa el encadenamiento transversal del polímero.
el término termofraguado se aplica apropiadamente a estos polímeros.
2)
Sistemas activados catalíticamente. El encadenamiento transversal en estos sistemas ocurre- cuando
se añaden en forma líquida pequeñas cantidades de un catalizador al polímero. Sin el catalizador el polímero
permanece estable, pero una vez combinado con el catalizador, cambia a la forma sólida.
3) Sistemas activados por mezcla. La mayoría de las resinas epóxicas son ejemplos de es-tos sistemas. El
mezclado de dos sustancias químicas genera una reacción que forma un polímero sólido con cadenas
transversales. Las temperaturas elevadas se usan algunas veces para acelerar las reacciones.
Las reacciones químicas asociadas con el encadenamiento transversal se llaman curado o fraguado. El curado
se ejecuta en la planta de fabricación donde se hacen las partes, y no en la plan-ta química que surte la materia
prima al fabricante.
POLÍMEROS TERMOFIJOS IMPORTANTES
Los plásticos termofijos no se usan tan ampliamente como los termoplásticos, quizá por las complicaciones
adicionales relacionadas con el proceso de curación de los polímeros. Los termofijos con mayor volumen de
uso son las resinas fenólicas, cuyo volumen anual es cerca del 6% del total tic plásticos en el mercado,
cantidad significativamente menor al de los principales termoplásticos como el polietileno. Que tiene
alrededor del 35% del mercado. Los datos técnicos para estos mate-riales se dan en la tabla 15 Los datos sobre
la participación en el mercado se refieren al total de plásticos (termoplásticos y termofijos).
AMINORRESINAS
Los aminoplásticos tabla 16. se caracterizan por el grupo amino (NH2); consisten en dos polímeros
termofijos, urea formaldehído y melamina formaldehído que se producen mediante la reacción del
formaldehído (CH2O) ya sea con urea [CO (NH2)2) o melamina (C3H6N6,), respectivamente. La importancia
comercial de las aminorresinas está en segundo lugar con respecto a otra resina de formaldehído, el fenol
formaldehído que analizaremos después. La resina urea formaldehído compile con los fenoles,
particularmente en ciertas aplicaciones como maderas enchapadas y adhesivos para aglomerados. Estas
resinas se usan también como compues-to moldeable. Es ligeramente más costosa que el material fenólico. El
28
plástico melamina formal-dehído es un material resistente al agua y con gran importancia en el manejo de
vajillas de mesa y recubrimientos laminados para mesas y puertas (como la Fórmica, una marca registrada de
Cyanamid Co). Cuando se usan para productos moldeados, los aminoplásticos contienen general-mente
proporciones significativas de relleno como la celulosa.
TABLA 16 Aminorresinas
Polímero representativo
Melamina Formaldehído (C2H3Cl)
Melamina (C3H6N6)
Monómeros
Método de Polimerización
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Formaldehído (CH2O)
Por Pasos
1300000 lb/pulg2 (9000Mpa)
7000 lb/pulg2 (50Mpa)
Menos del 1 %
1.5
Cerca del 4 % para Urea Formaldehído
Participación Aproximada en el Mercado
Y Melamina Formaldehído
EPÓXICOS
Las resinas epóxicas tabla 17 se basan en un grupo químico llamado epóxicos. La formulación más simple de
los epóxicos es el óxido de etileno (C2H3O), la epiclorhidrina (C3H5OCI) es un epóxico mucho más utilizado
para producir resinas epóxicas. Los epóxicos no curados tienen un bajo grado de polimerización. Se necesita
usar un agente de curado para in-crementar el peso molecular y encadenar transversalmente al epóxico. Los
posibles agentes de curado incluyen a las poliamidas y a los anhídridos ácidos. Los epóxicos curados son
notables por su resistencia, adhesión, resistencia al calor y a los agentes químicos. Sus aplicaciones incluyen
recubrimientos superficiales, pisos industriales, compuestos reforzados con fibra de vidrio y ad-hesivos. Las
propiedades aislantes de los epóxicos termofijos los hacen útiles en varias aplicacio-nes electrónicas como el
encapsulado de transistores y en la laminación de tarjetas para circuitos impresos.
TABLA 17 Epóxicos
Epiclorhidrina (C3H5OCl) más un agente
Ejemplo de composición Química
De curado como la Trietilamina
Método de Polimerización
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
[C6H5−CH2N−(CH3)2]
Por Pasos
1000000 lb/pulg2 (7000Mpa)
10000 lb/pulg2 (70Mpa)
29
Elongación
Gravedad específica
Participación Aproximada en el Mercado
0%
1.1
Cerca del 1 %
FENOLICOS
Los polímeros fenólicos (C6H5OH) tabla 18 son compuestos acídicos que pueden reaccionar con aldehídos
(alcoholes deshidrogenados), siendo el formaldehído (CH2O) el más reactivo. El fenol formaldehído es el más
importante de los polímeros fenólicos; se comercia-lizó a principios del siglo XX bajo la marca registrada
Bakelita. Cuando se utiliza como material de moldeado se combina con rellenos como aserrín, fibras de
celulosa y minerales. Es frágil y posee buena estabilidad térmica, química y dimensional. Su capacidad de
aceptar colorantes es limitada y se encuentra disponible solamente en colores obscuros. Los productos
moldeados−constituyen solamente un 10% del total de los fenólicos usados. Otras aplicaciones incluyen
adhesivos para maderas contra chapadas, tarjetas para circuitos impresos, contratapas y adhesivos pira−bátalas
y piedras abrasivas.
TABLA 18 Fenol Formaldehído
Fenol (C6H5OH)
Ingredientes Monómeros
Método de Polimerización
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Participación Aproximada en el Mercado
Y Formaldehído (CH2O)
Por Pasos
1000000 lb/pulg2 (7000Mpa)
10000 lb/pulg2 (70Mpa)
Menos del 1 %
1.4
6%
POLIÉSTERES
Los poliesteres, tabla 19, que contienen los enlaces característicos de los esteres (CO−O) pueden ser
termofijos o termoplásticos. sección 10.2. Los poliésteres termofijos se usan mucho en plásticos reforzados
(compuestos) para fabricar artículos grandes como tubos, tan-ques, cascos de botes, carrocerías automotrices y
paneles de construcción. Pueden utilizarse tam-bién cu varios procesos de moldeado para producir panes más
pequeñas. La síntesis del polímero inicial involucra la reacción de un ácido o anhídrido tal como el anhídrido
maleico (C4H2O,) con un glicol como el etilenglicol (C2H6O2). La reacción produce un poliéster insaturado
de un peso molecular relativamente bajo (PM = 1000 a 3000). Este ingrediente se mezcla con un monómero
capaz de polimerizar y encadenarse transversalmente con el poliéster. El estireno (C8H8) se usa
ge-neralmente para este propósito en proporciones que van del 30 al 50%. Se añade un tercer com-ponente,
llamado inhibidor, para prevenir un encadenamiento transversal prematuro. Esta mezcla forma el sistema de
30
resina poliéster que se provee al fabricante. Los poliésteres se curan ya sea por calor sistema activado por
temperatura o por medio de la adición de un catalizador a la resina del poliéster sistema activado por catálisis.
El curado se hace durante la fabricación (moldeado u otros procesos de conformado) donde resulta el
encadenamiento transversal del polímero.
Una clase importante de poliésteres son las resinas alquídicas, cuyo nombre se deriva de las abreviaturas
combinadas de las palabras alcohol y Ácido, y se usan principalmente como base de pinturas, barnices y lacas.
Se dispone también de compuestos alquídicos para moldear, pero su apli-cación es limitada.
TABLA 19 Poliéster Insaturado
Anhídrido maleico (C4H2O6)
Ejemplo de composición Química
Y Glicol Etílico (C2H6O2)
Método de Polimerización
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Participación Aproximada en el Mercado
Más Estireno (C8H8)
Por Pasos
1000000 lb/pulg2 (7000Mpa)
4000 lb/pulg2 (30Mpa)
0%
1.1
3%
POLIURETANOS
Éstos incluyen una gran familia de polímeros tabla 20 caracterizados por el grupo uretano (NHCOO) en su
estructura. La química de los poliuretanos es compleja y hay muchas variantes químicas en esta familia. El
rasgo característico de esta reacción es un poliol, cuyas moléculas contienen grupos hidróxidos (OH), tales
como el glicol éter butilénico (C4H1002), y un isocianato, como el disocianato difenilmetano
(C15HioO2N2). A causa de las variaciones en la composición química, el encadenamiento transversal y el
procesamiento, los poliuretanos pueden ser termoplásticos, termofijos o elastómeros, siendo los dos últimos
los más importantes comercialmente.
La mayor aplicación de los poliuretanos son las espumas. Éstas abarcan un rango entre com-portamiento
elastomérico y rígido, las últimas son las que tienen un encadenamiento transversal más alto. Las espumas
rígidas se usan como material de relleno en los tableros de las construcciones y en las paredes de los
refrigeradores. En estos tipos de aplicaciones, el material brinda un exce-lente aislamiento térmico, añade
rigidez a la estructura y no absorbe agua en cantidades significa-tivas. Muchas pinturas, barnices y
recubrimientos similares se basan en sistemas de uretano. Analizaremos los elastómeros de poli uretano en la
31
sección 10.4.
TABLA 20 Poliuretano
El Poliuretano se forma mediante la reacción de un
poliol y un isocianato.
Polímero
Método de Polimerización
La composición química varía
significativamente.
Por Pasos
Varía dependiendo de la composición
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Química y del procesamiento.
4000 lb/pulg2 (30Mpa)
Varía en función del encadenamiento
Elongación
Gravedad específica
transversal
1.2
Cerca del 4 %, incluyendo a los
Participación Aproximada en el Mercado
Elastómeros.
SILICONES
Los silicones son polímeros inorgánicos y semiorgánicos que se distinguen por la presencia de enlaces
siloxanos (−Si−O−) repetidos en su estructura molecular. Una fórmula típica combina el radical metilo (CHO
con (SiO) en varias proporciones para obtener la unidad repetitiva (CH3)m−SiO) donde m establece la
proporcionalidad. Con variaciones en su compo-sición y procesamiento, los polisiloxanos se pueden producir
en tres formas: 1) fluidos, 2) elastómeros y 3) resinas termofijas. Los fluidos son polímeros de peso molecular
ligero que se usan como lubricantes, pulimentadores, ceras y otros líquidos (no son realmente polímeros en el
contexto de este capítulo, pero de cualquier manera son productos comerciales importantes). Los elastómeros
de silicón, que se cubren en la sección 10.4 y los silicones termofijos tratados aquí tienen cadenas
transversales. Los polisiloxanos con alto encadenamiento transversal forman sistemas de resinas rígidas que se
utilizan para pinturas, barnices, recubrimientos y laminados de tarjetas para circuitos impresos; así como
materiales para moldeo de materiales eléctricos. El curado se hace por calen-tamiento o dejando que se
evaporen los solventes que contienen. Los silicones son notables por su repelencia al agua y su resistencia al
calor, pero su resistencia mecánica no es tan grande como otros polímeros encadenados transversalmente. Los
datos en la tabla 21 son para polímeros silicones termofijos.
TABLA 21 Resinas de silicón termofijas
Ejemplo de composición Química
Método de Polimerización
Resistencia a la Tensión
[(CH3)6−SiO] n
Por Pasos
4000 lb/pulg2 (30Mpa)
32
Elongación
Gravedad específica
Participación Aproximada en el Mercado
0%
1.65
Menos del 1 %
ELASTÓMEROS
Los elastómeros son polímeros capaces de sufrir grandes deformaciones elásticas cuando se les sujeta a
esfuerzos relativamente bajos. Algunos elastómeros pueden soportar extensiones de hasta el 500% o más, pero
retoman a su forma original. El ejemplo más popular de un elastómero es desde luego el hule. Podemos
dividir a los hules en dos categorías: 1) hule natural, derivado de cier-tas plantas y 2) polímeros sintéticos
producidos por procesos de polimerización, similares a los que se utilizan para los termoplásticos y los
temofijos Antes de analizar los hules naturales y sintéti-cos, consideremos las características generales de los
elastómeros.
CARACTERÍSTICAS DE LOS ELASTÓMEROS
Los elastómeros consisten en moléculas de cadena larga que se encadenan transversalmente (como los
polímeros termofijos). Sus impresionantes propiedades elásticas se deben u la combinación de dos
características 1) cuando las moléculas larcas no están estiradas, se encuentran estrechamente retorcidas y 2)
el grado de encadenamiento transversal es sustancialmente más bajo que el de los termofijos.
Estas características se ilustran en el modelo de la figura 10.12(a), que muestra una molécu-la retorcida y
encadenada transversalmente cuando no está bajo esfuerzo.
Cuando el material se estira, obliga a las moléculas a desenredarse y estirarse. La resistencia natural de las
moléculas a desenredarse suministra el módu-lo de elasticidad inicial del material en su conjunto. Conforme
se experimenta mayor esfuerzo, los enlaces covalentes de las moléculas transversalmente encadenadas
empiezan a jugar un papel importante en el módulo, y la rigidez aumenta, como se ilustra en la figura 12. Con
un mayor encadenamiento transversal, el elastómero se vuelve más rígido y su módulo de elasticidad es más
lineal. Estas características se ilustran en la Figura por las curvas esfuerzo−deformación para los tres grados
de hule: hule crudo natural, cuyo encadenamiento transversal es muy bajo; hule curado (vul-canizado) con un
encadenamiento transversal de bajo a medio, y hule duro (ebonita), cuyo alto grado de encadenamiento
transversal lo transforma en un plástico termofijo.
33
Figura 12 Incremento de la rigidez en función de la deformación para tres grados de hule: hule natural, hule
vulcanizado y hule duro.
Para que un polímero exhiba propiedades elastómeras debe ser amorfo en la condición no estirada y su
temperatura debe estar arriba de la de transición vítrea (Tg,). Si está abajo de la tem-peratura de transición
vítrea el material es duro y quebradizo. Arriba de Tg, el polímero está en un estado "ahulado". Cualquier
polímero termoplástico amorfo exhibe propiedades elastómeras arriba de Tg por un corto tiempo, porque sus
moléculas lineales están algo enredadas, permitiendo así la extensión elástica. La ausencia de encadenamiento
transversal en los polímeros TP es lo que los previene de ser verdaderamente elásticos, en su lugar exhiben
comportamiento viscoelástico.
El curado se requiere para efectuar el encadenamiento transversal en la mayoría de los elastómeros
comunes de hoy en día. El término para curado que se utiliza en el contexto del hule natural (y en el de ciertos
hules sintéticos) es la vulcanización, ésta involucra la formación de polímeros de cadena transversal entre las
cadenas de los polímeros. El encadenamiento transversal típico en el hule es de diez enlaces por cien átomos
de carbono en la cadena del polímero lineal, dependiendo del grado de rigidez deseada en el material. Esto es
considerablemente menor que el grado del encadenamiento transversal en los termofijos.
Un método alternativo de curado utiliza iniciadores químicos que reaccionan con la mezcla (algunas
veces requieren un catalizador o calor) para formar elastómeros con encadenamientos transversales
relativamente infrecuentes entre las moléculas. Estos hules sintéticos se cono-cen como elastómeros de
sistema reactivo. Algunos polímeros que se curan por estos medios, tales como los úrdanos y los silicones, se
pueden clasificar como termofijos o elastómeros, dependien-do del grado de encadenamiento transversal
adquirido durante la reacción.
Una clase relativamente nueva de elastómeros, llamados elastómeros termoplásticos, posee propiedades
elastómeras que resultan de la mezcla de dos fases, ambas termoplásticas. Pero una está arriba de Tg a
temperatura ambiente mientras que la otra está debajo de Tg. Tenemos entonces un polímero que incluye
regiones ahuladas blandas ínter mezcladas con partículas duras que actúan como cadenas transversales. El
material compuesto es elástico en su comportamiento mecánico, aunque no es tan extensible como la mayoría
de los otros elastómeros. Como ambas fases son termoplásticas, el material en su conjunto puede ser calentado
arriba de Tm para formarse, con proce-sos que son generalmente más económicos que los utilizados para el
hule.
34
En los dos artículos que siguen analizaremos los elastómeros. El primero está dirigido al hule natural y
con la manera como se vulcaniza para crear un material comercialmente útil; el segundo examina los hules
sintéticos
Hule natural
El hule natural HN (NR en inglés) consiste fundamentalmente en polisopreno, un polímero de alto peso
molecular del isopreno (C5H8). Se deriva del látex, una sustancia lechosa producida por varias plantas, la más
importante de ellas es el árbol del hule {Hevea brasiliensis) que crece en los climas tropicales (véase nota
histórica 10.2). El látex es una emulsión acuosa de polisopreno (cerca de una tercera parte en peso), más otros
ingredientes. El hule se extrae del látex por varios métodos (por ejemplo, coagulación, secado o aspersión)
que remueven el agua.
Nota Histórica 2
El primer uso del hule natural parece haber sido en la forma de pelotas para fines deportivo−religiosos por los
indígenas de América Central y América del Sur hace al menos 500 años. Cristóbal Colón notó esto durante
su seguro viaje al Nuevo Mundo en 1493−1496. Las pelotas estaban hechas de la goma seca del árbol del
hule. Los primeros Europeos en América del sur llamaron a este árbol caoutchouc que es la forma en que
ellos pronunciaron el nombre indígena de este árbol. Su nombre ingles rubber se debe al químico ingles
Priesley, quien descubrió (cerca de i770) que esta goma podía borrar(to rub) las marcas de lápiz.
Los primeros artículos de hule eran menos que sofisticados, se fundían en el verano y se endurecían en el
invierno. Uno de los primeros hombres de negocios que comerció con el hule fue Charles Goodyear. El
reconoció las deficiencias del material natural y experimentó varias formas para mejorar sus propiedades. Y
en 1839 descubrió que el hule podía curarse calentándolo con azufre. El proceso que posteriormente se llamó
vulcanización. Fue patentado por Charles Goodyear en 1844.
La vulcanización y la demanda emergente de productos de hule condujeron a un tremendo crecimiento
de la producción de hule y la industria que lo soportaba. En 1876 Henrry Wakham recopiló miles de semillas
de hule traídas de la selva de Brasil y las plantó en Inglaterra, los retoños fueron trasladados posteriormente a
Ceilán y Malaya (colonias Británicas) para formar plantaciones de hule. Pronto, otras naciones en la región
siguieron el ejemplo Británico. El sudeste de Asia se convirtió en la base de la industria del hule.
En i888 un veterinario británico llamado John Dunlop patento las llantas neumáticas para bicicletas. Para
el siglo xx la industria automotriz se desarrollo en Estados Unidos y Europa junto con esta industria se
desarrollo la industria del hule y creció para ocupar posiciones de importancia inimaginable.
El hule crudo natural (sin vulcanizar) es pegajoso en clima caliente, y duro y quebradizo o frágil en clima frío.
Para formar un elastómero con propiedades útiles. el hule natural debe ser vulcanizado. En la vulcanización
tradicional se mezclan pequeñas cantidades de azufre y otros productos químicos con el hule crudo y se
calientan. El efecto químico de la vulcanización es el encadenamiento transversal, y el resultado mecánico es
el incremento de su resistencia y dureza, también mantiene su extensibilidad. El cambio dramático en las
propiedades causado por la vul-canización se puede ver en las curvas esfuerzo−deformación de la figura 10.13
El azufre puede provocar por sí mismo el encadenamiento transversal, pero el proceso es Iento y loma
35
horas para completarse. Oíros productos químicos se añaden al azufre durante la vul-canización para acelerar
el proceso y ayudar a otras funciones benéficas. También se pueden uti-lizar otros productos químicos en
lugar de azufre. En la actualidad, el tiempo de curado es mucho menor comparado con los procesos de curado
con azufre de hace algunos años.
Como material de ingeniería, el hule vulcanizado es notable entre los elastómeros por su alta resistencia a
la tensión, resistencia al desgarramiento, resilencia (capacidad de recobrar su forma después de una
deformación), y resistencia al desgaste y a la fatiga. Sus puntos débiles son: que se degrada cuando es
expuesto al calor, a la luz del sol, al oxígeno, al ozono y al aceite. Algunas de estas limitaciones pueden
reducirse mediante el uso de aditivos. Las propiedades típicas y otros dalos del hule natural vulcanizado se
presentan en la tabla 22. La participación en el mercado se refiere al volumen total anual de hule, los hules
naturales y sintéticos representan el 15% del mer-cado total de polímeros.
TABLA 22
Polímero
Símbolo
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
Poliisopreno(C5H8) n
NR (HN)
2500 lb/pulg2 (18Mpa)a
3500 lb/pulg2 (25Mpa)
700 %
0.93
180 0F (80 0C)
−60 0F (−50 0C)
22 %
El mercado más grande del hule natural es el de las llantas para automotores. En esta indus-tria el negro
de humo es un importante aditivo porque refuerza el hule e incrementa la resistencia a la tensión, al
desgarramiento y a la abrasión Otros productos hechos de hule incluyen suelas de zapato, forros, sollos y
componemos para absorber los impactos. Un cada caso, el hule se mejora para alcanzar las propiedades
específicas que requiere la aplicación. Además del negro de humo, oíros aditivos que se usan en el hule y
algunos de los elastómeros sintéticos incluye arcilla, caolín, sílice, talco y carbonato de calcio; también hay
productos químicos que aceleran y promueven la vulcanización.
HULES SINTÉTICOS
Actualmente, el tonelaje de hules sintéticos es más de tres veces el del hule natural. El desarrollo de estos
materiales sintéticos fue motivado grandemente por la Guerra Mundial, cuando era difícil obtener el hule
natural (véase nota histórica 10.3). El más importante de los hules sintéticos es el hule de estireno butadieno
IISU (SUR en inglés), un copolimero del butadieno (C4H6) y estireno (C8H8). Como la mayoría de otros
polímeros, la materia prima predominante para la síntesis de estos hules es el petróleo. Solamente los hules
sintéticos de mayor importancia comercial se analizarán en los siguientes párrafos. Los datos técnicos se
presentan en la tabla 10.6. Los datos de la participación en el mercado son para el volumen total de hules
36
naturales y sintéticos. Cerca del 10% del volumen total de la producción de hule es reciclado, por tanto, los
tonelajes totales en la tabla 10.5 y 10.6 no suman el 100%.
NOTA HISTÓRICA 3
En i826, Fáraday descubrió que la fórmula del hule natural era C5H8. Loa intentos subsiguientes para
reproducir esta molécula no tuvieron éxito por muchos años. Fueron las guerras mundiales, lamentablemente,
las que crearon la necesidad y se convirtieron en la madre de la invención del hule sintético. En la primera
guerra mundial, los Alemanes como no tenían acceso al hule natural, desarrollaron un sustituto basado en el
metilo.
Este material no fue tan exitoso, pero marca la primera producción a gran escala de hule sintético.
Después de la Primera Guerra Mundial el proceso del hule natural bajo tanto que muchos intentos para
fabricar hule sintético se abandonaron. Pero los Alemanes, quizá, previendo un futuro conflicto, renovaron sus
esfuerzos de desarrollo. La empresa (G Farben) desarrollo dos hules sintéticos llamados Buna−S y Buna−N.
Buna se deriva del butadieno (C4H6) que se convirtió en el ingrediente crítico para muchos hules sintéticos
modernos, y NA el símbolo del sodio usado para acelerar o catalizar el proceso de polimerización (natrium es
la palabra alemana para el sodio). El símbolo S en el buna−S representa estireno Buna−S es el copolímero que
conocemos ahora como hule−estireno−butadieno, o SBR (por sus siglas en ingles). La N en buna−N
representa acrilonitrílo y el hule sintético se llama hule nitrílo.
Otros esfuerzos incluyeron los trabajos de la compañía DuPont en Estados Unidos que condujeron al
desarrollo del policloropreno, el primer hule sintético que se comercializó en 1932 bajo el nombre de
Dupreno. Y que después cambio su nombre a Neopreno. Su nombre actual fue (y es) un hule sintético más
resistente a los aceites que el hule natural.
Durante la Segunda Guerra Mundial. Los japoneses cortaron el suministro del hule natural, que iba del
sudeste de Asia a Estados Unidos. El hule sintético Buna−S se empezó a producir a gran escala en América.
El gobierno Federal prefirió usar el nombre GR−S (hule−estireno de gobierno) en lugar de Buna−S (nombre
Alemán). Hacia 1944. Estados Unidos sobrepasó a Alemania en la producción de SBR en proporción de 10
a1. desde la década de los sesenta la producción Mundial de hule sintético excedió a la de los hules naturales.
HULE BUTADIENO
El polibutadiéno HB (BR en inglés) tabla 23. es importante en la producción de llantas automotrices, en
combinación con otros hules. Se compone de hule natural y estireno véase el párrafo más adelante sobre hule
estireno−butadieno. Las propiedades como resistencia al desgarramiento, resistencia a la tensión y facilidad
de procesamiento de este material cuando está solo, no son muy deseables.
TABLA 23
Polímero
Símbolo
Resistencia a la Tensión
Elongación
Polibutadieno (C4H6) n
BR (HB)
2000 lb/pulg2 (15Mpa)
500 % a la ruptura
37
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
0.93
210 0F (100 0C)
−60 0F (−50 0C)
12 %
HULE BUTÍLICO
El hule butílico tabla 24. es un copolímero del polisobutileno (98 a 99%) y del polisopreno (I a 2%). La
vulcanización lo convierte en un hule con muy baja permea-bilidad al aire que permite su utilización en
productos inflables como cámaras para llantas, forros de llantas sin cámara y artículos deportivos.
TABLA 24 Hule Butílico
Copolímero del isobutadieno (C4H8) n
Polímero
Símbolo
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
e isopreno (C5H8) n
PIB (IBIP)
1000 lb/pulg2 (7Mpa)
3000 lb/pulg2 (20Mpa)
700 %
0.92
220 0F (110 0C)
−60 0F (−50 0C)
Cerca del 3 %
HULE CLOROPRENO
El policloropreno tabla 25. fue uno de los primeros hules sintéti-cos que se desarrollaron desde la década de
los treinta. Se le conoce comúnmente como neopreno y es un hule importante para propósitos especiales,
porque cristaliza cuando se le tensiona para obtener buenas propiedades mecánicas. El hule cloropreno HC
(CR en inglés) es más resistente a los aceites que el hule natural, así como al clima, al ozono, al calor y a la
flama (el calor hace de este hule un material auto extinguible), pero es más costoso. Sus aplicaciones incluyen
mangueras para combustibles y otras partes de automotores, (excluidas las llantas), transportadores de banda,
y empaques.
TABLA 25 Hule Cloropreno (Neopreno)
Polímero
Símbolo
Policloropreno (C4H5Cl) n
CR (HC)
38
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
1000 lb/pulg2 (7Mpa)
3500 lb/pulg2 (25Mpa)
500 % a la ruptura
1.23
250 0F (120 0C)
−10 0F (−20 0C)
2%
HULE ETILEN−PROPILÉNICO
La polimerización del etileno y el propileno con pequeñas pro-porciones del monómero dieno (3 a 89í)
produce el terpolimero etileno−propileno−dieno TEPD (EPDM en inglés) que es un hule sintético muy útil,
tabla 26. Sus aplicaciones son princi-palmente en la industria automotriz para partes diferentes a las llantas.
También se usa como ais-lante para alambres v cables.
TABLA 26 Hule etileno−propileno−dieno
Terpolímero de Etileno (c2h4), propileno
(C3H6) y un monómero de dieno
Polímero
(3 a 8%) para encadenamiento
Símbolo
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
transversal.
EPDM (TEPD)
2000 lb/pulg2 (15Mpa)
300 % a la ruptura
0.86
300 0F (150 0C)
−60 0F (−50 0C)
5%
HULE ISOPRENO
El isopreno se puede polimerizar para sintetizar un equivalente químico del hule natural. El polisopreno
sintético sin vulcanizar tabla 27. es más suave y más fácil de moldear que el hule natural. Las aplicaciones del
material sintético son similares a las de su con-traparte, el hule natural, pero el mercado más grande de este
producto son U* llantas para auto-motores. Se usa también para calzado, bandas transportadoras y compuestos
para calafatear. El costo por unidad de peso es alrededor de 35% más alto que el del hule natural."
39
Tabla 27 Hule isopreno (Sintético)
Polímero
Símbolo
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
Poliisopreno (C5H8) n
IR (HI)
2500 lb/pulg2 (a 300 % de elongación)
3500 lb/pulg2 (25Mpa)
500 % a la ruptura
0.93
180 0F (80 0C)
−60 0F (−50 0C)
2%
HULE NITRITO
El hule nitrilo tabla 28. es un copolímero vulcanizable del butadieno (50 a 75%) y acrilonitrilo (25 a 50%). Su
nombre técnico es hule butadieno−acrilonitrilo. Tiene buena resistencia mecánica y resistencia a la abrasión,
al hule, a la gasolina y al agua. Estas pro-piedades lo hacen ideal para aplicaciones como mangueras de
gasolina, sellos y también para calzado,
Tabla 28 Hule Nitrilo
Copolímero de butadieno (C4H6) y
Polímero
Símbolo
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
Acrilonitílo (C3H3N)
NBR (HBA)
1500 lb/pulg2 (10Mpa)
4000 lb/pulg2 (30Mpa)
500 % a la ruptura
1.0 ( sin rellenos)
250 0F (120 0C)
−60 0F (−50 0C)
2%
POLIURETANO
40
Los poliuretanos termofijos con un encadenamiento trans-versal mínimo son elastómeros y la mayoría de ellos
se producen comúnmente como espumas flexibles, tabla 29. De esta forma se usan en una amplia gama como
materiales par* colcho-nes, para muebles y asientos de automóviles. El poliuretano no expandido se puede
moldear en productos que van desde suelas de zapatos hasta parachoques de automóviles, y ajustando el
enca-denamiento transversal se pueden obtener propiedades deseables para estas aplicaciones. Sin
en-cadenamiento, el material es un elastómero termoplástico que se puede moldear por inyección. Co-mo es
un elastómero termofijo se pueden usar métodos de moldeado por inyección y reacción, así como otros
métodos de conformado.
Tabla 29 Poliuretano
Poliuretano (la composición química
Polímero
Símbolo
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
varía)
PUR (HPU)
1200 lb/pulg2 (10Mpa)
8000 lb/pulg2 (60Mpa)
700 % a la ruptura
1.25
210 0F (100 0C)
−60 0F (−50 0C)
Cerca del 4 %, incluyendo a los
Participación Aproximada en el Mercado
termofijos
SILICONES
Los silicones como los poliuretanos pueden ser elastómeros o termofijos, depen-diendo del grado de
encadenamiento transversal. Los silicones elastómeros son notables por el amplio rango de temperaturas sobre
el cual pueden usarse. Su resistencia a los aceites es pobre. Los silicones poseen varias composiciones
químicas siendo la más común polidimetilsiloxano, tabla 30. Con objeto de obtener propiedades mecánicas
aceptables, los elastómeros pueden reforzar
se usualmente con polvos de sílice. Debido a su alto costo se consideran hules de propósito espe-cial para
aplicaciones como empaques, sellos, aislamiento de alambre y cable, prótesis y bases para materiales de
calafateo.
Tabla
30 Hule de Silicón
41
Polímero
Símbolo
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
Polidimetilsiloxanoano [SiO(CH3)2] n
PMS (VMQ)
1500 lb/pulg2 (10Mpa)
700 % a la ruptura
0.98
450 0F (230 0C)
−60 0F (−50 0C)
Menos del 1 %
HULE ESTIRENO−BUTADIENO
HEB (SBR en inglés) tabla 31. es un copolímero aleatorio de estireno (cerca del 25%) y butadieno (cerca
75%). Fue desarrollado originalmente en Alemania como hule Buna−S antes de la Segunda Guerra Mundial.
En la actualidad es el elastómero de más grande tonelaje, cerca del 40% del total de hules producidos el hule
natural tiene el segundo lugar de producción en peso. Sus características atractivas son bajo costo, resistencia
a la abrasión y mejor uniformidad que la del hule natural. Cuando se le refuerza con negro de humo y se le
vulcaniza. sus características y aplicaciones son muy similares a las del hule natural. Su costo también es
parecido. Una comparación cercana de las características revela que la mayoría de sus propiedades mecánicas,
excepto la resistencia al desgaste, son inferiores a las del hule natural pero su resistencia al envejecimiento por
calor, al ozono, al clima y a los aceites es superior. Sus aplica-ciones incluyen llantas, calzado y aislamientos
de alambres y de cables. Un material relacionado químicamente con este polímero es el copolímero de bloque
estireno−butadieno−estireno, un elastómero termoplástico que se analizará después.
Tabla 31 Hule estireno butadieno
Copólímero de estireno (C8H8) y
Polímero
Símbolo
Módulo de Elasticidad
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
Butadieno (c4H6)
SBR (HEB)
2500 lb/pulg2 (a 300 % de elongación)
3000 lb/pulg2 (reforzado)
700 % a la ruptura
0.94
230 0F (110 0C)
−60 0F (−50 0C)
Poco menos del 40 %
ELASTÓMEROS TERMOPLÁSTICOS
Como se describió previamente, un elastómero termoplásti-co ETP (TPE. en ingles) es un termoplástico que
se comporta como elastómero. Constituye una familia de polímeros que forman un segmento rápidamente
42
creciente en el mercado de los elastómeros. Los elastómeros termoplásticos no derivan sus propiedades
elastómeras del encadena-miento transversal químico, sino de las conexiones físicas entre las fases suave y
dura que componen el material, estos incluyen al copolímero en bloque estireno−butadieno−estireno EBE
(SBS en ingles) en oposición al hule estireno−butadieno HEB (SBR en inglés) que es un copolímero
aleato-rio, sección 10.1.2.a los poliuretanos termoplásticos y también a los copolímeros de poliésteres
termoplásticos y otros copolímeros y mezclas de polímeros. la tabla 32. muestra los datos sobre el SBS La
composición química y estructura de estos materiales es generalmente compleja e involucra dos materiales
incompatibles que forman fases distintas, y cuyas propiedades a temperatura ambiente son diferentes. Debido
a su termoplasticidad, los TPE no pueden igualar a los elastómeros convencionales encadenados
transversalmente en la resistencia a temperaturas elevadas y en la resistencia al escurrimiento. Las
aplicaciones típicas incluyen calzado, bandas de hule, tubos eximi-dos, recubrimientos de alambres, partes
moldeadas para automóviles y otros usos en los cuales se requieren propiedades elastómeras. Los elastómeros
termoplásticos no son adaptables para llantas.
Tabla 32 Elastómeros Termoplásticos
Estireno−butadieno−estireno
Polímero representativo
Símbolo
Resistencia a la Tensión
Elongación
Gravedad específica
Limite de alta temperatura
Limite de baja temperatura
Participación Aproximada en el Mercado
Ploímero bloque
SBS o SBR (EBE)
2000 lb/pulg2
400 %
1.00
150 0F (65 0C)
−60 0F (−50 0C)
12 %
43