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MATERIALES POLIMÉRICOS 
Dr. Ingº FORTUNATO ALVA DAVILA 
Lima, junio del 2014
POLÍMEROS 
Los POLÍMEROS son moléculas lineales o ramificadas, 
formadas por la repetición indefinida de grupos 
funcionales simples (monómeros) que se componen 
básicamente de C,H,O,N. 
Las aplicaciones de los materiales poliméricos 
importantes en los procesos de fabricación industrial 
son: 
Plásticos y elastómeros
MATERIALES POLIMÉRICOS 
PLÁSTICOS 
Los plásticos son un grupo grande y variado de 
materiales sintéticos, que se procesan para darles 
forma por moldeo o deformación. 
Los plásticos se dividen: 
Termoplásticos y termofijos, según sean los enlaces 
químicos de su estructura.
PLÁSTICOS 
TERMOPLÁSTICOS 
Es un plástico que, a temperaturas relativamente 
altas se vuelve deformable, se derrite cuando se 
calienta y se endurece cuando 
se enfría lo suficiente. 
Estos materiales pueden volverse a calentar 
cierto número de veces para darles nuevas 
formas, sin que haya un cambio significativo en 
sus propiedades.
PLÁSTICOS 
TERMOPLÁSTICOS 
Algunas veces, se enlazan también átomos de 
nitrógeno, oxígeno o azufre en forma 
covalente con la cadena molecular principal. 
En los termoplásticos, las largas cadenas 
moleculares están ligadas entre sí por enlaces 
secundarios. 
Son reciclables.
PLÁSTICOS 
PLASTICOS TERMOFIJOS 
Son llamados así por sus características térmicas, 
es decir, una vez que son procesados mediante 
calor, ocurre una reacción química que provoca su 
endurecimiento y no pueden volver a fundirse. Esto 
se debe a que las moléculas que los conforman 
crecen de manera entrecruzada.
PLÁSTICOS 
PLÁSTICOS TERMOFIJOS 
Los plásticos termofijos, no son reciclables. 
El término termofijo indica que se requiere calor 
para endurecer permanentemente al plástico. 
Hay muchos plásticos que son llamados termofijos 
que sólo se pueden fijar a temperatura ambiente 
mediante una reacción química.
PLÁSTICOS 
PLÁSTICOS TERMOFIJOS 
La mayoría de los plásticos termofijos están 
compuestos por una red de átomos de carbono 
enlazados en forma covalente para formar un 
sólido rígido. 
Algunas veces, también se enlazan en forma covalente 
átomos de nitrógeno, oxígeno, azufre u otros para 
formar una estructura reticular termofija.
PLÁSTICOS 
d) PLÁSTICOS TERMOFIJOS 
Los plásticos son materiales de ingeniería 
importantes por múltiples razones. 
Tienen una amplia variedad de propiedades, 
de las cuales algunas son imposibles de 
obtener con cualquier otro material, y en 
la mayoría de los casos su costo es 
relativamente bajo
PLÁSTICOS 
PLÁSTICOS TERMOFIJOS 
El uso de los plásticos en diseños de ingeniería 
mecánica ofrece múltiples ventajas, como son: 
 Ahorro de partes debido al diseño de ingeniería con 
plásticos, 
 Menos operaciones de acabado, 
 Simplificación del ensamble, 
 Menor peso, 
 Reducción de ruido y, 
 En ciertos casos, la no necesidad de lubricar algunas 
partes
r U 
PLÁSTICOS 
PLÁSTICOS TERMOFIJOS 
Los plásticos son muy útiles para diversos diseños de 
ingeniería eléctrica, principalmente por sus 
excelentes propiedades aislantes. 
Las aplicaciones eléctricas y electrónicas de los 
materiales plásticos incluyen conectores, 
interruptores, relés, unidades de sintonización de 
TV, formas para bobinas, tableros de circuitos 
integrados y componentes de computadora.
- 
MATERIALES POLIMÉRICOS 
ELASTÓMEROS O CAUCHOS 
Son materiales poliméricos cuyas dimensiones pueden 
cambiar en gran medida cuando se someten a 
esfuerzos y retornan a sus dimensionales originales al 
cesar la fuerza deformante.
METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION 
¿Cómo se producen industrialmente los 
materiales plásticos? 
La respuesta no es sencilla, porque son procesos muy 
diferentes y novedosos los que se usan y además se 
están desarrollando constantemente. 
Para empezar, se usan materias primas básicas como 
gas natural, petróleo y carbón en la producción de 
sustancias químicas para los procesos de 
polimerización.
METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION 
Estas sustancias químicas se polimerizan después 
mediante muchos procesos diferentes para formar 
materiales plásticos en forma de gránulos, grageas, 
polvos o líquidos, los cuales posteriormente se 
procesan para elaborar los productos terminados. 
El ingeniero químico desempeña un importante papel 
en su desarrollo y en su utilización industrial. 
Algunos de los métodos de polimerización más 
importantes son:
METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION 
Figura 10 .Ilustración esquemática de algunos métodos de polimerización industrial usados. 
a) en masa; b) en solución; c)en suspensión; d) en emulsión.
METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION 
Polimerización en masa (fig.10 a): 
El monómero y el iniciador se mezclan en un 
reactor que se calienta y se enfría según se 
requiera. 
Este proceso se usa 
ampliamente para la 
polimerización por 
condensación donde 
un monómero puede 
cargarse en el reactor 
y el otro se añade lentamente.
METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION 
Polimerización en solución (Fig.10b): 
El monómero se disuelve en un disolvente no 
reactivo que contiene un iniciador. 
El calor desprendido por 
la reacción es absorbido 
por el disolvente y, 
por lo tanto, la velocidad 
de reacción se reduce.
METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION 
Polimerización en suspensión(Fig.10c): 
El monómero se mezcla con un iniciador y luego se 
dispersa como una suspensión en agua. 
En este proceso el calor desprendido por la reacción es 
absorbido por el agua. 
Después de la polimerización, el producto polimerizado 
se separa y se seca. 
Se usa para producir 
vinilo, policloruro 
de vinilo, poliestireno, 
poliacrilonitrilo.
METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION 
Polimerización en emulsión (Fig.10d): 
Es similar al proceso de suspensión porque se lleva a cabo en 
agua. Sin embargo, se añade un emulsionante para 
dispersar el monómero en partículas muy pequeñas.
PROCESADO DE LOS MATERIALES PLASTICOS 
Se usan distintos procesos para transformar los gránulos y 
pallets en productos en forma de láminas, barras, secciones 
extruidas, tubos o partes moldeadas terminadas. 
El proceso empleado depende si el material es termoplástico 
o termofijo. 
Los termoplásticos se calientan hasta que se suavizan y 
luego se les da una nueva forma antes de enfriarlos.
PROCESADO DE LOS MATERIALES PLASTICOS 
Por otra parte, con los materiales termofijos que no han sido 
completamente polimerizados antes de ser procesados para 
darles forma final, se usa un proceso en lo cual se lleva a cabo 
una reacción química para entrecruzar las cadenas del 
polímero, formándose una red de material polimérico. 
La polimerización final se puede llevar a cabo mediante la 
aplicación de calor y presión o por acción catalítica a 
temperatura ambiente o temperaturas más altas.
PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES 
TERMOPLASTICOS 
MOLDEO POR INYECCION 
El moldeo por inyección es uno de los métodos de procesado 
más importantes que se usan para dar forma a los materiales 
termoplásticos. 
La máquina moderna de moldeo por inyección utiliza un 
mecanismo de mono husillo para derretir el plástico e 
inyectarlo en un molde. 
Las máquinas de moldeo por inyección de tipo antiguo usan un 
émbolo para inyectar el material fundido.
PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES 
TERMOPLASTICOS 
Ventajas del moldeo por inyección son: 
 Se pueden producir piezas de alta calidad a una alta 
velocidad de producción. 
 Los costos de la mano de obra del proceso son 
relativamente bajos. 
 Se pueden producir buenos acabados en la superficie de la 
pieza moldeada. 
 El proceso puede ser altamente automatizado. 
 Se pueden producir formas complicadas.
PROCESOS UTILIZADOS CON LOS 
MATERIALES TERMOPLASTICOS 
Desventajas del moldeo por inyección son: 
 El alto costo de la maquinaria, impone la necesidad de 
producir un gran volumen de piezas para que su uso sea 
rentable. 
 El proceso se debe controlar cuidadosamente para 
elaborar 
un producto de calidad.
PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES 
TERMOPLASTICOS 
EXTRUSION 
La extrusión es otro de los métodos de procesado que se 
emplean para producir termoplásticos. 
Algunos productos manufacturados por el proceso de extrusión 
son tuberías, varillas, películas, láminas y formas de todo 
tipo. 
La máquina de extrusión se usa también para fabricar 
materiales plásticos compuestos destinados a la producción de 
formas de fabricación como pellets, y para la recuperación de 
residuos de materiales termoplásticos.
PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES 
TERMOPLASTICOS 
MOLDEO POR SOPLADO Y TERMOFORMADO 
Otros métodos importantes de procesado de los termoplásticos 
son el moldeo por soplado y el termoformado de láminas. 
En el moldeo por soplado, un cilindro o tubo de plástico 
caliente, llamado parison, se coloca entre las mordazas de un 
molde. El molde de cierra para excluir los extremos del cilindro 
y se insufla en él un choro de aire comprimido que empuja al 
plástico contra las paredes del molde.
ALGUNAS DEFINICIONES 
POLIMERIZACION: Es una reacción química en la cual se 
forman moléculas de alta masa molecular a partir de 
monómeros. 
MONÓMERO: Es un compuesto molecular simple que puede 
estar enlazado covalentemente para formar largas cadenas 
moleculares (polímeros). Ejemplo: etileno 
ELASTÓMERO: Material que a temperatura ambiente se 
alarga bajo un esfuerzo pequeño por lo menos al doble de su 
longitud, y recobra rápidamente su longitud original cuando la 
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Clase 14 materiales poliméricos 1

  • 1. MATERIALES POLIMÉRICOS Dr. Ingº FORTUNATO ALVA DAVILA Lima, junio del 2014
  • 2. POLÍMEROS Los POLÍMEROS son moléculas lineales o ramificadas, formadas por la repetición indefinida de grupos funcionales simples (monómeros) que se componen básicamente de C,H,O,N. Las aplicaciones de los materiales poliméricos importantes en los procesos de fabricación industrial son: Plásticos y elastómeros
  • 3. MATERIALES POLIMÉRICOS PLÁSTICOS Los plásticos son un grupo grande y variado de materiales sintéticos, que se procesan para darles forma por moldeo o deformación. Los plásticos se dividen: Termoplásticos y termofijos, según sean los enlaces químicos de su estructura.
  • 4. PLÁSTICOS TERMOPLÁSTICOS Es un plástico que, a temperaturas relativamente altas se vuelve deformable, se derrite cuando se calienta y se endurece cuando se enfría lo suficiente. Estos materiales pueden volverse a calentar cierto número de veces para darles nuevas formas, sin que haya un cambio significativo en sus propiedades.
  • 5. PLÁSTICOS TERMOPLÁSTICOS Algunas veces, se enlazan también átomos de nitrógeno, oxígeno o azufre en forma covalente con la cadena molecular principal. En los termoplásticos, las largas cadenas moleculares están ligadas entre sí por enlaces secundarios. Son reciclables.
  • 6. PLÁSTICOS PLASTICOS TERMOFIJOS Son llamados así por sus características térmicas, es decir, una vez que son procesados mediante calor, ocurre una reacción química que provoca su endurecimiento y no pueden volver a fundirse. Esto se debe a que las moléculas que los conforman crecen de manera entrecruzada.
  • 7. PLÁSTICOS PLÁSTICOS TERMOFIJOS Los plásticos termofijos, no son reciclables. El término termofijo indica que se requiere calor para endurecer permanentemente al plástico. Hay muchos plásticos que son llamados termofijos que sólo se pueden fijar a temperatura ambiente mediante una reacción química.
  • 8. PLÁSTICOS PLÁSTICOS TERMOFIJOS La mayoría de los plásticos termofijos están compuestos por una red de átomos de carbono enlazados en forma covalente para formar un sólido rígido. Algunas veces, también se enlazan en forma covalente átomos de nitrógeno, oxígeno, azufre u otros para formar una estructura reticular termofija.
  • 9. PLÁSTICOS d) PLÁSTICOS TERMOFIJOS Los plásticos son materiales de ingeniería importantes por múltiples razones. Tienen una amplia variedad de propiedades, de las cuales algunas son imposibles de obtener con cualquier otro material, y en la mayoría de los casos su costo es relativamente bajo
  • 10. PLÁSTICOS PLÁSTICOS TERMOFIJOS El uso de los plásticos en diseños de ingeniería mecánica ofrece múltiples ventajas, como son:  Ahorro de partes debido al diseño de ingeniería con plásticos,  Menos operaciones de acabado,  Simplificación del ensamble,  Menor peso,  Reducción de ruido y,  En ciertos casos, la no necesidad de lubricar algunas partes
  • 11. r U PLÁSTICOS PLÁSTICOS TERMOFIJOS Los plásticos son muy útiles para diversos diseños de ingeniería eléctrica, principalmente por sus excelentes propiedades aislantes. Las aplicaciones eléctricas y electrónicas de los materiales plásticos incluyen conectores, interruptores, relés, unidades de sintonización de TV, formas para bobinas, tableros de circuitos integrados y componentes de computadora.
  • 12. - MATERIALES POLIMÉRICOS ELASTÓMEROS O CAUCHOS Son materiales poliméricos cuyas dimensiones pueden cambiar en gran medida cuando se someten a esfuerzos y retornan a sus dimensionales originales al cesar la fuerza deformante.
  • 13. METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION ¿Cómo se producen industrialmente los materiales plásticos? La respuesta no es sencilla, porque son procesos muy diferentes y novedosos los que se usan y además se están desarrollando constantemente. Para empezar, se usan materias primas básicas como gas natural, petróleo y carbón en la producción de sustancias químicas para los procesos de polimerización.
  • 14. METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION Estas sustancias químicas se polimerizan después mediante muchos procesos diferentes para formar materiales plásticos en forma de gránulos, grageas, polvos o líquidos, los cuales posteriormente se procesan para elaborar los productos terminados. El ingeniero químico desempeña un importante papel en su desarrollo y en su utilización industrial. Algunos de los métodos de polimerización más importantes son:
  • 15. METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION Figura 10 .Ilustración esquemática de algunos métodos de polimerización industrial usados. a) en masa; b) en solución; c)en suspensión; d) en emulsión.
  • 16. METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION Polimerización en masa (fig.10 a): El monómero y el iniciador se mezclan en un reactor que se calienta y se enfría según se requiera. Este proceso se usa ampliamente para la polimerización por condensación donde un monómero puede cargarse en el reactor y el otro se añade lentamente.
  • 17. METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION Polimerización en solución (Fig.10b): El monómero se disuelve en un disolvente no reactivo que contiene un iniciador. El calor desprendido por la reacción es absorbido por el disolvente y, por lo tanto, la velocidad de reacción se reduce.
  • 18. METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION Polimerización en suspensión(Fig.10c): El monómero se mezcla con un iniciador y luego se dispersa como una suspensión en agua. En este proceso el calor desprendido por la reacción es absorbido por el agua. Después de la polimerización, el producto polimerizado se separa y se seca. Se usa para producir vinilo, policloruro de vinilo, poliestireno, poliacrilonitrilo.
  • 19. METODOS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACION Polimerización en emulsión (Fig.10d): Es similar al proceso de suspensión porque se lleva a cabo en agua. Sin embargo, se añade un emulsionante para dispersar el monómero en partículas muy pequeñas.
  • 20. PROCESADO DE LOS MATERIALES PLASTICOS Se usan distintos procesos para transformar los gránulos y pallets en productos en forma de láminas, barras, secciones extruidas, tubos o partes moldeadas terminadas. El proceso empleado depende si el material es termoplástico o termofijo. Los termoplásticos se calientan hasta que se suavizan y luego se les da una nueva forma antes de enfriarlos.
  • 21. PROCESADO DE LOS MATERIALES PLASTICOS Por otra parte, con los materiales termofijos que no han sido completamente polimerizados antes de ser procesados para darles forma final, se usa un proceso en lo cual se lleva a cabo una reacción química para entrecruzar las cadenas del polímero, formándose una red de material polimérico. La polimerización final se puede llevar a cabo mediante la aplicación de calor y presión o por acción catalítica a temperatura ambiente o temperaturas más altas.
  • 22. PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES TERMOPLASTICOS MOLDEO POR INYECCION El moldeo por inyección es uno de los métodos de procesado más importantes que se usan para dar forma a los materiales termoplásticos. La máquina moderna de moldeo por inyección utiliza un mecanismo de mono husillo para derretir el plástico e inyectarlo en un molde. Las máquinas de moldeo por inyección de tipo antiguo usan un émbolo para inyectar el material fundido.
  • 23. PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES TERMOPLASTICOS Ventajas del moldeo por inyección son:  Se pueden producir piezas de alta calidad a una alta velocidad de producción.  Los costos de la mano de obra del proceso son relativamente bajos.  Se pueden producir buenos acabados en la superficie de la pieza moldeada.  El proceso puede ser altamente automatizado.  Se pueden producir formas complicadas.
  • 24. PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES TERMOPLASTICOS Desventajas del moldeo por inyección son:  El alto costo de la maquinaria, impone la necesidad de producir un gran volumen de piezas para que su uso sea rentable.  El proceso se debe controlar cuidadosamente para elaborar un producto de calidad.
  • 25. PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES TERMOPLASTICOS EXTRUSION La extrusión es otro de los métodos de procesado que se emplean para producir termoplásticos. Algunos productos manufacturados por el proceso de extrusión son tuberías, varillas, películas, láminas y formas de todo tipo. La máquina de extrusión se usa también para fabricar materiales plásticos compuestos destinados a la producción de formas de fabricación como pellets, y para la recuperación de residuos de materiales termoplásticos.
  • 26. PROCESOS UTILIZADOS CON LOS MATERIALES TERMOPLASTICOS MOLDEO POR SOPLADO Y TERMOFORMADO Otros métodos importantes de procesado de los termoplásticos son el moldeo por soplado y el termoformado de láminas. En el moldeo por soplado, un cilindro o tubo de plástico caliente, llamado parison, se coloca entre las mordazas de un molde. El molde de cierra para excluir los extremos del cilindro y se insufla en él un choro de aire comprimido que empuja al plástico contra las paredes del molde.
  • 27. ALGUNAS DEFINICIONES POLIMERIZACION: Es una reacción química en la cual se forman moléculas de alta masa molecular a partir de monómeros. MONÓMERO: Es un compuesto molecular simple que puede estar enlazado covalentemente para formar largas cadenas moleculares (polímeros). Ejemplo: etileno ELASTÓMERO: Material que a temperatura ambiente se alarga bajo un esfuerzo pequeño por lo menos al doble de su longitud, y recobra rápidamente su longitud original cuando la carga cesa.