Estructura y propiedades de los polímeros | | UPV

Summary

La presentación explica la relación entre la estructura y las propiedades de los polímeros, diferenciando térmoplasticos, polímeros estables y elástomeros. Se discute la cristalinidad y sus efectos en propiedades térmicas y mecánicas, atribuyéndose a factores como tacticidad, configuraciones isómeras y ramificación de cadenas. Se enfatiza cómo estas características influyen en aplicaciones prácticas, destacando la importancia de la procesación industrial y la presencia de aditivos.

Takeaways

• 🔬 La estructura molecular de los polímeros influye en sus propiedades termomecánicas.
• 🌡️ Los termoplásticos tienen cadenas entrelazadas y se suaves al calentarse, permitiendo su remodelación.
• 🔗 Los elastómeros tienen enlaces entre cadenas que les permiten recuperar su forma después de una deformación.
• 🔒 Los polímeros termostables tienen uniones fuertes entre cadenas que son resistentes a altas temperaturas.
• 🧵 Las fibras como la nylon tienen fuertes enlaces intermoleculares que les otorgan propiedades similares a la seda natural.
• 🔄 La presencia de puentes entre cadenas en los elastómeros es clave para sus características mecánicas.
• 💠 Los polímeros como la bakelite tienen uniones por puentes que se rompen con el aumento de temperatura, causando degradación térmica.
• 📊 La relación tensión-distensión en los polímeros varía según su estructura interna, desde los plásticos rígidos hasta los elastómeros.
• 💠 La cristalinidad de los polímeros, determinada por áreas ordenadas de cadenas, afecta sus propiedades térmicas y mecánicas.
• 🔄 La tacticidad, la presencia de ramificaciones y la configuración cis-trans influyen en la cristalinidad de los polímeros.
• 🌡️ La transición del estado cristalino al amorfo en los polímeros se manifiesta en cambios en sus propiedades termomecánicas.

Q & A

¿Qué relación se establece entre la estructura y las propiedades de los polímeros?

La relación entre la estructura y las propiedades de los polímeros se interpreta a través de su estructura molecular, lo que determina las diferencias entre termoplásticos, polímeros termostables, elastómeros y fibras.

¿Cuál es la diferencia fundamental entre termoplásticos y polímeros termostables según la estructura de las cadenas?

Los termoplásticos tienen cadenas distribuidas al azar entre sí con fuerzas intermoleculares de atracción relativamente pequeñas, permitiendo que el calentamiento altere su configuración. Los polímeros termostables tienen uniones entre cadenas a través de enlaces covalentes, lo que les confiere alta resistencia a los aumentos de temperatura.

¿Cómo se explica la capacidad de los elastómeros para recuperar su forma original después de una deformación?

Los elastómeros tienen conexiones entre cadenas que causan un cambio en la posición de las cadenas al deformarse. Cuando la acción externa cesa, las cadenas recuperan su formación original y el material recupera su forma.

¿Qué son las fibras y cómo se relacionan sus propiedades con las uniones intermoleculares?

Las fibras son polímeros caracterizados por fuertes enlaces intermoleculares y puentes de hidrógeno entre cadenas, como en el caso de la nailon y la seda natural, lo que les confiere propiedades particulares.

¿Qué es la cristalinidad en polímeros y cómo afecta sus propiedades térmicas y mecánicas?

La cristalinidad es el grado de ordenamiento de las cadenas en áreas del polímero. Afecta las propiedades térmicas y mecánicas, ya que los materiales con áreas cristalinas predominantes tienen puntos de fusión y mayor resistencia a la deformación.

¿Qué es la tacticidad y cómo influye en la cristalinidad de un polímero?

La tacticidad se refiere a la disposición de los reemplazos en la cadena del polímero, pudiendo ser isotáctica, sindiotáctica o atáctica. Cuanto más isotáctica o sindiotáctica sea una cadena, mayor será la posibilidad de empaquetamiento y cristalinidad.

¿Cómo afecta la presencia de ramificaciones en las cadenas del polímero su cristalinidad?

La presencia de ramificaciones en las cadenas del polímero disminuye la cristalinidad, ya que las ramificaciones mantienen a las cadenas a una distancia mayor entre sí, disminuyendo las fuerzas intermoleculares y la resistencia del material.

¿Qué es el punto de transición del vidrio y cómo afecta las propiedades de un polímero?

El punto de transición del vidrio es la temperatura por debajo de la cual un polímero se comporta como un vidrio y por encima de la cual se comporta como un elastómero. Afecta las propiedades mecánicas y térmicas del polímero, determinando su rigidez o flexibilidad.

¿Cómo se relaciona la configuración cis-trans de un polímero con sus propiedades mecánicas?

La configuración cis-trans influye en la regularidad de las cadenas del polímero, siendo las cadenas trans más regulares y permitiendo mayor empaquetamiento y fuerzas intermoleculares, lo que mejora las propiedades mecánicas del polímero.

¿Cuál es el papel de los enlaces covalentes en los polímeros termostables y cómo se ven afectados por el aumento de temperatura?

Los enlaces covalentes en los polímeros termostables proporcionan alta resistencia a los aumentos de temperatura. Sin embargo, a temperaturas suficientemente altas, estos enlaces se rompen, causando una degradación térmica y una ruptura de la estructura del polímero.