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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA ACTIVIDAD 1: ESTRUCTURA DE FAMILIA DE POLÍMEROS NOMBRE: André Blancarte Yofú MATRÍCULA: 1950146 MATERIA: Polímeros MAESTRO(A): Dr. Antonio Francisco García Loera GRUPO: 002 HORA: N1-N3 CARRERA: Ingeniería en Materiales 2 ÍNDICE 1 OBJETIVO ......................................................................................................................................... 4 2 POLIOLEFINAS .................................................................................................................................. 5 2.1 POLIPROPILENO ........................................................................................................................ 5 2.1.1 ESTRUCTURA ...................................................................................................................... 5 2.2 POLIBUTADIENO ....................................................................................................................... 6 2.2.1 ESTRUCTURA ...................................................................................................................... 6 2.3 POLIESTIRENO ........................................................................................................................... 6 2.3.1 ESTRUCTURA ...................................................................................................................... 7 3 POLIÉSTERES .................................................................................................................................... 7 3.1 POLI (TEREFTALATO DE ETILENO) ............................................................................................. 7 3.1.1 ESTRUCTURA ...................................................................................................................... 8 3.2 POLICARBONATO ...................................................................................................................... 8 3.2.1 ESTRUCTURA ...................................................................................................................... 8 4 POLIÉTERES ...................................................................................................................................... 9 4.1 POLI (ÓXIDO DE ETILENO)......................................................................................................... 9 4.1.1 ESTRUCTURA ...................................................................................................................... 9 4.2 POLI (ÓXIDO DE FENILENO) .................................................................................................... 11 4.2.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 11 5 POLIAMIDAS .............................................................................................................................. 11 5.1 NYLON ..................................................................................................................................... 11 5.1.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 12 5.2 POLIIMIDA ............................................................................................................................... 12 5.2.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 12 6 POLÍMEROS CELULOSOS ................................................................................................................ 13 6.1 NITRATO DE CELULOSA ........................................................................................................... 13 6.1.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 13 6.2 ACETATO DE CELULOSA .......................................................................................................... 14 6.2.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 14 7 POLÍMEROS ACRÍLICOS .................................................................................................................. 14 7.1 POLI (METACRILATO DE METILO) ........................................................................................... 14 3 7.1.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 15 7.2 POLIACRILONITRILO ................................................................................................................ 15 7.2.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 16 8 POLÍMEROS VINÍLICOS................................................................................................................... 16 8.1 POLI (ACETATO DE VINILO) ..................................................................................................... 16 8.1.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 17 8.2 POLI (ALCOHOL VINÍLICO) ....................................................................................................... 17 8.2.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 17 9 POLIURETANOS .............................................................................................................................. 18 9.1 ISOCIANATOS .......................................................................................................................... 18 9.1.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................... 18 10 RESINAS FOLMALDEHIDO ............................................................................................................ 19 10.1 RESINA FENOL-FORMOL ....................................................................................................... 19 10.1.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................. 19 10.2 RESINA UREA-FORMOL ......................................................................................................... 20 10.2.1 ESTRUCTURA .................................................................................................................. 20 11 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 21 4 1 OBJETIVO Los polímeros a investigar son la siguiente familia, se investigará que son y su estructura química: Poliolefinas o Polipropileno o Polibutadieno o poliestireno. Poliésteres o poli(tereftalato de etileno) = PET o policarbonato Poliéteres o poli(óxido de etileno) o poli(óxido de fenileno) Poliamidas o Nylon o poliimida. Polímeros celulosos o nitrato de celulosa o acetato de celulosa Polímeros acrílicos o poli(metacrilato de metilo) o poliacrilonitrilo Polímeros vinílicos o poli(acetato de vinilo) o poli(alcohol vinílico) Poliuretanos o denominación genérica para los que son derivados de isocianatos Resinas formaldehido o resina fenol-formol o resina urea-formol 5 2 POLIOLEFINAS Las poliolefinas son un grupo de polímeros termoplásticos que incluyen el polietileno (PE) y el polipropileno (PP). Estos polímeros están compuestos principalmente porcarbono e hidrógeno, y se caracterizan por tener una estructura lineal o ramificada. 2.1 POLIPROPILENO El polipropileno está compuesto por unidades repetitivas de propileno (C3H6), que es un hidrocarburo con tres átomos de carbono. El propileno también tiene una estructura lineal en su forma más común, pero puede tener ramificaciones en su cadena principal. Esta estructura ramificada le confiere al polipropileno propiedades únicas. 2.1.1 ESTRUCTURA Polipropileno 6 2.2 POLIBUTADIENO El polibutadieno es un polímero que pertenece a la familia de los elastómeros. Es un tipo de caucho sintético que se caracteriza por su alta elasticidad y resistencia al impacto. El polibutadieno está compuesto por unidades repetitivas de butadieno, que es un monómero con cuatro átomos de carbono y dos dobles enlaces conjugados. La estructura química del butadieno es la siguiente: H2C=CH-CH=CH2 2.2.1 ESTRUCTURA Polibutadieno 1-2 (unidad vinilo) Polibutadieno 1-4 en configuración cis Polibutadieno 1-4 en configuración trans 2.3 POLIESTIRENO El poliestireno es un polímero termoplástico ampliamente utilizado en la industria. Se obtiene a partir del monómero de estireno, que es un líquido incoloro y volátil. El estireno tiene una estructura química simple, consistente en una cadena de carbono con un grupo fenilo (C6H5) en un extremo: CH2=CH-C6H5 7 2.3.1 ESTRUCTURA Forma estructural del monómero de estireno Forma estructural Unidades repetitivas de estireno conforman el polímero. 3 POLIÉSTERES Los poliésteres son un grupo de polímeros que se caracterizan por tener enlaces éster en su estructura. Estos polímeros se forman mediante la reacción de policondensación entre un ácido carboxílico y un alcohol. La estructura química básica de un poliéster se compone de unidades repetitivas llamadas ésteres, que se forman por la reacción de un grupo carboxilo (-COOH) de un ácido carboxílico con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol. El enlace éster (-COO-) se forma entre el oxígeno del grupo carboxilo y el carbono del grupo hidroxilo. 3.1 POLI (TEREFTALATO DE ETILENO) El tereftalato de polietileno (PET) es un tipo de poliéster que se obtiene mediante la polimerización del ácido tereftálico y el etilenglicol. Es un polímero termoplástico ampliamente utilizado en la industria del embalaje y las fibras textiles. La estructura química del PET consiste en unidades repetitivas de ésteres de tereftalato, que se forman por la reacción del ácido tereftálico (C6H4(CO2H)2) con el etilenglicol (HOCH2CH2OH). El enlace éster se forma entre el grupo carboxilo (-COOH) del ácido tereftálico y el grupo hidroxilo (-OH) del etilenglicol. La fórmula química del PET es (C10H8O4)n, donde "n" representa el número de unidades repetitivas. 8 3.1.1 ESTRUCTURA Tereftalato de Polietileno (PET) 3.2 POLICARBONATO El policarbonato es un tipo de plástico termoplástico transparente y resistente que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones. Es un polímero que se caracteriza por su alta resistencia al impacto, su transparencia óptica y su capacidad para soportar altas temperaturas. El policarbonato se obtiene mediante la polimerización del bisfenol A (BPA) y el carbonato de dipropileno. La estructura química del policarbonato consiste en unidades repetitivas de carbonato, que se forman por la reacción del BPA y el carbonato de dipropileno. La fórmula química general del policarbonato es (C16H14O3)n, donde "n" representa el número de unidades repetitivas. 3.2.1 ESTRUCTURA Reacción Global del Policarbonato Monómero de policarbonato construido con bisfenol-A como elemento básico. 9 4 POLIÉTERES Los poliéteres son una clase de polímeros que contienen grupos éter (-O-) en su estructura química. Estos polímeros se forman mediante la polimerización de monómeros que contienen enlaces éter. Los poliéteres pueden tener una estructura lineal o ramificada, y la repetición de unidades éter en su cadena principal les confiere características particulares. 4.1 POLI (ÓXIDO DE ETILENO) El poli(óxido de etileno), abreviado como PEO o POE, es un polímero que se forma mediante la polimerización del óxido de etileno, también conocido como etilenglicol epóxido. Es un polímero soluble en agua y se utiliza en una variedad de aplicaciones debido a sus propiedades particulares. El PEO tiene una estructura química lineal con unidades repetitivas de éter. Su fórmula química general es (CH2CH2O)n, donde "n" representa el número de unidades repetitivas. La cadena principal del PEO está compuesta por enlaces éter (-O-) que se forman a partir de la apertura del anillo de óxido de etileno. 4.1.1 ESTRUCTURA Reacción Diels Alder. Reacción adición Michael. 10 Reacción de acoplamiento Suzuki. Reacción Sonogashira catalizada por Cobre. Reacción de Dihidroxilación asimétrica catalítica. Reacción de Oxidación de estireno catalizada por Paladio en PEG-scCO2. Estructura química del polietilenglicol 11 4.2 POLI (ÓXIDO DE FENILENO) El poli(óxido de fenilo), también conocido como poli(fenileno óxido), es un polímero que se forma a través de la polimerización del monómero óxido de fenilo. Es un polímero termoplástico que pertenece a la familia de los poliéteres. La estructura química del poli(óxido de fenilo) está compuesta por unidades repetitivas de éter de fenilo, que se forman mediante la apertura del anillo del óxido de fenilo. La fórmula general del poli(óxido de fenilo) es (C6H4O)n, donde "n" representa el número de unidades repetitivas en la cadena polimérica. 4.2.1 ESTRUCTURA Poli (Óxido de Fenileno) 5 POLIAMIDAS Las poliamidas son un tipo de polímeros que contienen en su estructura repetitiva grupos amida (-CONH-) formados por la reacción de un ácido carboxílico con una amina. También se conocen como nylon, un nombre comercial ampliamente utilizado para las poliamidas. Las poliamidas pueden tener estructuras lineales o ramificadas, y suelen ser sólidos cristalinos o semicristalinos a temperatura ambiente. 5.1 NYLON El nylon es un polímero sintético que pertenece a la familia de las poliamidas. Fue desarrollado por primera vez por la compañía química DuPont en la década de 1930 y se ha convertido en uno de los materiales sintéticos más utilizados en una amplia variedad de aplicaciones. El nylon se produce mediante la polimerización de monómeros de ácido adípico y hexametilendiamina, que reaccionan para formar un polímero lineal con enlaces amida (- CONH-) en su estructura. 12 5.1.1 ESTRUCTURA Nailon 6 (arriba) y nailon 6,6 (abajo), mostrando la dirección de los enlaces amida, única diferencia estructural entre ellos. 5.2 POLIIMIDA La poliimida es un tipo de polímero termoplástico que pertenece a la familia de los polímeros de alto rendimiento. Está compuesta por unidades repetitivas de imida, que son grupos funcionales que contienen anillos de imida en su estructura química. 5.2.1 ESTRUCTURA Estructura química general de una poliimida. 13 6 POLÍMEROS CELULOSOS Los polímeros celulosos son polímeros naturales derivados de la celulosa, que es el componente principal de las paredes celulares de las plantas. La celulosa es un polisacárido lineal compuesto por unidades de glucosa que se unen entre sí mediante enlaces glucosídicos. Los polímeros celulosos se obtienen mediante la modificación química de la celulosa natural para mejorar sus propiedades o adaptarlas a aplicaciones específicas. 6.1 NITRATO DE CELULOSA El nitrato de celulosa, también conocido como nitrocelulosa o algodón pólvora, es un compuesto químico derivado de la celulosa mediante un proceso de nitración.La nitración implica la reacción de la celulosa con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico, lo que resulta en la sustitución de grupos hidroxilo en la celulosa por grupos nitro (-NO2). El nitrato de celulosa es altamente inflamable y se utiliza principalmente en la fabricación de explosivos, propelentes y productos pirotécnicos debido a su capacidad para liberar una gran cantidad de energía en forma de calor y gases en un corto período de tiempo. En este contexto, se utiliza como materia prima para la producción de pólvora, dinamita y otros explosivos industriales y militares. 6.1.1 ESTRUCTURA 14 6.2 ACETATO DE CELULOSA El acetato de celulosa es un éster derivado de la celulosa, un polímero natural presente en las paredes celulares de las plantas. En el proceso de acetilación, se reacciona la celulosa con anhídrido acético o acetato de acetilo, lo que resulta en la sustitución de grupos hidroxilo de la celulosa por grupos acetato (-COOCH3). El acetato de celulosa es un material versátil y se utiliza en una amplia gama de aplicaciones debido a sus propiedades únicas. 6.2.1 ESTRUCTURA Fórmula estructural del acetato de celulosa. 7 POLÍMEROS ACRÍLICOS Los polímeros acrílicos son polímeros sintéticos que se obtienen a partir de monómeros acrílicos. Los monómeros acrílicos más comunes son el metacrilato de metilo (MMA) y el acrilato de butilo, aunque existen otros monómeros acrílicos utilizados en la síntesis de polímeros acrílicos. Los polímeros acrílicos tienen propiedades únicas que los hacen adecuados para una amplia gama de aplicaciones. 7.1 POLI (METACRILATO DE METILO) El poli(metacrilato de metilo) es un polímero sintético obtenido a partir del monómero metacrilato de metilo (MMA). Es un tipo de polímero acrílico y se forma mediante la polimerización del MMA, que consiste en la unión de múltiples unidades de metacrilato de metilo mediante enlaces químicos. El poli(metacrilato de metilo) tiene propiedades únicas que lo hacen adecuado para una amplia gama de aplicaciones. 15 7.1.1 ESTRUCTURA Forma Molecular Estructura del Poli Metacrilato de Metilo 7.2 POLIACRILONITRILO El poliacrilonitrilo (PAN) es un polímero sintético que se obtiene a través de la polimerización del monómero de acrilonitrilo. Es un tipo de polímero acrílico y se caracteriza por tener una cadena principal de repetición de unidades de acrilonitrilo (- CH2CH(CN)-). El poliacrilonitrilo tiene propiedades interesantes que lo hacen adecuado para diversas aplicaciones. 16 7.2.1 ESTRUCTURA Estructura química de la unidad repetitiva del poliacrilonitrilo. 8 POLÍMEROS VINÍLICOS Los polímeros vinílicos son polímeros sintéticos que contienen grupos funcionales vinilo (-CH=CH2) en su estructura química. Estos grupos vinilo son derivados del etileno (eteno), que es un hidrocarburo gaseoso. Los polímeros vinílicos se obtienen a través de la polimerización de monómeros vinílicos. 8.1 POLI (ACETATO DE VINILO) El poli(acetato de vinilo) es un polímero sintético que se obtiene a través de la polimerización del monómero acetato de vinilo. Es un tipo de polímero vinílico y se caracteriza por tener una cadena principal de repetición de unidades de acetato de vinilo (- CH2CHOOCCH3-). 17 8.1.1 ESTRUCTURA Forma molecular Estructura Global 8.2 POLI (ALCOHOL VINÍLICO) El poli(alcohol vinílico), también conocido como polivinil alcohol (PVA), es un polímero sintético obtenido a través de la polimerización del monómero alcohol vinílico (vinil alcohol). Es un tipo de polímero vinílico y se caracteriza por tener una cadena principal de repetición de unidades de alcohol vinílico (-CH2CHOH- ). El poli(alcohol vinílico) es un polímero soluble en agua y presenta propiedades interesantes que lo hacen adecuado para diversas aplicaciones. 8.2.1 ESTRUCTURA Estructura Global de Poli (Alcohol Vinílico) 18 9 POLIURETANOS Los poliuretanos son polímeros que se forman a través de una reacción química entre un diisocianato y un poliol en presencia de un agente de reticulación. Son un tipo de polímeros termoplásticos o elastoméricos, dependiendo de su estructura y grado de reticulación. Los poliuretanos tienen una amplia gama de propiedades y aplicaciones debido a su versatilidad y capacidad de adaptación a diferentes formas y durezas. 9.1 ISOCIANATOS Los isocianatos son compuestos químicos que contienen el grupo funcional isocianato (-NCO). Son compuestos altamente reactivos y se utilizan principalmente en la fabricación de poliuretanos y en la producción de otros materiales poliméricos. Los isocianatos son utilizados como precursores esenciales en la síntesis de poliuretanos, que son polímeros versátiles con una amplia gama de aplicaciones. Durante la reacción de polimerización, los isocianatos se combinan con los polioles para formar enlaces uretano, generando una estructura de cadena polimérica. Los isocianatos más comunes utilizados en la fabricación de poliuretanos incluyen el diisocianato de tolueno (TDI), el diisocianato de difenilmetano (MDI) y el isocianato de metileno difenil (MDI). Estos isocianatos son utilizados en la producción de espumas flexibles y rígidas, adhesivos, recubrimientos, elastómeros y sellantes de poliuretano. 9.1.1 ESTRUCTURA Grupo funcional isocianato 19 10 RESINAS FOLMALDEHIDO Las resinas de formaldehído son polímeros sintéticos que se obtienen mediante la reacción de formaldehído (un compuesto químico) con otros compuestos como la urea o la melamina. Estas resinas tienen una amplia gama de aplicaciones debido a sus propiedades físicas y químicas. 10.1 RESINA FENOL-FORMOL La resina fenol-formaldehído es un tipo de resina sintética que se obtiene mediante la reacción química del fenol (un compuesto orgánico) con el formaldehído. Esta reacción da lugar a la formación de un polímero tridimensional que presenta propiedades físicas y químicas útiles en diversas aplicaciones. La resina fenol-formaldehído se caracteriza por ser resistente, dura y tener una excelente estabilidad dimensional. 10.1.1 ESTRUCTURA Estructura química del Novolak. Estructura química de la Baquelita. 20 10.2 RESINA UREA-FORMOL La resina urea-formol es un tipo de resina sintética que se obtiene mediante la reacción química entre la urea y el formaldehído. Es un polímero termoendurecible que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones industriales debido a sus propiedades físicas y químicas. La resina urea-formol se caracteriza por ser resistente, rígida y tener una buena estabilidad dimensional. 10.2.1 ESTRUCTURA Reacción General de la Resina Urea-Formaldehido 21 11 BIBLIOGRAFÍA Polymer Science Learning Center. (s. f.). Polycarbonates. https://pslc.ws/macrog/pc.htm Significados. (2022). Tipos de polímeros (clasificación y ejemplos). Significados. https://www.significados.com/tipos-de-polimeros/ Polymer Science Learning Center. (s. f.-b). The Macrogalleria - a cyberwonderland of polymer fun. https://pslc.ws/macrog/index.htm https://pslc.ws/macrog/pc.htm https://www.significados.com/tipos-de-polimeros/
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