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7.- Materiales poliméricos.

Caso práctico

Foto de Ane.

- ¿Quién se anima con los polímeros? - al ver que ninguno de sus compañeros se muestra voluntario, Ane lanza la invitación para todos.

- Yo he encontrado algunas frases célebres acerca de estos materiales que me han parecido dignas de reflexionar, - empieza Leire - como por ejemplo una de un tal Lord Todd que dice así: "Me inclino a pensar que el desarrollo de la polimerización es la contribución de la química que mayor impacto ha tenido en la vida diaria”. Además, hay quien piensa que si cada etapa de la humanidad se bautiza por el material predominante, ésta bien podría ser también la era de los plásticos, que no son más que un tipo de polímeros. Parece ser que en la actualidad, la industria de los polímeros sintéticos crece con mayor rapidez que cualquier otra. De hecho, si os fijais, gran parte de los objetos con los que tenemos contacto están hechos total o parcialmente de algún tipo de polímero, y ello es debido principalmente a la posibilidad de diseñar "a medida" las propiedades de estos materiales (los hay duros, blandos, rígidos, flexibles, densos, ligeros, transparentes, opacos, pegajosos, antiadherentes, impermeables, absorbentes, conductores, aislantes, etc.), junto con su relativo bajo costo...

Los polímeros son producidos mediante un proceso de polimerización que consiste en enlazar mediante enlaces covalentes miles de pequeñas moléculas orgánicas denominadas monómeros o meros.

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El término polímeros viene del griego: Polys (muchos) + meros (parte)

Existen polímeros naturales importantes como el algodón, formado por fibras de celulosas (presente en la madera y en los tallos de muchas plantas), la seda, que es una poliamida semejante al nylon, la lana, proteína del pelo de las ovejas, o el hule, proveniente de los árboles. Sin embargo, la mayor parte de los polímeros de uso cotidiano son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. Son producidos por síntesis directa de productos extraídos del petróleo, gas natural, carbón o de otras materias minerales, algunos ejemplos son el polietileno, poliester, nylon, plásticos, hule (también puede ser sintético), muchos tipos de adhesivos, etc.

Imagen de recipientes de plástico.

A pesar de que los diferentes polímeros presentan grandes diferencias en su composición y estructura, hay una serie de propiedades comunes a todosn ellos y que los distinguen de otros materiales:

  • baja densidad,
  • mala conductividad eléctrica y térmica,
  • baja resistencia a las altas temperaturas,
  • resistencia a la humedad, a los agentes químicos, y a la corrosión en general.
  • reducida resistencia mecánica,
  • fragilidad, en algunos casos, y ductilidad y plasticidad, en otros,
  • elaboración rápida, sencilla y de bajo coste.

Por las propiedades que los caracterizan, el campo de aplicación de los polímeros es muy amplío. Su densidad es varias veces inferior a la de otros materiales a los que sustituyen en algunas aplicaciones, como es el caso del aluminio o del acero, lo que supone una ventaja en el diseño de piezas en las que el peso es una limitación, a la vez que permite que sean materiales fáciles de manejar.

Es también muy baja su conductividad térmica, los metales por ejemplo, presentan conductividades térmicas 2000 veces mayores que los polímeros, y ello se debe a a la ausencia de electrones libres en éstos.

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La baja conductividad térmica de los polímeros puede resultar un inconveniente o una ventaja.

Los polímeros son también malos conductores de electricidad; la resistencia eléctrica es función de la temperatura, y a elevadas temperaturas conducen mejor. Debido a su elevada resistencia eléctrica los polímeros se utilizan también como aislantes eléctricos en conectores, interruptores, relés, bobinas, circuitos integrados y componentes de ordenadores.

En cuanto a sus propiedades ópticas, los plásticos que no contienen aditivos son por lo general bastante traslúcidos, aunque esta propiedad está influenciada por la cristalinidad del material: los polímeros amorfos son transparentes, y los cristalinos son opacos. Hay termoplásticos amorfos, como el PVC que presentan una transparencia muy similar a la del propio vidrio.

Además, la utilización de los polímeros en el diseño mecánico permite la eliminación de muchas operaciones finales, simplificaciones de montaje, de ruido y en algunos casos incluso se elimina la necesidad de lubricación de ciertos componentes, además de, como ya se ha comentado, reducción de peso. Son cada vez más utilizados en automoción.

Los polímeros pueden clasificarse según diferentes criterios, bien sea por su origen (naturales, sintéticos, semisintéticos), por la reacción de polimerización (por adición, por condensación), por su estructura (lineales, ramificados, entrecruzados, reticulados), composición química (homopolímeros, heteropolímeros), por sus aplicaciones, o por su comportamiento frente al calor. Según este último criterio, se diferencian los térmoplásticos, los termoestables y los elastomeros, cuyas principales características analizarás en los apartados que siguen.

Reflexiona

Se ha comentado anteriormente que los polímeros son cada vez más empleados en la industria automovilística. Por ejemplo, ¿sabes cuál es la diferencia entre los dos modelos gemelos de Citroen, el Visa y el AX? La diferencia entre ellos no es una mejora mecánica...,