Química

Propiedades de los plásticos


Estructura interna y comportamiento de resistencia - 3. Elastómeros

Los elastómeros no se deforman cuando se calientan, pero son elásticos

Las macromoléculas de los elastómeros tienen una malla ancha entre sí, de modo que los hilos se pueden mover entre sí en cierta medida por presión. Cuando no se estiran, las macromoléculas adoptan una forma de bola. Se estiran mediante la aplicación de fuerza. El alargamiento puede, dependiendo del grado de reticulación, ser de varios cientos por ciento. Esto distingue considerablemente a los elastómeros de otros materiales como metales o cerámicas.

Si pincha en el lugar equivocado, el globo explotará. ¡Se ha superado el alargamiento máximo a la rotura!

Una vez eliminada la fuerza, los elastómeros vuelven a su estado anterior debido a la reticulación.

El hecho de que las macromoléculas no permanezcan en el estado estirado se explica por el hecho de que el orden es mayor en el estado estirado que en el estado no estirado. Los hilos se estiran más juntos, incluso hay áreas parcialmente cristalinas. En el estado sin estirar, se forman estructuras de bolas desordenadas, el desorden (o entropía) es mayor aquí. Un sistema siempre pasa voluntariamente de un orden superior a un orden inferior. En realidad, es como una habitación: el camino hacia el desorden es natural. Se necesita energía para crear orden. El deslizamiento hacia atrás de los hilos de plástico estirados hacia el estado desordenado y enredado, por lo tanto, también tiene lugar voluntariamente debido al aumento de la entropía. Por tanto, esta propiedad se denomina "elasticidad del desorden" o científicamente "elasticidad de la entropía". Dado que este comportamiento se observa en el caucho, también se denomina elasticidad del caucho.

La reticulación de malla ancha es importante al fabricar los elastómeros. La reticulación densa da como resultado un termoestable que ya no se puede estirar. Los elastómeros, al igual que los termoendurecibles, no se pueden derretir. Ambos consisten básicamente en una única molécula gigante.

La ductilidad depende de la temperatura.

A diferencia de los termoplásticos, la elasticidad de los elastómeros en estado elástico aumenta con un aumento de temperatura, ya que las reticulaciones evitan que las cadenas de polímero se deslicen y se separen. Por lo tanto, un globo solo se puede estirar ligeramente en el frío.

Para que los elastómeros no se rompan, la temperatura de transición vítrea debe estar muy por debajo de la temperatura ambiente normal.

A las bajas temperaturas del nitrógeno líquido, la manguera de goma está por debajo de la temperatura del vidrio. ¡Es quebradizo y duro y se rompe muy fácilmente!


Conceptos básicos de los plásticos: reacciones, propiedades y aplicaciones

La Casa de la Tecnología de Essen llevará a cabo los días 28 y 29. Abril de 2014 en Munich por el seminario "Plásticos: reacciones, propiedades y aplicaciones".

Los participantes obtienen una descripción general del uso y la importancia del material & # 8222 plástico & # 8220.

Una vez que se haya familiarizado con los términos básicos centrales del mundo de los plásticos, aprenderá las relaciones más importantes entre la estructura del polímero y las propiedades del plástico.

Se aborda en particular la división de plásticos a través de la representación de las diferentes polirreacciones así como los diferentes comportamientos termomecánicos. Se utilizan ejemplos de la práctica industrial (incluidos los sectores de la automoción y la electrónica) para ilustrar esto. Los conocimientos adquiridos se consolidan a través de sencillos ejercicios.

  • Uso del mercado de plásticos y plásticos
  • Fabricación y comparación con otros materiales.
  • Fundamentos químicos
  • Términos básicos y clasificación de plásticos.
  • Termoplásticos (& # 8222 Plásticos cotidianos & # 8220)
  • Elastómeros (y cauchos # 8222 y # 8220)
  • Duroplastos (y resinas n. ° 8222 y n. ° 8220)
  • Mezclas y copolímeros
  • Conceptos básicos de las reacciones de polímeros
  • La reacción de polimerización: ejemplo polietileno
  • La reacción de policondensación: ejemplo poliamida
  • La reacción de poliadición: ejemplo resina epoxi
  • Descripción general del análisis de polímeros / pruebas de plásticos
  • Métodos espectroscópicos (IR, UV, NMR)
  • Métodos térmicos (DSC, TGA, TMA, DMA)
  • Métodos cromatográficos y reométricos (GPC)
  • Muchos ejercicios

El seminario está dirigido a empleados de la industria en la que se producen, procesan o utilizan plásticos. Con el Dr. Manfred Mengel y el Dr. Joachim Mahler pudo ganar dos reconocidos expertos en plásticos como líderes del seminario.


Descripción Propiedades de los plásticos

Este video trata sobre plásticos. Estos nos rodean en casi todas partes de nuestro mundo de hoy. ¿Por qué es así? - La razón de esto radica en las diversas propiedades del plástico. Para mostrarle esto, comparamos el plástico con otros materiales comunes como la madera y el metal. Para ello, los materiales individuales se describen y comparan en una tabla. La segunda parte del video trata sobre las reacciones de los plásticos a sustancias químicas conocidas como ácidos y ácidos, así como el reciclaje de plásticos. Descubra más en el video.

Transcripción Propiedades de los plásticos

¡Buen día y bienvenido! Este video se llama: Propiedades de los plásticos para grado 10. La película pertenece a la serie de plásticos. Para los conocimientos previos necesarios deberías haber completado el 8º grado. Mi objetivo es brindarle una descripción general de las propiedades de los plásticos. Dividí el video en seis secciones:

1) ¿Qué son los plásticos? 2) Plásticos, madera y metales 3) Efecto de disolventes y productos químicos 4) Uso 5) Reciclaje y biodegradación 6) Resumen 1) ¿Qué son los plásticos? Muchos objetos de nuestra vida diaria están hechos de plástico, p. Ej. B. mi pluma estilográfica o la pluma roja que uso para hacer videos. Mi barril de tinta verde. La película de laminación con la etiqueta "Kunststoffe". La película de embalaje, el contenedor de especias y el cepillo de dientes. Los plásticos también se conocen coloquialmente como plásticos, plásticos o plásticos. Estos son polímeros artificiales. Estos constan de muchos componentes pequeños, los monómeros. Están compuestas por largas cadenas, que también pueden tener ramificaciones. La imagen que se muestra aquí es solo una pequeña parte del polímero. Se trata, por tanto, de moléculas grandes con unidades recurrentes. Poli significa mucho, la molécula grande se compone de muchas partículas pequeñas. Por eso se le llama polímero. Y un polímero artificial es un plástico. 2) Plásticos, madera y metales En esta sección queremos comparar estos tres grandes grupos de materiales entre sí. Como vimos al principio, los plásticos son materiales valiosos. En la tabla ordenaremos tres filas una debajo de la otra: plásticos, madera y metales. Compararemos propiedades: densidad, conductividad eléctrica, conductividad térmica, deformabilidad, resistencia a la tracción, transparencia y biodegradabilidad. Con una densidad de 0,8-2,2 g / cm³, los plásticos son materiales relativamente ligeros. La densidad de la madera es incluso menor a 0,2-1,2 g / cm³. Los metales cubren una amplia gama de 0,5 a 10 g / cm³. La mayoría de las densidades, sin embargo, se encuentran en el tercio superior. Tanto los plásticos como la madera son no conductores eléctricos. Los metales son conductores eléctricos. Los plásticos y la madera conducen mal el calor. Los metales son buenos conductores de calor. La mayoría de los plásticos se deforman fácilmente. Esto no se aplica a la madera. Los metales, por otro lado, son fácilmente deformables. La resistencia a la tracción de los plásticos es muy baja. Es un poco mejor con madera. En el caso de los metales, la resistencia a la tracción es relativamente alta. La mayoría de los plásticos son transparentes, es decir, translúcidos. Ni la madera ni los metales tienen esta propiedad. Con el estado actual de la técnica, la biodegradabilidad de los polímeros es solo baja. La madera se puede extraer mucho mejor. Esta pregunta no surge para los metales porque se reciclan. 3) Efecto de disolventes y productos químicos Imaginemos que tenemos una pieza de plástico. Este tiene varias aberturas y cavidades. Las partículas de un disolvente se acercan a la molécula de polímero. Invaden gradualmente las cavidades y aberturas. Esto hace que la partícula de polímero sea más grande. Prácticamente es bombeado por las partículas de disolvente. Este proceso de aumentar el volumen de un plástico con partículas de solvente se conoce como hinchamiento. A diferencia de la madera, el agua fría no hace que los plásticos se hinchen. Ahora tomemos un trozo de plástico. El ácido clorhídrico o la sosa cáustica deberían actuar sobre esto. Algunos plásticos importantes se destruyen en el proceso. La poliamida y el plexiglás se destruyen. No se produce destrucción con PVC y polietileno. 4) Uso Los plásticos son ligeros, fáciles de moldear y de colorear. Por lo tanto, muchos objetos cotidianos están hechos de ellos. Por ejemplo, láminas, materiales de embalaje y fibras textiles. Los revestimientos para suelos están hechos de plástico, son componentes de pinturas, adhesivos y cosméticos. En ingeniería eléctrica, los plásticos se utilizan para aislamiento, placas de circuitos y carcasas. En la construcción de vehículos, los neumáticos, los asientos de los automóviles y los tableros de instrumentos están hechos de plástico. Muchos artículos del hogar están hechos total o parcialmente de plástico: tubos para beber, tazas medidoras, refrigeradores y aspiradoras. Los deportes y los juegos serían impensables sin los plásticos. Este juguete consta de la pelota de tenis, la raqueta de tenis, la pelota de baloncesto, la pelota de fútbol y este casco de fútbol. Todo esto está hecho de plástico y mucho, mucho más. 5) Reciclaje y biodegradación Una vez fabricado un plástico, se convierte en un producto básico. Un día irá en dos. Somos conscientes del medio ambiente y no solo lo llevamos al bosque. Pero, ¿cómo se deshace de él? Hay dos opciones. Por un lado, reciclaje. La materia prima se puede recuperar aquí mediante una reacción química. Es un compuesto muy similar a la gasolina. En el siguiente paso, se obtiene de nuevo un plástico. El segundo método involucra el material. El plástico se tritura y de él se obtiene un nuevo plástico. Y finalmente, el reciclaje también incluye la recuperación térmica, es decir, la incineración del plástico. La segunda opción de eliminación es la degradación biológica. El plástico se descompone mediante compostaje. Los microorganismos lo descomponen. En 2007, se pudieron reciclar 300.000 toneladas de plástico compostable. En comparación, había 240 millones de toneladas de plástico estándar. 6) Resumen Los plásticos son polímeros artificiales. Son ligeros, aislantes y fáciles de procesar. Los solventes hacen que los plásticos se hinchen. El ácido clorhídrico y la sosa cáustica pueden destruir algunos plásticos. Hoy en día, la eliminación de plástico es muy importante. Los objetos de plástico defectuosos no deben introducirse en el bosque. Una forma de eliminación es el reciclaje. Tiene lugar como reciclaje de materia prima o como reciclaje de material. La tercera posibilidad es quemar el plástico. También existe la posibilidad de biodegradación a través del compostaje. De esta forma se puede eliminar mucho menos del 1% del plástico producido. Gracias por su atención, ¡todo lo mejor! Adiós.


Estructura y propiedades de los plásticos.

Los plásticos se han convertido en una parte indispensable del sector de los materiales de construcción. Pero, ¿cuál es realmente, desde un punto de vista químico, la característica especial de estos llamados compuestos poliméricos, que se fabrican hoy en día en numerosas variantes diferentes? ¿En qué se diferencian fundamentalmente de otros materiales? ¿Y qué propiedades hacen que los plásticos sean tan populares?

La química de los plásticos es una rama de la química orgánica. Todavía recuerdo cómo esta frase, que escuché por primera vez en la escuela, me asombró al principio. ¿Por qué pones materia muerta en un cajón con los componentes básicos de la vida, con la estructura celular de humanos, animales y plantas? ¿Qué diablos tiene que ver el “plástico”, el epítome de la artificialidad, con tales compuestos orgánicos?

Compuestos a base de carbono

En última instancia, la respuesta es simple: tanto los seres vivos como los plásticos consisten en grandes macromoléculas basadas en compuestos de carbono. Además del agua, el cuerpo humano contiene principalmente sustancias como carbohidratos, grasas, proteínas, vitaminas y enzimas. Y, por supuesto, las hebras de ADN en los núcleos celulares, es decir, el material genético. Todos estos bloques de construcción vivientes son compuestos de carbono, cuya estructura molecular es muy similar a la química de los plásticos sintéticos.

En este contexto, es comprensible que los primeros plásticos que inventaron los seres humanos fueran los biopolímeros, que se obtuvieron a partir de resinas naturales, por ejemplo. Pero nuestros plásticos modernos, en su mayoría fabricados sintéticamente, también constan de macromoléculas en las que los átomos de carbono desempeñan el papel principal. Además, por lo general contienen solo algunos otros elementos. Estos incluyen principalmente hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, cloro, azufre y flúor.

Los bloques de construcción básicos de un plástico también se conocen como monómeros. Estas son moléculas reactivas que se combinan para formar grandes macromoléculas durante la producción de plásticos, los llamados polímeros. Estas macromoléculas consisten a menudo en varios miles de monómeros idénticos. El término polímero proviene del griego y significa algo así como "compuesto por muchas partes iguales".

Termoplásticos - termoestables - elastómeros

El mundo de los plásticos es diverso y, por tanto, bastante confuso. La división de polímeros en tres grandes grupos ofrece una pequeña orientación: termoplásticos, termoestables y elastómeros.

Los termoplásticos constan de muchas cadenas moleculares largas, en forma de hilo, que no están unidas entre sí. Este grupo también incluye el plástico de mayor producción mundial, el polietileno (PE). Las láminas y los tubos están hechos de PE, por ejemplo, para el sector de la construcción. El poliestireno, la materia prima de las espumas plásticas como la espuma de poliestireno, también es un termoplástico. Asimismo, el cloruro de polivinilo (PVC), del que se fabrican los marcos de las ventanas y los revestimientos de suelos, entre otras cosas. Los termoplásticos se derriten cuando se calientan y luego se pueden moldear según sea necesario. Después de enfriarse, conservan su forma respectiva, pero las piezas moldeadas también se pueden fundir nuevamente calentándolas nuevamente.

Los termoestables, por otro lado, son plásticos que no se pueden deformar al recalentar después del proceso de endurecimiento. Son más duros y frágiles que los termoplásticos y no están formados por cadenas moleculares, sino por compuestos moleculares dispuestos en una red. Los duroplásticos no se derriten incluso cuando se exponen a altas temperaturas. Por el contrario, si el efecto de la temperatura se vuelve demasiado grande, se produce un rápido proceso de descomposición. En el sector de la construcción, se utilizan especialmente como resinas sintéticas, por ejemplo, en muchos adhesivos para baldosas.

Finalmente, el término elastómeros incluye casi todos los plásticos con propiedades similares al caucho. Estos materiales se pueden deformar temporalmente con la mano desnuda, pero vuelven elásticamente a su posición original cuando la fuerza externa disminuye. No se ablandan cuando se calientan. Al igual que los termoestables, los elastómeros también tienen una estructura similar a una red, pero su estructura de partículas es más "de malla ancha". En el sector de la construcción, por ejemplo, los elastómeros se utilizan como caucho de silicona para juntas de movimiento, pero también para perfiles de sellado elásticos y para techos y membranas impermeabilizantes.

Ventajas y desventajas de los plásticos.

Clásicos del plástico: polietileno (el PE es un termoplástico y está formado exclusivamente por átomos de carbono e hidrógeno.

Las propiedades de los polímeros son tan diversas como el mundo de los polímeros. Es precisamente la gran ventaja de los plásticos que sus propiedades técnicas se pueden "ajustar" de forma muy flexible en el laboratorio. De esta manera, los humanos crean exactamente el material que necesitan para una aplicación específica. Macromoléculas a medida, por así decirlo.

Sin embargo, hay una serie de propiedades básicas que se aplican más o menos a la mayoría de los plásticos. Esto incluye que los materiales hechos de compuestos poliméricos son comparativamente livianos, que a menudo son impermeables y relativamente resistentes a la mayoría de los productos químicos, que son fáciles de procesar (por ejemplo, aserrado y taladrado), no conducen electricidad y tienen una conductividad térmica relativamente baja. Además, su alta deformabilidad es, por supuesto, una gran ventaja cuando se trata de producir una amplia variedad de piezas moldeadas.

Las propiedades más desventajosas de los plásticos, por otro lado, incluyen la inflamabilidad, la resistencia relativamente baja, el riesgo de fragilización debido a la luz ultravioleta y la susceptibilidad a los disolventes orgánicos. Y, por supuesto, la alta deformabilidad de muchos plásticos también tiene más que ventajas. En las áreas de construcción que están expuestas a un calor fuerte (fachada, techo), el uso de plásticos que no son dimensionalmente estables a altas temperaturas puede generar problemas.


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