Para distintas industrias es importante sustituir materiales tradicionales por otros que sean más resistentes, como los plásticos de ingeniería. Las características de los polímeros los convierten en un material versátil con excelentes propiedades mecánicas y térmicas.
En esta nota le compartimos qué son, la importancia, aplicaciones que tienen y las características de los polímeros para la maquinaria industrial.
Contenido del artículo
Origen de los polímeros
El origen de los polímeros se divide en dos grandes categorías: naturales y sintéticos. Los polímeros naturales, como la goma natural, provienen directamente del medio ambiente. Por ejemplo, el látex se extrae de la savia del árbol de caucho y se utiliza para producir caucho natural, que tiene aplicaciones en diversas industrias.
Por otro lado, los polímeros sintéticos o artificiales son desarrollados por personas y se conocen comúnmente como plásticos. Surgieron originalmente a partir del carbón, pero actualmente se obtienen principalmente del petróleo. Estos polímeros son fabricados mediante procesos que involucran calor y presión para moldearlos en formas específicas. Ejemplos comunes incluyen el nylon y el polietileno, que son ampliamente utilizados en la industria moderna.
Importancia de los polímeros
Los polímeros pueden ser naturales, ya que pueden ser extraídos del medio ambiente. La goma natural, proveniente del látex y se obtiene de la savia del árbol de caucho.
Mientras que los polímeros sintéticos o artificiales son desarrollados por personas y se conocen como plásticos; surgieron a partir del carbón, pero actualmente se obtienen del petróleo. Para la fabricación de estos polímeros se emplea calor y presión para que adquieran forma. Además, podemos encontrarlos en el mundo industrial como el nylon y la mayoría de los plásticos.
Las características de los polímeros naturales o artificiales permiten que puedan clasificarse en termoplásticos, para modificar su formato; termorrígidos o termofijos, que no se pueden modificar.
¿Qué son los polímeros?
Polímeros es una palabra de origen griego que significa poli – muchos y meros – parte. Estos compuestos se forman por macromoléculas que son obtenidas a través de la unión o combinación de monómeros, que son moléculas pequeñas.
Como parte de las características de los polímeros destaca su resistencia en distintas aplicaciones, sus componentes permiten utilizarlos en piezas industriales.
Nomenclatura de los polímeros
La nomenclatura de los polímeros es un aspecto clave para su identificación y clasificación. Los polímeros se nombran según la estructura de sus monómeros y el proceso de polimerización. Generalmente, los polímeros llevan un prefijo que indica el número de unidades repetitivas en la cadena, seguido por el nombre del monómero. Por ejemplo, el polietileno está formado por unidades repetitivas de etileno.
Esta nomenclatura permite a los científicos e ingenieros identificar rápidamente las características de los polímeros, como su estructura y propiedades. Entender la nomenclatura es esencial para seleccionar el polímero adecuado para aplicaciones específicas en la industria manufacturera.
Características de los polímeros
Como parte de las características de los polímeros encontramos que no son productos homogéneos y no son atacados por ácidos, bases o agentes atmosféricos.
El comportamiento que tienen los polímeros es variable en relación con la temperatura; es decir, que en temperaturas bajas se vuelven más duros y adquieren semejanza con el vidrio. Mientras que a altas temperaturas, llegando a su punto de fusión, el material pierde su forma hasta llegar a descomponerse.
En contraste, no tienen buena conducción eléctrica, por lo que se utilizan como un material para aislar en la electricidad; al funcionar como una barrera, tienen una alta resistencia eléctrica. Además, estos materiales soportan bien la ruptura y el desgaste y tienen una baja densidad que va entre los 0,9 g/cm cúbico y los 1,5 g/cm cúbico.
Por otra parte, tienen la capacidad de transformar su apariencia cuando se les somete a electricidad, por eso se emplean para contención sobre calor y luz.
La fotoluminiscencia se origina por energía electromagnética; los polímeros atraen luz durante un tiempo determinado y al emitirla tienen una onda de mayor longitud. En un estado sólido tienen una mayor resistencia, mientras que en solución se aumenta la viscosidad.
Tipos de polímeros
Polímeros por origen
Los polímeros pueden clasificarse según su origen en naturales y sintéticos. Por ejemplo, encontramos polímeros naturales, como el caucho y la celulosa, en la naturaleza y los extraemos para su uso industrial. Además, creamos polímeros sintéticos, como el polietileno y el polipropileno, artificialmente a partir de materiales como el petróleo.
Polímeros por estructura química
Otra clasificación importante es según su estructura química. Los polímeros pueden ser lineales, ramificados o reticulados. Al mismo tiempo, los polímeros lineales tienen cadenas de monómeros que se unen en una sola línea, lo que les confiere propiedades de alta resistencia a la tensión. Los polímeros ramificados tienen cadenas laterales que se desprenden de la principal, lo que puede afectar su flexibilidad y resistencia. Los polímeros reticulados tienen enlaces entre cadenas, lo que les da una estructura tridimensional muy resistente, como en los plásticos termoestables.
Polímeros por estructura de sus cadenas
La estructura de las cadenas poliméricas también juega un papel crucial en las características de los polímeros. Pueden ser homopolímeros, donde todas las unidades monoméricas son iguales, o copolímeros, que contienen dos o más tipos diferentes de monómeros. Los copolímeros pueden diseñarse para tener propiedades específicas, como mayor resistencia al calor o flexibilidad.
Aplicaciones de los polímeros
Debido a las distintas características de los polímeros se pueden encontrar en distintas aplicaciones, los más conocidos:
- Nylon: Es uno de los polímeros más utilizados como fibra, reemplazando a la seda; se encuentra presente en la ropa.
- Policloruro de vinilo (PVC): El PVC tiene una amplia gama de usos, es decir, puede emplearse para múltiples giros, como moda, industria, y alimenticio, entre otros.
- Poliestireno (PS): Se identifica por ser quebradizo o transparente; además, podría proporcionar repelencia del agua.
- Polipropileno (PP): Es un polímero termoplástico, parcialmente cristalino, y por su textura y densidad es común su uso como un recubrimiento simple para todo tipo de objetos.
Industrias que usan los polímeros
Las características de los polímeros hacen que sean fundamentales en una amplia variedad de industrias. Por ejemplo:
- Industria automotriz. Utiliza polímeros como el polipropileno y el poliuretano para fabricar piezas ligeras y resistentes que mejoran la eficiencia del combustible.
- Industria electrónica. Los polímeros, como el policarbonato y el polietileno, se emplean en la fabricación de componentes electrónicos por su excelente aislamiento eléctrico.
- Industria de la construcción. El PVC y otros polímeros se usan para fabricar tuberías, revestimientos y otros materiales de construcción debido a su durabilidad y resistencia a la corrosión.
- Industria textil. Los polímeros como el nylon y el poliéster son esenciales para la producción de fibras sintéticas, que son duraderas y fáciles de mantener.
Estas aplicaciones muestran cómo las características de los polímeros los hacen indispensables en sectores clave, aportando eficiencia y sostenibilidad.
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