Polímero

**Copolímero (Copolymer)** es un polímero formado por dos o más monómeros químicamente distintos, copolimerizados en una sola cadena. Es la base de la mayoría de los plásticos modernos: combina propiedades de cada monómero para obtener materiales con balance de rigidez/impacto/resistencia química superior. ## Tipos de copolímeros - **Aleatorio (random)**: monómeros distribuidos al azar. Ej.: EVA, PP random - **Alternante**: A-B-A-B-A-B... (raro en plásticos comerciales) - **En bloque**: A-A-A-B-B-B-A-A-A... Ej.: SBS, PP block (impact) - **Injertado (graft)**: cadena principal de A con ramas de B. Ej.: ABS, HIPS - **Estadístico**: similar a aleatorio pero con tendencia estructural ## Ejemplos comerciales clave - **EVA (etileno-vinilo-acetato)**: PE + acetato → flexible, transparente, sellable; suelas, films - **POM copolímero**: formaldehido + óxido de etileno; más estable a hidrólisis que POM homopolímero - **PP copolímero impact (PP-B)**: matriz de PP + dominios de EPDM; tenacidad a baja temperatura - **ABS**: estireno + acrilonitrilo + butadieno injertado; rigidez + impacto + química - **PET-G**: PET con CHDM como tercer monómero; amorfo, transparente, fácil termoformado - **PVDF copolímero**: con HFP; mejor flexibilidad ## Ventajas de copolimerizar - Ajuste fino de propiedades (Tg, transparencia, impacto, fluidez) - Mejor compatibilidad con aditivos / cargas - Mejor procesabilidad sin sacrificar propiedades mecánicas - Diseño a medida para aplicación específica ## Vs. homopolímero | | Homopolímero | Copolímero | |---|---|---| | Pureza estructural | Alta | Media | | Cristalinidad | Mayor | Menor (típicamente) | | Rigidez | Mayor | Menor (depende) | | Impacto | Menor | Mayor (con dominios de goma) | | Transparencia | Variable | Frecuentemente mejorada |

**Monómero (Monomer)** es la molécula química pequeña, con al menos un doble enlace o un grupo funcional reactivo, que sirve como unidad básica para formar polímeros mediante la reacción de polimerización. La industria del plástico parte siempre de monómeros, derivados generalmente del petróleo o gas natural. ## Monómeros de uso masivo - **Etileno (CH₂=CH₂)** → polietileno (PE) - **Propileno (CH₂=CH-CH₃)** → polipropileno (PP) - **Cloruro de vinilo (CH₂=CHCl)** → PVC - **Estireno (C₆H₅-CH=CH₂)** → poliestireno (PS), ABS, SAN - **Acrilonitrilo, butadieno** → ABS - **Caprolactama** → poliamida 6 (nylon 6) - **Tereftalato de etileno** → PET ## Polimerización - **Por adición**: el doble enlace del monómero se abre y forma cadenas (PE, PP, PS, PVC) - **Por condensación**: dos monómeros reaccionan liberando una molécula pequeña (agua, etanol). PA, PET, PC, PBT - **Por apertura de anillo**: caprolactama → PA 6 - **Catalizadores**: Ziegler-Natta, metaloceno (PP), peroxidos (PE), Phillips (PE-HD) ## Diferencia monómero vs. polímero - **Monómero**: molécula pequeña, ej. estireno (líquido a temp. ambiente, soluble en agua) - **Polímero**: macromolécula con miles a millones de unidades repetitivas, ej. poliestireno (sólido a temp. ambiente) ## Importancia industrial La pureza y calidad del monómero determina las propiedades finales del polímero. Trazas de monómero residual en el polímero final pueden ser: - Olor desagradable (estireno residual en PS) - Migración a contenido alimentario (cloruro de vinilo en PVC) - Limitaciones reglamentarias FDA, EU ## Monómero residual Niveles típicos en polímeros comerciales: <50 ppm para grado alimentario, <200 ppm para grado industrial. Procesos de stripping con vapor reducen residual.

Material sintético que se origina a partir de sustancias orgánicas como el petróleo, con la capacidad de moldearse y adaptarse a diferentes formas y usos.

**Termoplástico** es un polímero que se ablanda y vuelve a fundir cuando se calienta por encima de su temperatura de fusión o transición vítrea, y se solidifica al enfriarlo —sin reacción química permanente. Esta reversibilidad es lo que permite el moldeo por inyección, la extrusión y el reciclado mecánico de la mayoría de los plásticos. ## Termoplástico vs. termoestable - **Termoplástico**: cadenas lineales o ramificadas sin enlaces cruzados químicos. Se funde y se vuelve a moldear (PP, PE, ABS, PC, PA, PET, POM). - **Termoestable** (thermoset): se entrecruza químicamente al curar (resinas fenólicas, epóxicas, melamina). No se vuelve a fundir; al recalentarlo se degrada. ## Clasificación de los termoplásticos - **Commodity**: PP, PE-HD/LD, PS, PVC, PET → alto volumen, bajo costo - **Ingeniería**: ABS, PA (nylon), PC, POM, PMMA, PBT → propiedades mecánicas mejores - **Alto rendimiento**: PEEK, PPS, PSU, PEI, LCP → alta T° de servicio, alto costo - Por estructura: amorfos (PC, PS, ABS) vs. semicristalinos (PP, PE, PA, POM) ## Procesabilidad Casi todos los termoplásticos pueden inyectarse, extruirse, termoformarse, soplarse y rotomoldearse. Los semicristalinos requieren temperatura de molde precisa para controlar la cristalización; los amorfos toleran ventanas más amplias. ## Reciclabilidad y reutilización La reversibilidad térmica permite triturar y reprocesar el scrap (regrind) hasta un 20 – 30 % mezclado con virgen sin pérdida significativa de propiedades, según el polímero. Los aditivos, contaminación con otra resina y degradación térmica acumulada limitan los ciclos.

**Termofijo / Termoestable (Thermoset)** es el polímero que durante su procesado sufre una reacción química de entrecruzamiento (curado) que crea enlaces covalentes permanentes entre cadenas. Una vez curado **no puede volver a fundirse**; al recalentarlo solo se degrada. ## Diferencia fundamental con termoplásticos | | Termofijo | Termoplástico | |---|---|---| | Procesamiento | Una sola vez (cura química) | Múltiples ciclos térmicos | | Reciclabilidad | Difícil (solo trituración como filler) | Fácil (regrind) | | Estructura | Red 3D entrecruzada | Cadenas independientes | | Reuso de scrap | No reprocesable | Reprocesable | | Resistencia térmica | Hasta degradación | Hasta Tm o Tg | ## Resinas termofijas comerciales - **Resinas fenólicas (PF, baquelita)**: la primera resina sintética, aún usada - **Epoxi**: adhesivos, recubrimientos, composites estructurales - **Poliéster insaturado (UP)**: fibra de vidrio, gel coat - **Vinilester**: poliéster mejorado, química y mecánicamente - **Melamina (MF)**: vajilla, laminados - **Urea-formaldehído (UF)**: aglomerados de madera - **Poliuretano (PU)**: espumas, RIM - **Silicona elastomérica curada**: sellos, vulcanizados ## Procesos de transformación - **Compresión (compression molding)**: clásico, simple, lento - **Transferencia (transfer molding)**: más complejo, mejor calidad - **Inyección termofija (thermoset injection)**: máquinas especiales con barril frío - **RIM (Reaction Injection Molding)**: dos componentes líquidos reaccionan en el molde - **Pultrusión**: perfiles continuos con fibra - **Laminación / Hand layup**: piezas grandes a mano ## Ventajas - Resistencia térmica muy alta (epoxi: 200 °C; fenólicos: 300 °C) - Estabilidad dimensional excelente - Resistencia química superior - Sin flujo bajo carga (no creep como termoplásticos) - Buen aislamiento eléctrico ## Limitaciones - No reciclables al final de su vida - Tiempo de cura largo en algunos procesos - Frágiles sin refuerzo de fibra - Riesgo de monómeros residuales (formaldehído, estireno) durante el curado