Polièteres
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Poliéteres
En cada uno de estos poliéteres, el enlace éter es parte de la "columna vertebral" de la cadena del polímero. El enlace éter hace una contribución importante a las propiedades físicas y la estabilidad química en las que se basa la utilidad.
Definición de poliéter
Cualquiera de un grupo de polímeros en el que la unidad repetida contiene un enlace carbono-oxígeno derivado especialmente de un aldehído o un epóxido y que se utilizan especialmente en la fabricación de espumas plásticas. Osea los poliéteres se definen como polímeros que contienen agrupaciones éter recurrentes, como parte de la cadena principal del polímero. Esta definición excluye los poli (éteres vinílicos), en los que el grupo de éteres está en la cadena lateral. Los poliéteres pueden obtenerse a partir de tres clases diferentes de monómeros, a saber, compuestos carbonílicos, éteres cíclicos y fenoles. Los poliéteres se utilizan como polímeros independientes en una variedad de aplicaciones importantes que analizaremos a continuación, pero observe los engranajes de la derecha hechos de POM. También se utilizan como "segmento blando" en poliuretanos. Además, cuando el polioxietileno se injerta en otros polímeros o superficies, esas superficies se vuelven biocompatibles, lo que permite su uso en dispositivos médicos.
Poliéteres aromáticos
PPO
Los polímeros de feniléter son una clase de poliéteres que contienen ciclos aromáticos en su cadena principal. Los ejemplos incluyen: polifenil éter (PPE) y poli (óxido de p-fenileno) (PPO). El PPO es uno de los plásticos de ingeniería más importantes sintetizado por primera vez por Hay et al en 1959 mediante la polimerización oxidativa de 2,6-dimetilfenol utilizando catalizador de cloruro de cobre (I) / piridina bajo oxígeno. El poli (óxido de fenileno) (PPO) es un poliéter termoplástico, lineal y no cristalino producido comercialmente mediante la polimerización oxidativa de 2,6-dimetilfenol en presencia de un catalizador de amina de cobre. El PPO se ha convertido en uno de los plásticos de ingeniería más importantes y ampliamente utilizado para una amplia gama de aplicaciones debido a su combinación única de propiedades mecánicas, baja absorción de humedad, excelente propiedad de aislamiento eléctrico, estabilidad dimensional y resistencia inherente a las llamas. PPO encuentra aplicaciones en paneles de instrumentos automotrices, decoración interna y piezas de decoración exterior. Las aplicaciones típicas incluyen cubiertas de ruedas, guardabarros, puertas y paneles de carrocería verticales exteriores. En estas aplicaciones, ofrecen una buena procesabilidad, PPO también encuentra una amplia gama de aplicaciones en componentes eléctricos y electrónicos, aparatos mecánicos. Estos incluyen transformador de salida de TV en color, cajas de control eléctrico de aire acondicionado, yugo de deflexión, bobinas y transformador de retorno. El retardo de llama, la baja absorción de humedad y las excelentes propiedades eléctricas del PPO contribuyen a las amplias aplicaciones en el campo eléctrico. El PPO también se utiliza para la fabricación de equipos de oficina, como el soporte de las fotocopiadoras, la base, la caja intermedia, la caja inferior, la tapa, la carcasa de la máquina de fax, el cojinete, el tóner de la fotocopiadora, los complementos de la computadora, la impresora, etc. La alta rigidez, resistencia al impacto, resistencia al calor, estabilidad dimensional y capacidad de color son las propiedades requeridas del PPO en estas aplicaciones. Otras aplicaciones incluyen la manipulación de fluidos y carcasas de bombas de agua, bandejas IC y envasado de alimentos, edificación y construcción.
Poliéter éter cetona PEEK
La poli (éter éter cetona) (PEEK) es un termoplástico semicristalino altamente aromático. Es uno de los polímeros de mayor rendimiento debido a sus buenas propiedades. La polimerización se cataliza por Friedel-Crafts de difenil éter y cloruro de diácido aromático o fosgeno para producir PEK, que estaba sujeta a importantes problemas de ramificación o reticulación. Los PEEK son plásticos de ingeniería livianos muy adecuados para aplicaciones exteriores en la industria aeroespacial que entran en contacto con partículas atmosféricas y productos químicos, mientras que las aplicaciones en interiores exigen las propiedades de durabilidad, inflamabilidad y baja toxicidad del humo del PEEK. En aplicaciones de automóviles, PEEK puede ser una solución de reemplazo de metal liviana y de alto rendimiento para aplicaciones de mayor duración. PEEK ofrece un excelente rendimiento mecánico a altas temperaturas y puede reemplazar metales y otros polímeros debido a su combinación única de excelente rendimiento contra el desgaste, flexibilidad de procesamiento y excelente resistencia química, incluidos todos los fluidos automotrices. Sus aplicaciones incluyen unidades de pistón, sellos, arandelas, cojinetes, transmisión, sistemas de frenado y aire acondicionado, actuadores, engranajes y electrónica / sensores. Debido a sus ventajas ambientales y reglamentarias, ya que satisfacen fácilmente las demandas de los procesos de soldadura sin plomo al mismo tiempo que son completamente reciclables y retardantes de llama naturalmente sin la necesidad de aditivos tóxicos, PEEK también encontró aplicaciones en teléfonos móviles, placas de circuitos y altavoces de audio para impresoras, fotocopiadoras, sensores y conectores a través de una combinación excepcional de beneficios que incluyen resistencia al desgaste, flexibilidad de procesamiento, estabilidad dimensional, baja emisión de gases y absorción de humedad y resistencia a altas temperaturas. En aplicaciones energéticas como la búsqueda y recuperación de petróleo en reservas marinas o en horizontes de aguas profundas, PEEK es un eslabón vital en el proceso de exploración, desarrollo y entrega, que va desde estudios sísmicos hasta refinación para piezas de mayor duración y tiempos de inactividad reducidos por mantenimiento. Las resinas, recubrimientos y películas de PEEK se pueden fabricar para cumplir con los requisitos de la FDA y se consideran seguros para su uso repetido en contacto con alimentos. Se ha comprobado que el PEEK mantiene las propiedades mecánicas y químicas más allá de las 3.000 horas en vapor a alta presión. Tiene una estabilidad sobresaliente tras la exposición a la radiación y resistirá la mayoría de los productos químicos y gases. Estas propiedades permiten aplicaciones de PEEK en OEM médicos como polímeros biocompatibles para dispositivos. Hay PEEK biocompatible que proporciona una amplia gama de soluciones para la implantación humana y el contacto con sangre, hueso o tejido durante 24 horas o más. PEEK también estableció aplicaciones en algunas aplicaciones clave de semiconductores que incluyen anillos CMP, portadores de LCD, FOUP, portadores de obleas, efectores de obleas, varillas de obleas, componentes de equipos, piezas de grabado en seco y húmedo y piezas de prueba / transporte de IC como bandejas de matriz de alta temperatura e IC enchufes de prueba. Además, las películas de PEEK, se presentan en aplicaciones tales como películas aeroespaciales, diafragmas de altavoces, bobinas de bobina móvil, etiquetas de alto rendimiento, cintas adhesivas sensibles a la presión, sustratos de circuitos impresos y más. PEEK en forma líquida o en polvo, como revestimiento de rendimiento a alta temperatura, se aplica a piezas industriales, cojinetes, fibra de vidrio, moldes, tuberías de energía o piezas de automóviles para mejorar el desgaste general y la vida útil de sus aplicaciones.
Tereftalato de polietileno PET
La producción de PET creció rápidamente y durante las dos últimas décadas. El PET se ha convertido en un material de elección en diversas aplicaciones. El poli (tereftalato de etileno) (abreviado PET o PETE) es un poliéster termoplástico semiaromático obtenido por reacción de condensación de reactivos difuncionales y conocido desde hace más de 60 años. El PET se produce comúnmente por reacción de esterificación entre ácido tereftálico y etilenglicol con agua como subproducto o por reacción de transesterificación entre etilenglicol y tereftalato de dimetilo con metanol como subproducto. Para obtener polímeros de masas molares elevadas, se lleva a cabo una polimerización en estado sólido. El PET es uno de los polímeros industriales más importantes por sus excelentes propiedades como resistencia al impacto por tracción, resistencia química, procesabilidad, claridad, estabilidad térmica y otras. Las principales aplicaciones del PET son fibras para textiles, films y botellas. Los materiales PET se fabricaron utilizando técnicas de extrusión, moldeo por inyección y moldeo por soplado. El PET encuentra muchas aplicaciones. En el campo del envasado, el PET encuentra muchas aplicaciones debido a su facilidad de mecanizado, alta resistencia, estabilidad dimensional en un amplio rango de temperatura, claridad cristalina, imprimibilidad, resistencia a la humedad y disolventes, barrera contra el oxígeno y el vapor de agua. En aplicaciones eléctricas, el PET se utiliza en motores, alambres, cables, transformadores y equipos de distribución de alta tensión, aplicaciones herméticas con refrigeradores y motosr de aire acondicionado. El PET también se utiliza en imágenes digitales, transparencias, películas de impresión y preimpresión, pruebas de color, planchas de impresión, etc.
Poli(tereftalato de butileno) PBT
La síntesis, las propiedades y la aplicación del poliéster termoplástico, poli (tereftalato de butileno) (PBT), están bien documentadas en la literatura. Las ventajas y desventajas de dos rutas sintéticas, desde el tereftalato de dimetilo (DMT) y el tereftálico (TPA), se han discutido ampliamente. Las condiciones de reacción de la ruta DMT, como la principal ruta sintética industrial, se describen en otra parte. La mezcla de PBT con otros polímeros es una ruta poderosa para obtener materiales con un rendimiento mejorado de propiedad / costo. Una amplia variedad de nanopartículas, como arcillas, nanotubos de carbono y otras, se utilizan a menudo para mejorar las propiedades físicas, mecánicas y térmicas de los nanocompuestos de PBT. PBT es un polímero termoplástico semicristalino diseñado para funcionar en aplicaciones que requieren alta resistencia y tenacidad con muy baja fluencia incluso a temperaturas elevadas. Presenta una absorción de humedad mínima y es resistente a muchos productos químicos, aceites, grasas y disolventes. Las propiedades de PBT dependen en gran medida de la porción cristalina y de la morfología resultante después del procesamiento. Como poliéster termoplástico fuerte y ligero, resistente a la intemperie, al calor y a los productos químicos, el PBT se puede utilizar en numerosas aplicaciones: equipos electrónicos y de comunicaciones, computadoras, televisores, electrodomésticos y cocina, equipos industriales, sistemas de iluminación, equipos de jardinería y agricultura, dispositivos médicos, sistemas de manipulación de alimentos, bombas, bobinas y husillos, así como piezas de automóviles, tanto en aplicaciones "debajo del capó" como en exteriores. Ejemplos de estos últimos incluyen extensiones de guardabarros, conductos de ventilación y manijas de puertas, actuadores de vacío, válvulas de aire acondicionado, piezas de transmisión hidráulica, conectores de cables moldeados, insertos de portalámparas y puentes rectificadores. Hoy en día, la mayoría de las tapas de los teclados están hechas de PBT. El PBT sin modificar también se utiliza en tubos de protección de fibra óptica y algunos conectores eléctricos. Sin embargo, la gran mayoría de los PBT se mezclan con muchos otros ingredientes para brindar un equilibrio de propiedades para diferentes aplicaciones. El PBT se utiliza normalmente en aplicaciones de "alta temperatura". Los filtros industriales para aceite hidráulico y los filtros de automoción para motores diésel son algunos ejemplos típicos. El uso de PBT en filtros automotrices es muy popular en comparación con el poli (propileno) (PP) tradicional, ya que los filtros PBT duran más y permiten un mayor kilometraje del vehículo entre cambios de aceite. La filtración de sangre es otra área de aplicación, ya que el PBT es un buen candidato para su uso como filtro, gracias a su excelente humectabilidad y tamaño de fibra fina. Los filtros de leucocitos para filtrar eritrocitos y concentrados de trombocitos, así como sangre total, son cada vez más importantes en el uso hospitalario diario. En la literatura se puede encontrar una ilustración de un filtro de sangre típico utilizado durante una cirugía a corazón abierto. El PBT se puede esterilizar eficazmente, lo que lo hace adecuado para otras aplicaciones médicas. Los monofilamentos de PBT se han utilizado en ciertos refuerzos de neumáticos y mangueras, así como en pinceles y cepillos de dientes. Los productos de tejido industrial también se han fabricado a partir de poliésteres termoplásticos como el PBT, aunque normalmente no se utiliza en aplicaciones textiles debido a su alto precio percibido. Además, PBT se usa ampliamente para formar conectores eléctricos. Como resultado de la estabilidad dimensional y las buenas propiedades eléctricas, PBT permite la soldadura automatizada. Otro campo de especialización es su aplicación como cables de ondas luminosas. En la industria, los polímeros PBT se utilizan para válvulas, soportes, componentes de medidores de agua, carcasas y reemplazos de metales en muchos tipos de piezas de carga. Dado que son ligeros, coloridos y fáciles de moldear con buenas propiedades de fricción, los polímeros PBT también se utilizan en secadores de pelo, cálculos de bolsillo y cilindros de bolígrafos. Las carcasas de la plancha y la tostadora, los mangos de la cocina / freidora, las boquillas del secador de pelo y las cuchillas del procesador de alimentos pueden estar hechos de PBT. PBT, a través de sus muchos productos combinados, se puede adaptar para adaptarse a numerosas aplicaciones. En la actualidad, se encuentra disponible una amplia gama de grados PBT de puras y modificadas, así como un espectro completo de mezclas de PBT, con numerosas aplicaciones. En general, las propiedades de los polímeros puros no siempre cumplen con las exigencias de la aplicación del cliente. A menudo, las propiedades a granel deben modificarse para hacer que el polímero sea adecuado para alguna aplicación específica. Hoy en día, se encuentra disponible una amplia gama de grados de PBT puros y modificados, así como un espectro completo de mezclas de PBT que se aplican ampliamente en las industrias automotriz y eléctrica / electrónica..
Poliésteres que contienen unidades de ciclohexanodimetanol
Los poliésteres y copoliésteres alifáticos y aromáticos que contienen unidades de ciclohexanodimetanol han recibido mucha atención. Las propiedades térmicas y mecánicas así como la estabilidad térmica y química de estos polímeros ya se han estudiado con especial referencia a la estructura del poliéster. Se informa sobre la mezcla, procesamiento, reciclaje y aplicaciones de estos poliésteres y copoliésteres. Estos polímeros también encuentran aplicaciones en el campo de las mezclas y compuestos de polímeros. Así se producen poliésteres y copoliésteres alifáticos para generar objetos biodegradables o biocompatibles, como es el caso del poli (1,4-ciclohexilendimetileno fumarato), con aplicación en la fabricación de composites de cemento óseo bioreabsorbibles. Los polioxaésteres de 1,4-CHDM son una nueva clase de poliésteres sintéticos absorbibles con posibles aplicaciones quirúrgicas como recubrimientos de suturas o barreras de prevención de adherencias. El poliéster PCT, debido a su naturaleza cristalina, encuentra aplicaciones en la industria textil para producir fibras adecuadas para aplicaciones de alta temperatura. Las fibras PCT se pueden utilizar para almohadas, cojines, cojines de cama, alfombras, materiales no tejidos, etc. El alto HDT de PCT lo hace utilizable en una amplia gama de componentes moldeados por inyección para productos eléctricos, electrónicos, automotrices, electrodomésticos y otros productos industriales y domésticos. Las piezas típicas hechas de PCT incluyen conectores de placa de circuito, conectores automotrices (cabezales), portalámparas y relés. Cubiertas de máquinas expendedoras refrigeradas para interiores y exteriores, ventanas para vehículos recreativos, parabrisas para motos de nieve, capotas tintadas para teléfonos públicos y cascos para bicicletas y motocicletas son ejemplos de aplicación de poliésteres ciclohexanodimetanol. Atributos excepcionales, como excelente ductilidad, biocompatibilidad, claridad, esterilización y resistencia química, lo han llevado a ser utilizado en una serie de aplicaciones médicas. Se ha demostrado que las láminas delgadas de espumas tienen una excelente absorción acústica lo que abre su uso en el campo de los aislamientos acústicos. Otras aplicaciones son las etiquetas retráctiles o las tarjetas de crédito hasta el punto de que más del 75% de las tarjetas de crédito del mundo están hechas de este polímero.
Elastómeros de copoliéster termoplástico (TPEE)
Los elastómeros de copoliéster termoplástico son copolímeros multibloque formados a partir de los llamados segmentos duros cristalizables cortos y segmentos flexibles largos. Debido a tal estructura química, los TPEE exhiben una combinación inusual de comportamiento termoplástico y elastomérico. Las propiedades físicas y mecánicas de estos copolímeros dependen en gran medida de la composición química y la estructura molecular de los segmentos tanto duros como blandos. Mediante la variación de la relación entre segmentos duros y blandos, la longitud de los segmentos blandos y el grado de cristalinidad de los segmentos duros, podrían obtenerse TPEE que varían de elastómeros blandos a relativamente duros. Los elastómeros de copoliéster termoplástico son una clase de materiales poliméricos que combinan muchas de las propiedades tanto de los termoplásticos como de los cauchos. En aplicaciones comerciales, los TPEE podrían reemplazar una variedad de materiales convencionales, como metal, cuero y caucho. Dado que la resistencia de los TPEE es de 2 a 15 veces mayor que la de los elastómeros reticulados químicamente, podrían reemplazar los compuestos de caucho con metal, vidrio y tela sin refuerzo. La industria automotriz es el principal usuario final de los TPEE, que se aplican en botas y fuelles, conductos de aire y cubiertas de bolsas de aire. La resistencia de los TPEE al aceite y a los productos químicos, junto con su flexibilidad y resistencia a la abrasión, los hacen adecuados para su aplicación en muchos tipos de revestimientos de cables y mangueras, tanto como tubos como cubiertas. Aprovechando su resistencia mecánica combinada con la resistencia ambiental, los TPEE se pueden utilizar en la tecnología de fibra óptica para revestimientos de cables. Además, se utilizan varios tipos de TPEE en polvo como recubrimientos protectores en piezas metálicas de todos los tamaños y complejidades. También se pueden aplicar mediante técnicas tales como recubrimiento en lecho fluidizado, deposición electrostática, aspersión con llama y aspersión con plasma. Estos elastómeros termoplásticos también se utilizan ampliamente, con y sin cordones de refuerzo de tracción, como correas de transmisión de potencia y cubiertas de rodillos, y en una amplia gama de productos moldeados, como diafragmas, juntas, sellos, juntas tóricas, tapones y almohadillas. Las películas de TPEE también se aplican como laminados para la base de la alfombra. La aplicación importante de los TPEE se encuentra en los dispositivos médicos debido a su compatibilidad con la sangre y los tejidos humanos, así como a la resistencia inherente a la radiación utilizada para la esterilización. Por ejemplo, los TPEE biodegradables basados en PBT y PEO con el nombre comercial Poly Active podrían usarse en andamios de ingeniería de tejidos, reemplazo de huesos, vendajes para heridas, piel artificial y como portador de liberación de fármacos, debido a propiedades mecánicas similares al cartílago nativo.
Policarbonato (PC)
El policarbonato (PC) tiene buenas propiedades aislantes. Como resultado, hoy en día la principal aplicación de la PC es para la producción de carcasas para herramientas eléctricas, conectores y, más en general, para dispositivos electrónicos y eléctricamente aislantes. El policarbonato es resistente y resistente a los impactos (la segunda propiedad de la lista). De ahí que se utilice en cascos, cascos y en deportes. Por la misma razón, encuentra aplicación como endurecedor en mezclas de polímeros con PBT y PET y con plástico ABS. El policarbonato es transparente. Se utiliza en la industria del automóvil para lentes. Como se discutió anteriormente, la PC de masa molar alta (con Mn = 50000 Mw = 100000 gramos / mol) es más cara que la PC de masa molar baja (con Mn = 6000 Mw = 12000). En la fabricación de discos compactos (y DVD), la cara superior suele estar hecha de un policarbonato económico o de un copolicarbonato. La cara está cubierta por una capa de metal muy delgada (generalmente Al) que refleja la luz del láser de diodo. La capa metálica debe estar protegida por una capa de plástico (esta constituye la cara inferior). Está hecho de poliestireno (u otro plástico básico). Los policarbonatos (PC) se prepararon hace más de un siglo haciendo reaccionar hidroquinona o resorcinol con fosgeno en piridina, pero los polímeros cristalinos producidos eran frágiles y difíciles de procesar. Debido al alto rendimiento de ingeniería del polímero de PC, encuentran amplios usos en los campos mecánico, eléctrico, químico y térmico. Se han estudiado los comportamientos termo y fotooxidativos, la estabilidad hidrolítica y la consiguiente modificación en PC.