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• Selene Galdamez

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Bernal Rivera Rigoberto Galdamez Brindis Selene Munguia Espinoza Rigel Josue INTRODUCCION A LA CIENCIA DE POLIMEROS PROBLEMS 1-1 Show by equations the overall chemical reactions involved in the synthesis of polymers from

a)

b)

c)

d)

e)

f)

1-2 What is the structure of repeating unit in each of the polymers in problem 1-1.

a)

b)

c)

d)

e)

f) 1-3 Classify the polymers as to whether they are condensation or addition polymers. Classify the polymerization as to whether they are step, chain or ring-opening polymerization. a)

Step or chain

b)

Ring-opening

c)

Step

d)

Step

e)

Step

f)

Chain

1-4 How would you experimentally determine whether the polymerization of an unknown monomer X was proceeding by a step or chain mechanism? La diferencia principal es que, en una polimerización en cadena, se alcanzan altos pesos moleculares desde el principio de la reacción y en una polimerización por pasos los altos pesos moleculares llegan cerca del 100% de conversión. En otras palabras, en una polimerización de cadena, el polímero de alto peso molecular se forma muy rápido, el peso molecular del polímero cambia poco a lo largo de la reacción. La segunda diferencia más importante y más fácil de cuantificar experimentalmente, es que: En cadena.- La concentración del monómero decrece continuamente a lo largo de la reacción. En pasos.- el monómero desaparece rápido en la reacción, menos del 1% del monómero está presente a lo largo de la reacción. 1-5 Name each of the polymers in Problem 1-1 by the IUPAC system. Indicate alternate

names where applicable based on the polymer source, non-IUPAC structure system, or trade names.

a) policarboxilvinilo b) poli(oxido de propileno) c) poli(pentametildiamina)+poli(pentametil d) poli(Pentametilcarboxiol) e) poli(metilbencil 4,6 isocianato) +poli(etilen 1,2 ol) f) poli(fluoroetileno), poli(fluorivinilo)

1-6 Name each of the following polymers by the IUPAC system

a) Poli(oxidimetilacrilato) b) Poli(metilhexa-2.4 diona- 3 propil)

c) Poli(metilbencilhexan-4 aminpiridina) d) Poli(ciclobutil 4-pentil-2 ol) )

W. fraction vs Molecular W. 0.3

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

0 0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

1-8.- Indique cómo la cristalinidad del polímero se ve afectada por la estructura química

La tacticidad es la que describe el ordenamiento de la estructura química de los polímeros, existen tres tipos: •

Isotácticos: Todos los grupos del mismo lado

•

Sindiotáctico: los grupos están alternados

•

Atáctico: grupos ordenados al azar

Los polímeros isotáticos y sinditácticos son cristalinos ya que tienen regularidad estructural y los polímeros atácticos son amorfos.

1-9.- Define TM y Tg e indica como son afectados por la estructura química Tg: Es la temperatura de transición vítria y se considera una transición termodinámica de segundo orden. En el estado vítreo no tiene lugar el movimiento molecular a gran escala y corresponde al comienzo del movimiento tipo líquido de segmentos mucho más largos de las moléculas TM : La temperatura de fusión es un proceso de seudo-equilibrio, o un equilibrio entre el volumen cristalino del polímero y el estado fundido del mismo Entre mas grande y sustituido este el monómero la TM y la Tg serán mayores.

1-10.- Describa las diferencias en las propiedades y usos de plásticos flexibles, plásticos rígidos, fibras y elastómeros. ¿Qué tipos de estructuras químicas son típicas de cada uno?

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•

•

•

Elastómeros: Son el grupo de polímeros que pueden experimentar alargamientos reversibles muy grandes (500-1000%) a tensiones relativamente bajas. Polímeros amorfos con una baja temperatura de transición vítrea, las deformaciones son rapidas y completamente reversibles, cuando se alargan presentan una pequeña cantidad de cristalización, Tm baja. Se utilizan para los neumáticos de automóviles y bandas de goma elásticas. El poliisopreno es un elastómero típico Fibras: son polímeros que tienen una resistencia a la deformación muy alta: solo se someten a alargamientos bajos ( 35,000 N cm2) y tracción fuerte (> 35,000 N cm2). Un polímero debe ser muy altamente cristalino y contener cadenas polares con grandes fuerzas secundarias para ser útiles como fibra. La Tm está por encima de los 200°C y no debe ser excesivamente alto ya que puede que la fabricación de la fibra puede no ser posible, es soluble en solventes, la Tg debe de tener un valor intermedio, un valor alto interfiere con la operación de estiramiento mientras que una Tg baja no permitiría la retención de pliegues en las telas. La Poliamida o más claramente el nailon es una fibra típica y tiene usos en la fabricación de piezas de autos, piezas de máquinas, cuerdas de guitarra y suturas. Plásticos flexibles: poseen grados moderados a altos de cristalinidad y una amplia gama de valores de Tm y Tg. Tienen módulos moderados a altos (15,000-350,000 N cm2), resistencias a la tracción (1500-7000 N cm2), y elongaciones definitivas (20-800%). El polietileno es un plástico flexible típico y se usa en la fabricación de bolsas, juguetes, tubos, envases, etc. Plásticos rígidos: Son caracterizados por alta rigidez y alta resistencia a la deformación. Tienen altos módulos 70,000-350,000 N cm2) y resistencia a la tracción de moderada a alta (3000-8500 N cm2), pero más significativamente, experimentan alargamientos muy pequeños (