Elastómeros, fibras, y resinas
Los elastómeros, fibras y resinas, son polímeros que se diferencian por sus estructuras moleculares, las cuales definen sus propiedades. Propiedades como la capacidad de cristalizarse, la elasticidad, capacidad para formar fibras, etc.
Elastómeros:
Los polímeros poseen una interesante propiedad, y esta es la elasticidad. Especialmente destacable es la elasticidad del caucho debido a la estructura molecular de éste. Las cadenas de polímeros se encuentran enrolladas y solo la acción externa de una fuerza consigue que se produzca un estiramiento de las cadenas de los polímeros; cuando dicha fuerza merma, las cadenas poco a poco vuelven a enrollarse, consiguiendo que el material recupere su forma inicial. Sin embargo, si dicha fuerza procedente del exterior es bastante intensa, se provocará el deslizamiento entre las cadenas del polímero y el material puede no recuperar su forma. Este comportamiento se puede eludir entrecruzando las distintas cadenas de polímeros.
El proceso de entrecruzamiento de los elastómeros se llama vulcanización. El caucho que está vulcanizado se consigue a través de la reacción del caucho con el azufre a muy altas temperaturas; la reacción provoca el entrecruzamiento de las cadenas de los poliisoprenos por puentes de azufre, que son –s-s-, entre las distintas cadenas. El caucho vulcanizado es un material de tipo elástico, el cual es mucho más resistente, con propiedades que perduran en un amplio intervalo de temperaturas.
Además de la vulcanización, existen otros métodos para mejorar las propiedades de los elastómeros, como la adición de plastificantes, que aumentan la flexibilidad del material, o la incorporación de cargas, que mejoran la resistencia al desgaste y a la abrasión. La elección del método de mejora depende de las propiedades deseadas en el producto final.
Fibras:
Las fibras poseen una longitud bastante grande si se compara con su sección transversal, hecho característico de este tipo de polímeros. La gran mayoría de los polímeros fibrosos se usan en la industria del textil y se necesita que tengan una alta resistencia a la tracción. Para esto es necesario que los polímeros sean bastante cristalinos, pues la resistencia de éstos aumenta según su grado de cristalinidad.
La capacidad que tienen los poliésteres y las poliamidas de formar fibras se basa en sus estructuras moleculares. Las cadenas de polímeros que son lineales y no se encuentran ramificadas son simétricas perfectas, ya que contienen unidades de la misma medida que se van repitiendo con regularidad a través de toda la cadena. Los grupos NH y Co se disponen regularmente a lo largo de la cadena polimérica permitiendo que se formen enlaces de hidrógeno entre las cadenas que se encuentran adyacentes, lo cual hace que las cadenas se dispongan paralelamente. Dichas cadenas una vez orientadas tiene la capacidad de enrollarse formando hilachas que se entrecruzan con la finalidad de formar la fibra.
Se conoce como hilado, al proceso mediante el cual el polímero fundido se convierte en fibra. El material que se funde pasa por los orificios de una placa, lo cual facilitará la formación de fibras simples que solidifican rápidamente al contacto con el aire. Esta técnica de hilado se utiliza en la producción de una amplia gama de fibras, desde las sintéticas, como el poliéster y el nylon, hasta las naturales, como la lana y el algodón.
Resinas:
Los materiales termoestables deben su comportamiento a la estructura molecular entrecruzada que poseen. Por ejemplo, existe un polímero de condensación que se consigue a través de la reacción del fenol y un formaldehído, dicho polímero se conoce como baquelita. La baquelita es un buen material para aplicaciones eléctricas, siendo un buen aislante, y bastante moldeable. La estructura característica entrecruzada le confiere sobretodo rigidez. Las resinas fenólicas son polímeros a los que se les ha modificado alguno de sus componentes.
Casi todos los polímeros se pueden entrecruzar a través de la adición de agentes de entrecruzamiento. La formación de polímeros que sean termoestables se hace a través de dos etapas. La primera de las etapas se hace con un polímero lineal que tenga baja masa molecular, conocido como prepolímero, el cual se mete en una fase líquida dentro de un molde. En la segunda etapa, el material ya endurecido se llama curado, que puede ser por haberse calentado, siempre en presencia de un catalizador y a menudo a bajas presiones. En esta etapa se producen grandes transformaciones químicas y de las estructuras, formándose estructuras entrecruzadas reticuladas.
Las resinas también se utilizan en una amplia gama de aplicaciones industriales, desde la fabricación de pinturas y revestimientos, hasta la producción de adhesivos y selladores. Su versatilidad se debe a su capacidad para formar películas duras y resistentes, así como a su resistencia a la humedad, los productos químicos y el calor.