Aplicación de los polímeros en la ingeniería mecánica
Se están introduciendo nuevas clases de materiales poliméricos con aplicaciones únicas. En muchos casos, las propiedades y su uso se han descubierto recientemente. Este capítulo abarca dos áreas: (1) la salud, la medicina y la biotecnología, un ámbito en rápido desarrollo basado en gran medida en materiales conocidos, pero que está pasando a los polímeros diseñados y diseñados, y (2) la información y las comunicaciones, un campo emergente para los polímeros basado significativamente en sus propiedades electrónicas. Estas dos áreas están atrayendo una gran atención, especialmente entre los investigadores que no son especialistas tradicionales en la ciencia de los polímeros. La creciente importancia de estos campos pone de manifiesto el aspecto interdisciplinario de la investigación sobre polímeros.
Los polímeros desempeñan un papel fundamental en todos los aspectos de los procesos biológicos. De hecho, es legítimo proclamar que los polímeros son la base molecular de la vida. La información genética necesaria para el crecimiento y la salud de los sistemas vivos está codificada en la macromolécula ácido desoxirribonucleico (ADN), cuya columna vertebral forma la famosa doble hélice. El código genético molecular utiliza sólo cuatro bases de purina y pirimidina para dictar la estructura de las proteínas que componen gran parte de los sistemas vivos. El ADN dirige el ensamblaje de unos 20 aminoácidos en secuencias complejas que se convierten en las proteínas. Estas proteínas son polímeros polipeptídicos que sólo se diferencian entre sí por la secuencia de los aminoácidos que las componen. Todas las enzimas, que controlan los ritmos de reacción en los sistemas biológicos, son proteínas. Las proteínas del colágeno forman las fibras y el tejido conectivo
Ejemplos de polímeros en la ingeniería
Para entender lo que tienen en común estas industrias, puede ser bueno retomar algunos conocimientos básicos. Esto incluye, en primer lugar, qué es un polímero. Los polímeros son grandes moléculas compuestas por miles o, en algunos casos, millones de átomos que se unen en un patrón que se repite. Se puede imaginar la estructura de un polímero simplemente imaginando la imagen de una cadena. Los átomos están unidos entre sí como los eslabones de una cadena. De este modo, crean una cadena de polímeros. Los enlaces moleculares de la cadena polimérica suelen denominarse unidades de repetición. Están formados por lo que se denomina monómeros. De nuevo, la estructura de la unidad de repetición puede variar mucho. Entonces, ¿de qué depende? Bueno, depende de las distintas materias primas que pueden componer un polímero. El polietileno es un ejemplo de un material que se utiliza para crear polímeros, ya que se emplea para crear una gran variedad de bolsas y envases de plástico.
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Aplicaciones de los polímeros de ingeniería
Los nuevos materiales de ingeniería (ME) incluyen varias clases de productos químicos y materiales compuestos, algunos de síntesis relativamente reciente y otros con una considerable trayectoria en el mercado, que comparten propiedades mecánicas, eléctricas y químicas que los hacen adecuados para aplicaciones de ingeniería exigentes en las industrias de la construcción, el transporte, la electrónica y el procesamiento químico. El presente informe se centra en tres grupos específicos: a) polímeros de ingeniería; b) fibras de ingeniería; y c) cerámicas avanzadas; y d) materiales compuestos asociados, mientras que las superaleaciones metálicas, los compuestos metálicos y los superconductores se consideran (debido a sus aplicaciones de nicho y exigencias técnicas) fuera del ámbito del estudio. Este capítulo resume brevemente la naturaleza, las características y las propiedades de estos materiales y algunas de sus aplicaciones actuales más típicas.
Estos productos son una consecuencia de la industria del plástico, que se ha desarrollado rápidamente gracias a la fuerza y la infraestructura instalada del sector petroquímico mundial. El término polímeros de ingeniería es algo vago pero se ha tomado para incluir un gran número de polímeros con aplicaciones de ingeniería; en términos más simples, incluye polímeros que combinan las propiedades estructurales de los metales con la facilidad de procesamiento y las características químicas de los plásticos. Estas propiedades, combinadas con la economía del procesamiento de termoplásticos, han permitido que los polímeros de ingeniería se conviertan en sustitutos de los metales y las aleaciones en una gran variedad de aplicaciones y que se utilicen como materiales únicos en aplicaciones electrónicas, térmicas, médicas y de exposición química.
Nuevas aplicaciones de los polímeros
Los polímeros de ingeniería son un tipo de materiales plásticos que son duraderos y resistentes. Debido a estas propiedades, este tipo de polímero se utiliza ampliamente en la industria manufacturera. También se suele utilizar como material en bienes de consumo.
A diferencia de los plásticos básicos, los plásticos de ingeniería tienen la capacidad de soportar el calor y la tensión, lo que los convierte en un material perfecto para fabricar envases y embalajes. Estos polímeros también se denominan termoplásticos. Las empresas fabricantes los utilizan como materia prima. Se someten a altas temperaturas, se funden y se moldean para hacer productos utilizables.
Conocido por su umbral de alta temperatura, el polifenel es una materia prima habitual en la industria de la ingeniería plástica. Se utiliza para fabricar productos de consumo que generan calor, como cafeteras, secadores de pelo y lavadoras, entre muchos otros. Es un material resistente que puede soportar el calor repetidamente sin fundirse. Por ello, el polifenel es un tipo de plástico de ingeniería que se utiliza para fabricar utensilios de cocina y otros materiales de envasado y procesamiento de alimentos.