L’assignatura d’Enginyeria de la Polimerització pretén dotar l’alumne dels coneixements bàsics més importants dels polímers i els principis de la polimerització: que l’alume conegui i identifiqui els diferents polímers en base a la seva estructura i comportament, que assimili els conceptes de pes molecular, distribució de pesos moleculars i solubilitat associat a macromolècules com els polímers, que conegui els mecanismes de polimerització i els trets diferencials de cadascun, i que conegui les diferents tècniques d’anàlisi i identificació de polímers. A més, també es pretén introduir l’alumne en la síntesi industrial de polímers presentant les peculiaritats de procés de polímers termoplàstics i termoestables.

L’Enginyeria de la Polimerització ha de capacitar l’alumne per la realització de la Intensificació en Tecnologia de Plàstics. Cal que l’alumne adquireixi una visió general dels materials plàstics i hagi aprofundint en els aspectes estructurals i de síntesi. Per tal que, posteriorment, assoleixi coneixements sobre el seu comportament, propietats i processos de transformació.

TEMA 1:         INTRODUCCIÓ

1.1              Els polímers. Història i importància dels polímers

1.2              La indústria dels polímers: plàstics, gomes, fibres, adhesius.

1.3              Conceptes bàsics: monòmer, polímer, reaccions de polimerització, grau de polimerització.

1.4              Classificació dels polímers: termoplàstics i termoestables.

1.5              Polímers lineals, ramificats i entrecreuats.

1.6              Nomenglatura dels polímers.

TEMA 2:         ESTRUCTURA MOLECULAR DELS POLÍMERS

2.1       Estats d’agregació dels polímers.

2.1.1        Polímers lineals amorfs.

2.1.2        Polímers cristal·lins. Orientació i cristal·lització. Temperatures de transició. Polímers de cristall líquid.

2.1.3        Polímers entrecreuats.

2.1.4        Estereoquímica dels polímers. Tipus d’estereoisomerisme. Tacticitat.

2.2       Densitat d’energia cohesiva. Paràmetres de solubilitat de polímers

2.3       Pes molecular de polímers.

2.3.1.                  Pesos moleculars promig.

2.3.2.      Distribució de pesos moleculars. Polidispersitat.

TEMA 3:         MECANISMES I SISTEMES DE POLIMERITZACIÓ

3.1              Reaccions de polimerització. Funcionalitat. Polimerització en cadena vs. polimerització per etapes.

3.2              Polimerització per etapes (policondensació).

3.2.1    Reactivitat i accessibilitat dels grups funcionals.

3.2.2    Cinètica de la polimerització per etapes.

3.2.3    Pes molecular en la polimerització per etapes.

3.2.4    Polímers de policondensació més típics. Derivats de l’àcid carboxílic. Isocianats. Resines epoxi.

3.3              Polimerització en cadena (poliaddició).

3.3.1    Polimerització radicalària.

3.3.1.1    Cinètica de la polimerització radicalària. Constants de velocitat

3.3.1.2              Pes molecular en la polimerització radicalària.

3.3.1.3              Transferència de cadena i inhibició.

3.3.1.4              Aspectes termodinàmics. Dependència de la temperatura.

3.3.1.5              Autoacceleració.

3.3.2                       Polimerització iònica.

3.3.2.1              Polimerització catiònica.

3.3.2.2              Polimerització aniònica.

3.3.3    Polímers de poliaddició més típics.

3.4       Polimerització per coordinació.

3.4.1        Catàlisis Ziegler-Natta.

3.4.2        Catalitzadors Metallocens.

3.5              Co-polimerització

3.6              Sistemes de polimerització.

3.6.1        Polimerització en solució

3.6.2        Polimerització en emulsió

3.6.3        Polimerització en suspensió.

3.6.4        Polimerització en massa.

TEMA 4:         TÈCNIQUES DE CARACTERITZACIÓ DE POLÍMERS

4.1              Caracterització estructural de polímers.

4.1.1    Espectroscopia infra-roja (IR) i ultraviolat-visible (UV).

4.1.2        Ressonància magnètica nuclear (RMN).

4.2       Determinació del pes molecular i de la seva distribució.

4.2.1        Viscosimetria capil·lar.

4.2.2        Cromatografia d’exclusió molecular.

4.3       Calorimetria diferencial de rastreig (DSC).

TEMA 5:         SÍNTESI INDUSTRIAL DE POLÍMERS

5.1              La fabricació de polímers. Matèries primeres.

5.2              Sistemes de barreja. Tipus de mescladors.

5.3              Obtenció de polímers per poliaddició

5.3.1    Síntesi del LDPE i HDPE.

5.3.2    Obtenció en continu de poliestirè.

5.3.3        Polímers vinílics.

5.3.4        Polímers acrílics.

5.4              Obtenció de polímers per policondensació.

5.4.1    Condicions generals de procés.

5.4.2        Síntesi de poliesters.

5.4.3        Síntesi de poliamides.

La bibliografia a la biblioteca

Bibliografia

§         Avendaño Sarmiento, Luís; “Iniciación a los plásticos”, Centro Español de Plásticos, Barcelona, 1992.

§         Billmeyer, F. W.; “Textbook of Polymer Science”, 3^rd Ed., John Wiley&Sons, Nueva York, 1984.

§         Gnauck, B., Fründt, P.; “Iniciación a la Química de los Plásticos”, Hanser, 1991.

§         Horta, A.; “Macromoleculas”, vol. 1 y 2, Unidades Didácticas UNED, Madrid, 1982.

§         Llorente, M.A., Horta, A.; “Técnicas de Caracterización de Polímeros”. Universidad Nacional de Educación a Distancia. 1991.

§         Odian, G..; “Principles of Polymerization”, 3^rd. Ed., Wiley-Interscience, 1991.

§         Ramos Carpio, Miguel Ángel, de Maria Ruíz, M.R.; “Ingeniería de los Materiales Plásticos”, Díaz de Santos, Madrid, 1988.

§         Rodríguez, Ferdinand; “Principles of Polymer Systems”, 4^th Ed., Washington D.C. Taylor & Francis co., 1996

§         Seymour, R.B., Carraher Jr. C. E.; “Introducción a la Química de los Polímeros”. Ed Reverté, Barcelona, 1995.

§         Stevens, M.P.; “Polymer Chemistry. An Introduction”. 3^rd Ed., Oxford Univ. Press, 1999.

§         Vian, A.; “Introducción a la Química Industrial”, 2a Edició, Reverté, Barcelona, 1994

L'assignatura consta de classes de teoria, classes de problemes, de pràctiques i de visita a empreses.

Aquesta és la primera assignatura optativa del conjunt d'assignatures que formen l'especialització en Tecnologia de Materials Plàstics.

Els alumnes que cursen l'especialització obtenen una acreditació, addicional al títol. Tota la informació de l'especialització es troba a la pàgina web de l'Escola Politècnica Superior.