POLIMEROSUNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL NAUCALPAN

TOLENTINO SOLIS ANA KAREN

JIMENEZ RIVAS ULISES

GUITIERREZ RUIZ MARIA ISABEL

MACIAS HERNANDEZ BRENDA ROCIO

1. ¿Qué son los polímeros y por qué son tan importantes?

• Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.

La importancia de los polímeros reside especialmente en la variedad de utilidades que el ser humano le puede dar a estos compuestos. Así, los polímeros están presentes en muchos de los alimentos o materias primas que consumismos, pero también en los textiles, en la electricidad, en materiales utilizados para la construcción como el caucho, en el plástico y otros materiales cotidianos como el poliestireno, el polietileno, en productos químicos como el cloro, en la silicona, etc.

Los polímeros pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez, esas clasificaciones, pueden subdividirse en otras. De acuerdo a su origen: Naturales y sintéticos

• POLÍMEROS NATURALES.Los polímeros naturales son todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos. Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos son todos polímeros naturales que cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolímeros.Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón, la madera (celulosa), la quitina, etc.

• POLÍMEROS SINTÉTICOS.Los polímeros sintéticos son los que se obtienen por síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio, y están conformados a base de monómeros naturales, mientras que los polímeros semisinteticos son resultado de la modificación de un monómero natural. El vidrio, la porcelana, el nailon, el rayón, los adhesivos son ejemplos de polímeros sintéticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de polímeros semisinteticos.

2. ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS POLÍMEROS.

MONÓMERO: Un monómero es una molécula de pequeña masa molecular que unida a otros monómeros, a veces a cientos o miles, por medio de enlaces químicos generalmente covalentes forman macromoléculas llamadas polímeros.

Polímero: Son macromoléculas generalmente orgánicas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros, el almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales, entre los más comunes de éstos y entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y la baquelita.

Los grupos funcionales que pueden estar involucrados en monómeros son:1. grupos carboxilos (Ej: ácido acrílico y metacrílico). Comentados más abajo2. Grupos epoxi (Ej: de monómeros tales como glicidil metacrilato). Usualmente son utilizados para mejorar la resistencia química, la dureza del film, la resistencia química y la resistencia a l calor y a la abrasión.3.Cloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son monómeros con sitios electrofílicos que pueden ser reaccionados post-polimerización con nucleófilos tales como aminas, mercaptanos, etc.4. Grupos isocianato. Estos grupos pueden ser reticulados postpolimerización, mediante grupos amino o hidroxilo, o bien reticular durante el proceso de formación del film.5. Grupos amino (Ej: de monómeros funcionales como dietilaminoetilmetacrilato)6. Grupos sulfonato (Ej: estireno sulfonato de sodio)7. grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)

3. ¿Cómo se obtienen los polímeros sintéticos?

Los procesos para la producción de polímeros pueden clasificarse en dos: • La polimerización por adición • La polimerización por condensación

• REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN Durante la polimerización por adición, los enlaces covalentes (insaturados) se rompen por efecto de la temperatura, es decir el doble enlace de cada molécula (por ejemplo H2C = CH2) “se abre” y dos de los electrones que originalmente participaban en el enlace original se utilizan para formar nuevos enlaces sencillos –H2 C - CH2 – con otras moléculas. Esta reacción se caracteriza porque las moléculas de monómero se unen entre sí, sin que se pierda ningún átomo. Algunos polímeros obtenidos por este proceso son el policloruro de vinilo (PVC), acrílicos, polietileno de baja densidad (PEBD), polietileno de alta densidad (PEAD), polipropileno (PP), poliestireno (PS), entre otros.

ETAPAS O FASES DE LA REACCIÓN DE POLIMERIZACIÓN: INCIACIÓN, PROPAGACIÓN Y TERMINACIÓN En la polimerización del etileno, los radicales libres, inician, propagan y terminan la formación de un polímero por adición. FASE DE INICIACIÓN 1) Disociación homolítica de un peróxido, dando radicales libres alcoxilos

2) Adición del radical alcoxilo al doble enlace C = C dando un nuevo radical

FASE DE PROPAGACIÓN 3) Adición del radical producido en la etapa 2 a una nueva molécula de etileno

El radical formado en la etapa 3 se adiciona a una tercera molécula de etileno, y el proceso continúa formándose largas cadenas de grupos metileno.

FASE DE TERMINACIÓN Choque de dos radicales para dar una especie neutra

• REACCIONES DE POLIMERIZACION POR CONDENSACION La polimerización por condensación tiene lugar cuando monómeros que contienen por lo menos dos grupos funcionales (grupos funcionales activos) reaccionan químicamente y se libera una molécula inorgánica de bajo peso molecular (sencilla) la cual a menudo es agua (H2O) o metanol (CH3OH). Ejemplos de polímeros sintéticos obtenidos por este método son el PET, el poliuretano y el Nylon 6,6, entre otros, que se muestran en la siguiente tabla.

Un ejemplo de reacción de polimerización por condensación es la obtención del Nylon 6,6

CLASIFICACIÓN DE POLÍMEROS Cuando un polímero se forma por medio de uniones entre sí de un solo tipo de molécula pequeña o monómero, se le llama homopolímero. Cuando los polímeros contienen más de una clase de monómeros se llaman copolímeros. Imaginemos dos monómeros que llamaremos A y B, donde A y B pueden constituir un copolímero de distintas maneras. 1. Copolimeros Alternados Cuando los dos monómeros están dispuestos según un ordenamiento alternado, el polímero es denominado obviamente, un copolímero alternante o alternado:

2. Copolímeros en bloque. En un copolímero en bloque, todos los monómeros de un mismo tipo se encuentran agrupados entre sí, al igual que el otro tipo de monómeros. Un copolímero en bloque puede ser imaginado como dos homopolímeros unidos por sus extremos

4. propiedades de los polímeros

Clasificación de los polímeros de acuerdo a las siguientes propiedades:

Reticulares y lineales.De acuerdo a la forma de las cadenas macromoleculares los polímeros pueden ser:Lineales: no tienen ramificaciones.

Ramificados: todas las moléculas tienen ramificaciones(pequeñas cadenas laterales).

Entrecruzados: los polímeros poseen estructura tridimensional, donde las cadenas están unidas unas a otras por enlaces laterales

ALTA Y BAJA DENSIDAD.Polietileno de baja densidad

El polietileno de baja densidad es un homopolímero muy ramificado que tiene por unidad monomérica el etileno. El polietileno de baja densidad se obtiene a partir del etileno gaseoso, muy puro, se polimeriza en presencia de un iniciador(peróxido de benzoilo, azodi-isobutironitrilo u oxígeno), a presiones de 1,000 a 3,000 atm y temperaturas de 100 a 300°C.El mayor uso del polietileno de baja densidad es en el sector del envase y empaque: bolsas, botellas compresibles para pulverizar fármacos, envase industrial, laminaciones, película para forro, película encogible y estirable, aislante para cables y conductores, tubería conduit, película para invernadero, tubería de riego y sistemas de irrigación.

Polietileno de muy baja densidad

Familia de copolímeros lineales de etileno. Ofrecen buena flexibilidad comparada con otros materiales como el EVA etilén-acetato de vinilo), PVC flexible entre otros, con la ventaja de una resistencia mecánica y química. Estas poliolefinas se producen por copolimerización de etileno con otras alfa-olefinas, tales como buteno, hexeno, octeno y propileno, por el proceso fase gas o en solución. Como película estirabe, película encogible, empaque de productos médicos, adhesivo en coextrusiones, modificadores de impacto.

Polietileno de alta densidad Es un homopolímero con estructura lineal con pocas ramificaciones que, además son muy cortas. Se utilizan procesos de baja presión para su obtención y los catalizadores utilizados son los de Ziegler-Natta (compuestos organometálicos de aluminio y titanio). La reacción se lleva acabo en condiciones de 1 a 100 kg/cm2 de presión y temperatura de 25 a 100!C. la polimerización puede ser en suspensión o fase gaseosa. Bolsas para mercancía, bolsas para basura, botellas para leche y yogurt, cajas para transporte de botellas, envases para productos químicos, envases para jardinería, detergentes y limpiadores, frascos para productos cosméticos y capilares, recubrimientos de sobres para correo, sacos para comestibles, aislante de cable y alambre, contenedores de gasolina, entre otros.

Polietileno de alta densidad alto peso molecular (HMW-HDPE) Se diferencia del de alta densidad convencional por su peso molecular, el cual se encuentra entre 20,000 y 500,000 g/g-mol. La fabricación de este plástico puede ser por el método de Ziegler, Phillips o fase gas. El mayor porcentaje del HMW-HDPE es destinado a la fabricación de película, debido a sus propiedades mecánicas y químicas. También es usado en bolsas, empaque de alimentos y recubrimiento de latas, tubería a presión, tubería para la distribución de gas, servicios domésticos de agua y líneas de alcantarillado.

Polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) Este polímero es de alta densidad y elevado peso molecular: entre tres y seis millones de gramos por cada gramo-mol, es decir aproximadamente 10 veces más que un polietileno de alta densidad alto peso molecular convencional. Debido a sus propiedades singulares, las aplicaciones de este polímero son diferentes a las de otros tipos, van encaminadas principalmente apartes y refacciones de maquinaria, como: soleras de fricción, cintas guía, canales, cintas de desgaste, placas deslizantes, tolvas y rodamientos, todillos o camisas de desgaste para minería, recubrimientos para bandas transportadoras, ruedas y bujes, para manejo de productos químicos: en bombas, filtros, partes para válvulas, juntas y empaques.

Termoplásticos y termostables.

Termoplásticos: son polímeros que se funden al calentarlos y se solidifican al enfriarse. Ejemplos de éstos son: polietileno,poli(tereftalato de etileno), poliacrilonitrilo, nylon.

Termoestables: son polímeros que en el primer calentamiento forman enlaces entrecruzados que impiden su fusión y disueltos en solventes. Ejemplos de estos materiales son: resina fenol-formol, resina melanina-formol, resina urea-formo

Entre los polímeros naturales y los polímeros sintéticos no hay grandes diferencias estructurales, ambos están formados por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas de monómeros que se repiten y constituyen que constituyen enormes cadenas.

5. ¿Existen diferencias entre polímeros naturales y polímeros sintéticos?

Quizás la mayor diferencia entre ambos seaLos polímeros naturales son aquellos que proceden de los seres vivos y se encuentran de forma común en la naturaleza.

En cambio, los polímeros sintéticos son macromoléculas creadas artificialmente en un laboratorio o en la industria.

Seda Algodón

Proteínas

Caucho

Polietileno Rayón

PoliuretanoCeluloide

La gran variedad de propiedades físicas y químicas de estos compuestos permite aplicarlos en construcción, embalaje, industria automotriz, aeronáutica, electrónica, agricultura o medicina.

Algunos polímeros naturales cumplen funciones biológicas de extraordinaria importancia en los seres vivos. Son llamados biopolímeros.

Efectos socioeconómicos y ambientales de la producción y uso de polímeros.El uso de polímeros lleva consigo practicas ventajas, como:

• Económicos. • Más livianos y pueden sustituir la madera, la piedra o el metal. • Muy resistentes a la oxidación y al ataque de ácidos y bases. • Inalterables a los agentes atmosféricos como la luz, el agua y el aire. • Muy versátiles. Se fabrican con ellos objetos con gran diversidad de formas, texturas y colores; pueden ser suaves como las plumas y más resistentes que el mismo acero. • Son aislantes de la corriente eléctrica.

En la actualidad hay tantos polímeros artificiales para otros tantos propósitos diferentes que es difícil imaginar nuestro mundo sin los “plásticos”.

Sin embargo, como en todas las cosas, estas mismas ventajas pueden ser sus peores inconvenientes. La alta resistencia a la corrosión, al agua y a la descomposición bacteriana, los convierte en residuos difíciles de eliminar y, consecuentemente, en un grave problema ambiental.

El problema aparece cuando llega el momento de deshacernos de la basura en que se convierten los polímeros. • Si se quema, contamina el aire. • Si se entierra, se contamina el suelo. • Y si se desecha en ríos, mares y lagos, el agua también se contamina

• Para ayudar a la preservación de nuestro medio ambiente cambiar nuestro hábitos de consumo y finalmente las medidas que tomamos al desechar nuestros productos:

Es importante

• Reducir: Evitar todo aquello que de una u otra forma genera un desperdicio innecesario. • Reutilizar: Volver a usar un producto o material varias veces sin tratamiento. Darle la máxima utilidad a los objetos sin la necesidad de destruirlos o deshacerse de ellos. •Reciclar: Utilizar los mismos materiales una y otra vez, reintegrarlos a otro proceso natural o industrial para hacer el mismo o nuevos productos, utilizando menos recursos naturales

¡Gracias!

Ya acabo la presentación “El Mundo de los Polímeros”

•http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=136400•http://www.cch-sur.unam.mx/guias/experimentales/quimicaIV_2012.pdf•http://carteleraelectronica.files.wordpress.com/2010/11/polimeros.pdf •http://www.importancia.org/polimeros.php•http://www.textoscientificos.com/polimeros/introduccion•http://polimerosquimicos.blogspot.mx/2008/03/clasificacin-de-los-polmeros.html