polimeros

TRABAJO DE POLÍMEROS

ÍNDICE

Polímeros o macromoléculas pág. 2

Monómero pág. 2

Mesómero pág. 2

Oligómero pág. 2

Reacción de polimerización pág. 2

Grado de polimerización pág. 2

Funcionalidad pág. 2

Estructura de los polímeros pág. 2

Características de los polímeros pág. 2

Tipos de polímeros pág. 3

Reacciones de polimerización pág. 3

Polímeros naturales pág. 4

Resumen pág. 5

Bibliografía pág. 5

©Enrique Ros Carrión 2º Bachillerato Tecnológico curso 1998-9 Página 1 de 6


POLÍMEROS O MACROMOLÉCULAS

Son compuestos químicos formados por muchas unidades que se repiten un número de veces muy elevado, por lo que están constituidos por moléculas muy grandes denominadas macromoléculas.

MONÓMERO

Es un compuesto químico sencillo que da origen a la formación de un polímero.

MESÓMERO

Es la unidad que se repite dentro de la estructura del polímero y es diferente al monómero de partida.

OLIGÓMERO

Es un compuesto formado por pocas unidades de mesómero.

Monómero CH2=CH2 EtilenoMesómero -CH2-CH2-Oligómero -[-CH2-CH2-]-3

Polímero -[-CH2-CH2-]-n Polietileno

REACCIÓN DE POLIMERIZACIÓN

Es el proceso mediante el cual los monómeros se transforman en sus polímeros:

HOOC-R-COOH + HOCH2-R´-CH2OH HOOC-R-COO-CH2-R´-CH2OH + H2ODIACIDO + DIALCOHOL POLIESTER + AGUA

GRADO DE POLIMERIZACIÓN

Es el número de mesómeros presentes en el polímero.

FUNCIONALIDAD

Es la capacidad que tiene un compuesto para reaccionar. En el caso de los compuestos orgánicos la funcionalidad viene dada por el número de grupos funcionales que presenta la molécula de cada compuesto. Por ejemplo: un diácido tiene funcionalidad dos.

ESTRUCTURA DE LOS POLÍMEROS

a) Estructura en cadena. Se presenta cuando una reacción de polimerización tiene lugar entre compuestos bifuncionales.

b) Estructura ramificada laminar. Se presenta cuando algunas cadenas del polímero se unen. Para que esto se produzca la funcionalidad ha de ser igual a tres.

c) Estructura reticular. Se presenta cuando en la estructura laminar se sueldan láminas de forma irregular originando una estructura espacial muy reticulada, para que esta estructura se produzca la funcionalidad debe ser igual o mayor que tres.

CARACTERÍSTICAS DE LOS POLÍMEROS



1º) Poseen una masa molecular considerable (por lo menos de 8000 a 10000 g/mol).2º) Poseen fuerzas intermoleculares elevadas.

TIPOS DE POLÍMEROS

Los polímeros pueden ser de origen natural como: el almidón, la celulosa, las proteínas, etc. O también de origen artificial como: el polietileno, el poliestireno, el policloruro de vinilo (P.V.C.).

El estado más corriente de los polímeros es el sólido, y en este estado pueden presentar un estado amorfo, un aspecto cristalino o un aspecto fibroso.

Con respecto a la temperatura de los polímeros se dividen en:1) Termoplásticos. Son polímeros de estructura lineal que por efecto de la presión y la

temperatura se deforman y reblandecen, en este estado se pueden moldear y luego al enfriarse, se endurecen. Este ciclo se puede repetir muchas veces.

2) Termoendurecibles. Son polímeros que mediante la presión y la temperatura se reblandecen y pueden moldearse en su fase fluida una sola vez y antes de que la reacción de polimerización halla finalizado por completo. El producto final termoestable ya no se reblandece nuevamente por acción de la presión y la temperatura, pues a elevadas temperaturas experimenta su descomposición.

3) Elastómeros. Son polímeros muy elásticos, es decir, que se deforman cuando se les aplica una tensión y recuperan fácilmente la forma inicial al cesar la tensión.

REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN

La polimerización es la reacción que da lugar a la obtención de un polímero y puede ser:

1) POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN. La polimerización de adición debe partir de un monómero que tenga un enlace múltiple. Consiste en la yuxtaposición de unidades de monómero para obtener un polímero de masa molecular que es múltiplo entero de la del monómero y esquemáticamente se puede representar mediante: n M Mn.La reacción de polimerización puede transcurrir a través de un proceso de formación de radicales libres o por un mecanismo iónico.

a) Polimerización de adición por radicalesEs una reacción vía radical a través de un proceso en cadena en el que la etapa de propagación consiste en la incorporación de unidades de monómero al radical polimérico en crecimiento. Ej:Olefinas como el cloruro de vinilo (CH2=CHCl) para originar policloruro de vinilo o PVC, o el polietileno a partir del etileno (CH2=CH2).b) Polimerización de adición iónicaEn este caso la reacción transcurre por un mecanismo iónico en el que la etapa inicial es la formación del ion que, al crecer por adiciones sucesivas de monómero, da origen al polímero.Existen dos clases de polimerización de adición iónica: catiónica o aniónica: Polimerización catiónica. Se realiza con monómeros que posean dobles enlaces

unidos a grupos donantes de electrones, y utiliza catalizadores catiónicos. Polimerización aniónica. Se efectúa en monómeros con dobles y triples enlaces

unidos a sustituyentes que sean aceptores de electrones, y emplea catalizadores aniónicos.

Polimerización estereoespecífica. La estereoespecifidad involucra una disposición espacial determinada de las unidades y los sustituyentes en el polímero y se logra mediante el empleo de óxidos o sales de metales de transición como catalizadores heterogéneos.



2) POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN. Una condensación es un proceso en el que reaccionan los reactivos para obtener un producto determinado y se elimina un producto secundario.NailonEl nylon es el nombre comercial, y universalmente aceptado de las fibras de poliamida, obtenidas por condensación entre una diamina y un diácido como monómeros. La palabra nailon se acompaña de unos números que hacen referencia al número de átomos de carbono de la diamina y del diácido empleados.TergalEs también el nombre comercial de las fibras de poliéster obtenidas por condensación entre el ácido terreftálico (ácido 1,4-bencenodicarboxílico) con el etilenglicol.BaquelitaEs un polímero que resulta de la condensación del fenol con el formaldehído, que da origen a un producto termoendurecible en una 1ª fase y termoestable en una 2ª fase de la reacción.

POLÍMEROS NATURALES

Atendiendo a su origen, los polímeros se dividen en naturales y artificiales o sintéticos. Entre los polímeros naturales de mayor interés biológico destacan el almidón, la celulosa y las proteínas, pero si buscamos una aplicación industrial, el más representativo de todos ellos es el caucho.

1) CAUCHO. El caucho natural virgen es el producto de la coagulación del exudado lechoso o látex, que se obtiene haciendo incisiones acanaladas en la corteza del "árbol de la goma" (Hevea brasilensis). El látex es muy elástico, se ablanda con el calor, es soluble en disolventes orgánicos, es adhesivo, se oxida con el aire, tiene escasa resistencia a la abrasión y con el tiempo se vuelve quebradizo. En 1839 el americano C. Goodyear descubrió el método de mejorar las propiedades del caucho virgen mediante el proceso conocido como vulcanización, que consiste en calentar el caucho a una temperatura entre 120 y 140ºC y añadiendo una cantidad de azufre no superior al 8%. Así, se obtiene un producto elástico y muy resistente a la abrasión (muy utilizado para neumáticos).

Actualmente y con objeto de no depender de las plantaciones, se suele obtener el caucho de forma sintética mediante la polimerización estereoespecífica. Existe una amplia gama de cauchos sintéticos más resistentes a la abrasión, a los disolventes orgánicos, a la oxidación y al calor que el caucho tradicional, que emplean como monómeros de partida sustancias como el 1,3-butadieno o el 2-cloro-butadieno (cloropreno).

2) PROTEÍNAS. Las proteínas son los constituyentes más importantes de los seres vivos del reino animal, por sus múltiples funciones: enzimática (catálisis); inmunológica (participación en los mecanismos de defensa del organismo); hormonal (función reguladora de los mecanismos biológicos); o función estructural (existentes en la piel y en fibras musculares).

Las proteínas son polímeros orgánicos nitrogenados que sintetizan los seres vivos a partir de aminoácidos, que se encadenan entre sí mediante uniones aminoácidos, que se denominan enlaces peptídicos. Cada tipo de molécula proteica posee una composición química específica y una secuencia ordenada de sus aminoácidos constituyentes.

3) POLÍMEROS DE LA GLUCOSA. La glucosa es el glúcido más importante, su fórmula empírica es C6H12O6 y contiene una función aldehído en un carbono de su molécula y un grupo hidroxilo en cada uno de sus cinco átomos de carbono restantes.

La celulosa es un polímero muy importante, pues está presente en la madera de los árboles y en muchas fibras naturales como el algodón, el cáñamo, el lino y el yute.



RESUMEN

Los polímeros son compuestos formados a partir de unas unidades llamadas monómeros, que se unen unas con otras y constituyen estas sustancias, que son unas moléculas muy grandes y con una masa molecular considerable, generalmente poseen también fuerzas intermoleculares elevadas.

Los polímeros se estructuran de tres formas:a) Estructura en cadena. Que se presenta entre compuestos bifuncionales, es decir, que la

capacidad para reaccionar que tengan los compuestos debe ser igual a dos.b) Estructura ramificada laminar. Se produce al unirse varias cadenas (funcionalidad=3).c) Estructura reticular. Se presenta cuando en la estructura laminar se sueldan láminas de

forma irregular originando una estructura espacial muy reticulada (funcionalidad = o > 3). Los polímeros se pueden ser naturales, como el almidón, la celulosa, las proteínas, la

celulosa, el caucho,... y de origen artificial, como el polietileno, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC), los cauchos sintéticos, las fibras de poliamida (nailon), las fibras de poliéster (tergal), la baquelita,...

Con respecto a la temperatura, los polímeros se pueden clasificar en: termoplásticos, termoendurecibles, termoestables y elastómeros.

La reacción de polimerización es el proceso mediante el cual los monómeros se transforman en sus polímeros. Existen varios tipos de reacciones de polimerización, y son:a) La polimerización de adición. Este proceso de unión de los monómeros puede transcurrir a

través de un proceso de formación de radicales libres o por un mecanismo iónico. Por medio de una polimerización estereoespecífica se dispone una situación espacial determinada de las unidades y los sustituyentes en el polímero.

b) La polimerización por condensación. En la que los reactivos reaccionan para obtener un producto determinado y se elimina un producto secundario. Este proceso se utiliza para obtener el nailon, el tergal y la baquelita.

BIBLIOGRAFÍA

QUÍMICA 2º Bachillerato Ciencias de la Naturaleza y de la Salud.

- EDITEX.

- Autores:

Dulce María Andrés, Juan Luis Antón, Javier Barrio, María Concepción de la Cruz, Fernando González.

Apuntes dados por Juan Molina.

Abril de 1999



Enrique Ros Carrión


polimeros

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