David García Ceja

Definición de polímeros

Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o variasunidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.

La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son lasunidades químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, porejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a lolargo de toda la cadena.

Importancia de los polímeros por sus aplicaciones y usos

La importancia de los polímeros reside especialmente en la variedad de utilidadesque el ser humano le puede dar a estos compuestos. Así, los polímeros estánpresentes en muchos de los alimentos o materias primas que consumimos, perotambién en los textiles (incluso pudiéndose convertir en polímeros sintéticos apartir de la transformación de otros), en la electricidad, en materiales utilizadospara la construcción como el caucho, en el plástico y otros materiales cotidianoscomo el poliestireno, el polietileno, en productos químicos como el cloro, en lasilicona, etc. Todos estos materiales son utilizados por diferentes razones ya quebrindan propiedades distintas a cada uso: elasticidad, plasticidad, pueden seradhesivos, resistencia al daño, etc.

Polímeros naturales

Los polímeros naturales reúnen, entre otros, al almidón cuyo monómero es laglucosa y al algodón, hecho de celulosa, cuyo monómero también es la glucosa. Ladiferencia entre ambos es la forma en que los monómeros se encuentrandispuestos dentro del polímero.

Otros polímeros naturales de destacada importancia son las proteínas, cuyomonómero son los aminoácidos.

Por otro lado, la lana y la seda son dos de las miles de proteínas que existen en lanaturaleza, éstas utilizadas comos fibras y telas.

Todo lo que nos rodea son polímeros. Los tejidos de nuestro cuerpo, lainformación genética se transmite mediante un polímero llamado ADN, cuyasunidades estructurales son los ácidos nucleicos.

Caucho natural

Caucho natural formado por monómeros de isoprenoEl monómero del caucho natural es el isopreno (2-metil-1,3-butadieno), que es unlíquido volátil.

Proteínas

Las proteínas funcionan como material estructural en los animales, tal como lacelulosa en las plantas. Todas las proteínas contienen los elementos carbono,hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y casi todas ellas contienen azufre.

Las proteínas están formadas por cerca de 20 aminoácidos diferentes. Estos tienendos grupos funcionales: el grupo amino (-NH2) y grupo el carboxilo (-COOH). Elgrupo amino está unido a un carbono vecino del grupo carboxilo.

Las proteínas son poliamidas. El enlace amida (-CONH-) entre un aminoácido yotro aminoácido se denomina enlace peptídico. Se puede observar que sigueexistiendo un grupo amino reactivo a la izquierda y un grupo carboxilo a laderecha.

Polímeros sintéticos

Durante la Segunda Guerra Mundial, Japón cortó el suministro de caucho natural proveniente de Malasia e Indonesia a los aliados. La búsqueda de un sustituto dio como origen el caucho sintético, y con ello surgió la industria de los polímeros sintéticos y plásticos.

El polibutadieno, un elastómero sintético, se fabrica a partir del monómero butadieno, que no posee un metil en el carbono número dos, siendo esta la diferencia con el isopreno.

CH2 = CH – CH = CH2 1,3 -butadieno

El polibutadieno tiene regular resistencia a la tensión y muy poca frente a la gasolinay a los aceites. Estas propiedades limitan las posibilidades de fabricar con ellos losneumáticos

El policloropreno o neopreno, se fabrica a partir del 2-cloro-1,3-butadieno. Elneopreno presenta mejor resistencia a la gasolina y los aceites y se utiliza en lafabricación de mangueras para gasolinas y otros artículos usados en las estaciones deservicio.

Un copolímero es el producto que se forma por la mezcla de dos monómeros, y encuya cadena existen las dos unidades. El caucho estireno-butadieno (SBR) es uncopolímero que contiene un 25% de estireno y un 75% de butadieno.

Este polímero sintético es más resistente a la oxidación y a la abrasión que el cauchonatural, pero sus propiedades mecánicas no son tan óptimas. Al igual que el cauchonatural, el caucho estireno-butadieno contiene dobles enlaces capaces de formarenlaces cruzados. Este material se usa, entre otras cosas, para la fabricación deneumáticos.

Se ha logrado sintetizar el poliisopreno, un compuesto idéntico en todos los sentidos al caucho natural, solo que no se extrae del árbol del caucho.Polimerización

Para formar un polímero existen dos caminos factibles: polimerización por adición y polimerización por condensación.

- Polimerización por adición: los monómeros se adicionan unos con otros, de tal manera que el producto polimérico contiene todos los átomos del monómero inicial. Un ejemplo de esto es la polimerización del etileno (monómero) para formar el polietileno, en donde todos los átomos que componen el monómero forman parte del polímero.

- Polimerización por condensación: en este caso, no todos los átomos del monómero forman parte del polímero. Para que dos monómeros se unan, una parte de éste se pierde.

Monómeros:

Son átomos individuales o pequeñas moléculas que se unenpara formar polímeros, macromoléculas que estáncompuestas por cadenas repetidas de monómeros.Esencialmente, los monómeros forman bloques demoléculas como las proteínas, el almidón y muchos otrospolímeros. Existen cuatro tipos de monómeros diferentes:los aminoácidos, los nucleótidos, los monosacáridos y losácidos grasos. Estos monómeros forman los cuatro tiposbásicos de macromoléculas: las proteínas, los ácidosnucleicos, los carbohidratos y los lípidos.

Polimero:

Los polímeros se definen como macromoléculas compuestaspor una o varias unidades químicas (monómeros) que serepiten a lo largo de toda una cadena.

funcionales presentes en la estructura de los monómeros:1. grupos carboxilos (Ej: Acidos acrílico y metacrílico).

2. 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. Derivados de acrilamida (Ej: N-Metilolacrilamida). Este tipo de monómeros es usualmente utilizados en proporciones de 1 a 7% y generan la incorporación de sitios de reticulación dentro de las partículas del látex. Puede sufrir reticulación vía puente hidrógeno a temperatura ambiente, como así también, pueden ser reticulados a temperatura más elevada (120 –150°C) con formación de enlaces covalentes entre distintos grupos N-Metilol presentes en la cadena.

4. Cloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son monómeros con sitios electrofílicos que pueden ser reaccionados post-polimerización con nucleófilos tales como aminas, mercaptanos, etc.

5. Grupos isocianato (Ej: TMI). Estos grupos pueden ser reticulados postpolimerización, mediante grupos amino o hidroxilo , o bien reticular durante el proceso de formación del film.

6. Grupos amino (Ej: de monómeros funcionales como dietilaminoetilmetacrilato)

7. Grupos sulfonato (Ej:estireno sulfonato de sodio)

8. grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)

Reacciones de adición y condensación de polímeros sintéticos

Adición:Cuando se van agregando unidades de monómero sin pérdida de átomos, es decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conformanCondensación:cuando se combinan unidades de monómero y pierden átomos al pasar a formar parte del polímero. Por lo general se pierde una molécula pequeña, como agua o ácido clorhídrico gaseoso.Las cadenas formadas de polímeros, pueden ser:

Lineales. Formados por una única cadena de monómeros.

Ramificados. La cadena lineal presenta ramificaciones.

Redes poliméricas. Se forman al enlazarse átomos de diferentes cadenas.

Clasificacion de polímeros y copolimeros:

Polímeros Naturales: Son los que se pueden presentar en la naturaleza (reino vegetal y animal), por ejemplo: la celulosa, el caucho natural, las resinas, etc.

Polímeros semisintéticos: Son los obtenidos por la transformación química de los polímeros naturales, sin que se destruya de modo apreciable su naturaleza macromolecular. Ej : la seda artificial obtenida a partir de la celulosa.

Polímeros Sintéticos: Son los que se obtienen por vía puramente sintética a partir de sustancias de bajo peso molecular. Ej: el Nylon.

Copolímeros. Son macromoléculas constituidas por dos o más unidades monómeras distintas. La seda es un copolímero natural y la baquelita, uno sintético. Los copolímerosmás comunes están formados por dos monómeros diferentes que pueden formar cuatro combinaciones distintas. Si los monómeros se agrupan en forma azarosa, el polímero se llama copolímero al azar. Si se ubican de manera alternada, se obtiene un copolímeroalternado. Si se agrupan en bloque, por ejemplo, dos monómeros de un tipo y tres monómeros del otro, en forma alternada, se forma un copolímero en bloque. Si se parte de una cadena lineal formada por un monómero y se agregan ramificaciones de otro monómero, se obtiene un copolímero.

Reticulares y lineales

Lineales: Es una molécula polimérica en la cual los átomos se arreglan más o menos en una larga cadena

Alta y baja densidad

Alta: Es un material termoplástico blanquecino, de transparente a translúcido, y es frecuentemente fabricado en finas láminas transparentes. Las secciones gruesas son translúcidas y tienen una apariencia de cera. Mediante el uso de colorantes pueden obtenerse una gran variedad de productos coloreados.

Baja: El polietileno de baja densidad o PEBD (LDPE en inglés) es un polímero de cadena ramificada, por lo que su densidad es más baja.

Termoplásticos y termoestables

Termoplásticos: Un termoplástico es un plástico que, a temperaturas relativamente altas se vuelve deformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado de transición vítrea cuando se enfría lo suficiente.

Termoestables: Los polímeros termoestables son polímeros infusibles e insolubles. La razón de tal comportamiento estriba en que las cadenas de estos materiales forman una red tridimensional espacial, entrelazándose con fuertes enlaces covalentes.

¿Existen diferencias entre polímeros naturales y sintéticos?

Un polímero es una suma de monómeros, hay naturales y sintéticos.

La diferencia es que uno es echo por el hombre y el otro no, por ejemplo un polímero natural es la proteína, sus monómeros son aminoácidos, otro polímero natural es el ADN sus monómeros son nucleótidos.

Polímeros sintéticos son por ej el polietileno, cuyo monómero es etileno o simplemente una botella, una alfombra, etc...

Efectos socioeconómicos y ambientales de la producción y uso de polímeros en México

El impacto socioeconómico es que la gente los esta comprando por que son baratos(mas baratos que los biodegradables) y sirven y el impacto ecológico es que demoran mucho en disolverse en la naturaleza y algunos nunca lo hacen