Los Polimeros

Los polímeros

¿Que son los polímeros?

Un polímero puede definirse como un material constituido por moléculas formadas por unidades constitucionales que se repiten de una manera más o menos ordenada. Dado el gran tamaño de estas moléculas, reciben el nombre de macromoléculas. Es decir, que los polímeros son compuestos químicos cuyas moléculas están formadas por la unión de otras moléculas más pequeñas llamadas monómeros, las cuales se enlazan entre sí como si fueran los eslabones de una cadena. Estas cadenas, que en ocasiones presentan también ramificaciones o entrecruzamientos, pueden llegar a alcanzar un gran tamaño, razón por la cual son también conocidas con el nombre de macromoléculas. Habitualmente los polímeros reciben, de forma incorrecta, el nombre de plásticos, que en realidad corresponde tan sólo a un tipo específico de polímeros, concretamente los que presentan propiedades plásticas (blandas, deformables y maleables con el calor).

Los polímeros, del griego poli (mucho) y meros (partes), reciben también el nombre de macromoléculas, debido al enorme tamaño de las moléculas que los componen. Estas moléculas gigantes tienen pesos moleculares más de cien veces mayores que los de moléculas pequeñas como el agua.

La mayor parte de los polímeros están formados por estructuras de carbón y por tanto se consideran compuestos orgánicos. Aunque existen polímeros naturales de gran valor comercial, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria, son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas

Clasificación de los polímeros

Los polímeros pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez, esas clasificaciones, pueden subdividirse en otras. Partiremos de lo más básico a lo más complejo:

De acuerdo a su origen: Naturales y sintéticos

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.

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. Hoy en día, al fabricarse polímeros se le pueden agregar ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad, resistencia, dureza, elongación, etc.

Polímeros semisintéticos: Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Ejemplo: caucho vulcanizado, etc.

Según sus propiedades Físicas:

a) Termoestables: son polímeros que no se pueden fundir a través de un proceso de calentamiento simple, puesto que su masa es tan dura que necesita temperaturas muy elevadas para sufrir algún tipo de destrucción.

b) Elastómeros: son polímeros que aunque pueden ser deformados, una vez que desaparece el agente que causó la pérdida de su forma pueden retornar a ella. tienen la propiedad de recuperar su forma al ser sometidos a una deformación de ella. Ej. Caucho vulcanizado.

c) Termoplásticos: este es un tipo de polímeros que tienen facilidad para ser fundidos, y por lo tanto pueden ser moldeados. Si tienen una estructura regular y organizada, pertenecen a la subdivisión de los cristalinos, pero si su estructura es desorganizada e irregular, se consideran amorfos.

d) Resinas = Son polímeros termoestables que sufren una transformación química cuando se funden, convirtiéndose en un sólido que al volverse a fundir, se descompone. Ej. PVC, Baquelita y Plexiglas.

e) Fibras = Tienen la forma de hilos. Se producen cuando el polímero fundido se hace pasar a través de unos orificios de tamaño pequeño de una matriz adecuada y se le aplica un estiramiento.

Según su proceso de obtención:

Los polímeros se obtiene gracias a la polimerización, en esta los monómeros se agrupan entre si y forman el polímero.

a) Por condensación: son polímeros obtenidos como consecuencia de la unión de monómeros propiciada por una eliminación molecular.

b) Por adición: son polímeros que resultan de la unión de monómeros por medio de enlaces múltiples.

Según sus monómeros:

a) Homopolímeros: son polímeros que están constituidos por monómeros idénticos.

b) Copolímeros: son polímeros que están constituidos por diversos sectores repetidos, los cuales son iguales entre sí, pero las cadenas que forman esos sectores son diferentes las unas de las otras.

Según la orientación de sus monómeros:

a) Polímeros lineales: son aquellos que, como su nombre lo dice, cuentan con una estructura lineal.

b) Polímeros ramificados: son aquellos que además de la cadena principal, presentan varias de carácter secundario.

Polímeros de condensación

Se forman por la eliminación de agua u otra molécula sencilla entre monómeros. No se usan iniciador, sino que las moléculas que se van a polimerizar tienen grupos funcionales que reaccionan lentamente entre sí. Por ejemplo agua.

Entre los polímeros que se obtienen por este método están:

Polialmidias

Poliésteres

Polieuretanoas

Resinas fenol-formaldehído

Melamina-formaldehído

La melanina-formaldehído se usa para elaborar vajillas de buena calidad.

Podemos resumir las características de polímeros de condensación, de la siguiente manera:

Formación de poliésteres, poliamidas, poliéteres, polianhidros, etc., por eliminación de agua o alcoholes, con moléculas bifuncionales, como ácidos o glicoles, diaminas, diésteres entre otros (polimerización del tipo poliésteres y poliamidas.).

Formación de polihidrocarburos, por eliminación de halógenos o haluros de hidrógeno, con ayuda de catalizadores metálicos o de haluros metálicos (policondensación del tipo de Friedel-Craffts y Ullmann.).

Formación de polisulfuros o poli-polisulfuros, por eliminación de cloruro de sodio, con haluros bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros alcalinos o polisulfuros alcalinos o por oxidación de dimercaptanos (policondensación del tipo Thiokol.).

Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero. Los polímeros de condensación se dividen en dos grupos:

Los Homopolímeros.

Polietilenglicol

Siliconas

Los Copolímeros.

Baquelitas.

Poliésteres.

Poliamidas.

La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros bifuncionales. Deben de saber que los polímeros pueden ser maquinables.

Ejemplo: HOOC--R1--NH2

Si reacciona consigo mismo, entonces:

2 HOOC--R1--NH2 <----> HOOC--R1--NH• + •OC--R1--NH2 + H2O <----> HOOC--R1-NH--CO--R1--NH2 + H2O

Polímeros por adición

Los polímeros son un tipo de moléculas orgánicas (macromoléculas), que se encuentran constituidas por la unión de monómeros, o lo que es lo mismo, moléculas pequeñas.

Los polímeros están constituidos por las uniones de miles de moléculas pequeñas (monómeros), formando así grandes cadenas de formas variadas.

Hay polímeros naturales que tienen gran importancia en el comercio y en la industria, como puede ser el caso del algodón, que se encuentra formado por numerosas fibras de celulosa. Otros ejemplos de polímeros naturales como la seda, o la lana. La gran mayoría de los polímeros que usamos actualmente son de origen sintético.

Para entender los polímeros de adición, es importante dejar claro el concepto de polimerización, el cual consiste en una reacción a través de la que se sintetizan polímeros partiendo de sus monómeros.

Dicha reacción se realiza siguiendo diferentes mecanismos, pudiendo ser una polimerización por pasos, o en cadena. Sea como sea, el tamaño de la cadena va a depender de la temperatura y del tiempo que dure la reacción, pudiendo así, cada cadena un tamaño diferente y por lo tanto, también una masa molecular diferente.

Podemos resumir las características de polímeros de adición, de la siguiente manera:

Adición de moléculas pequeñas de un mismo tipo unas a otras por apertura del doble enlace sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización de tipo vinilo).

Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización tipo epóxido).

Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un doble enlace con eliminación de una parte de la molécula (polimerización alifática del tipo

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