POLIMEROS

POLÍMEROS

Lizeth Angamarca, Yessica Bayolima, Paola Quizhpi y Karolina Rivera

Universidad de Cuenca, Facultad de Ciencias Químicas, Carrera de Ingeniería Química.

Cuenca – Ecuador

Autor para correspondencia: Ana Lucía Astudillo Alemán

Fecha de recepción: 03 / Ene / 2023

RESUMEN: El enfoque para este trabajo fueron los polímeros, moléculas orgánicas de gran importancia en el mundo natural e industrial, constituidas por cadenas de monómeros. El objetivo de este trabajo es recopilar información general sobre los polímeros como el caucho y otros polímeros biodegradables y las diversas aplicaciones que pueden tener. Para ello se empleó una metodología de tipo documental, realizando investigaciones por medio de las cuales se obtenga información confiable a través de Internet. De estas indagaciones se obtuvo que, los polímeros son útiles en el sector automotriz, en áreas médicas y alimenticias. Se emplean para producción de nylon y PVC, en ropa impermeable, placas, acolchado de automóviles, recipientes para alimentos, productos químicos, fibras, suministros hospitalarios, alimentos, refrescos, etc. Se hallaron varios tipos de polímeros como: el caucho, un material con propiedades versátiles, como la dureza y elasticidad, que puede obtenerse naturalmente a partir del látex o producirse de forma sintética. Asimismo, existen polímeros biodegradables que pueden ser naturales, sintéticos o producidos por microorganismos. Entre los naturales están: el almidón, la celulosa y las proteínas. Los sintéticos son en su mayoría obtenidos del petróleo, por ejemplo: PVC, acrílico, teflón y polietileno. Y los sintetizados por microorganismos como los PHAs, que se han vuelto muy importantes por ser completamente biodegradables y servir como sustitutos de los plásticos derivados del petróleo. Concluyendo a partir de esto que, los polímeros son muy importantes tanto a nivel industrial como cotidiano, presentándose como envases de alimentos, ropa, tuberías y otras formas muy útiles en la vida de las personas.

1. MARCO TEÓRICO

1. Estructura de los Polímeros

Los polímeros son grandes sumas de moléculas con masas moleculares que pueden alcanzar incluso millones de UMAS (unidad de masa atómica), que se obtienen por las repeticiones de una o más unidades simples llamadas “monómeros” unidas entre sí mediante enlaces covalentes (Ojeda, 2013).

Figura 1: Adaptado de Polímeros sintéticos. Fuente: Wade, 2012.[pic 3]

1. Relación Estructura – Cristalinidad

En los polímeros con tendencia a la cristalinidad, las cadenas o parte de ellas pueden agruparse de manera ordenada dando origen a estructuras cristalinas, mientras que las secciones desordenadas forman estructuras amorfas. Los polímeros que presentan ambos tipos de estructuras, se denominan semicristalinos. Y aquellos cuyas moléculas están en total desorden se denominan amorfos (Méndez & Coreño, 2010).

1. Nomenclatura

Según la IUPAC, el principio general para nombrar los polímeros es utilizar el sufijo poli– seguido del nombre de la unidad repetitiva que constituye al polímero, escrito éste entre paréntesis. Sin embargo, existen diferentes tipos de nomenclatura de acuerdo al:

• Origen: deriva del nombre del monómero correspondiente, por ejemplo: polietileno, poli (cloruro de vinilo), poli (óxido de etileno).
• Nombre del grupo funcional: vinculado al grupo funcional en el esqueleto de polímero. Ejemplo: poliamida, poliéster.
• Nombre de la marca: el nombre comercial dado por el fabricante, como teflón, nylon.
• Nombre abreviado: PVC (policloruro de vinilo), PET (polietileno tereftalato) (Nomenclatura de polímeros, s. f).

1. Clasificación

1. Según su Origen

• Polímeros naturales: generados por los seres vivos, por ejemplo: la celulosa, el almidón y el caucho.
• Polímeros semisintéticos: obtenidos por la transformación de un polímero natural, por ejemplo: el caucho vulcanizado, que se produce al hacer reaccionar al caucho con azufre a altas temperaturas.
• Polímeros sintéticos: obtenidos industrialmente haciendo reaccionar al monómero correspondiente. Ejemplo: el polietileno, nylon o poliestireno (Meira & Gugliotta, 2022).

1. Según su Aplicación

De acuerdo a Meira y Gugliotta (2022), los polímeros se emplean como: plásticos estructurales (en botellas y carcasas de equipos); gomas y elastómeros (en gomas de mascar y neumáticos); fibras (en hilados de algodón y de PET); recubrimientos y pinturas (en lacas de resinas vegetales y pinturas al látex); adhesivos, etc.

1. Según su Estructura Molecular

Las estructuras pueden ser lineales, entrecruzadas y ramificadas. En los polímeros lineales cada unidad repetitiva puede contener sustituyentes laterales cortos. Los polímeros entrecruzados poseen muchas cadenas interconectadas entre sí formando redes de masa molar infinita. Mientras que, los polímeros ramificados pueden poseer ramas largas aleatorias, cortas o largas regulares, como se observa en la figura 3.[pic 4][pic 5]

Figura 2: Estructura de polímeros. Fuente: Meira & Gugliotta, 2022.

Figura 3: Tipos de polímeros ramificados. Fuente: Meira & Gugliotta, 2022.[pic 6]

1. Según el Tipo de Monómeros que los Conforma

• Homopolímeros: conformados por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena. Ejemplo: el polipropileno, polietileno o poliestireno (Redacción Aceromafe, 2020).
• Copolímeros: macromoléculas compuestas por dos o más unidades repetitivas distintas, que pueden unirse de diferentes formas por medio de enlaces químicos. Estos se dividen dependiendo de la forma de ordenamiento de los monómeros (Copolímero, s. f).

1. Según su Comportamiento Térmico

• Polímeros termoplásticos: pueden ser moldeados al calentarse. Ejemplo: polietileno y polipropileno, que pueden ser fácilmente reciclados.
• Polímeros termoestables: aquellos que al calentarse se descomponen químicamente. Ejemplo: la baquelita, usado en la fabricación de asas para ollas (Cedrón et al., 2011).

1. Propiedades Físicas

Por lo general, los polímeros presentan alta rigidez, alta estabilidad térmica, peso ligero y alta extensibilidad y elasticidad. Tienen baja densidad debido a que los átomos que componen los plásticos son ligeros (C, H, O, N y/o halógenos), su rango de densidades va desde 0.9 hasta 2.3 g/cm³. Las distancias entre los átomos son relativamente grandes (Marcilla & Beltrán, 2011).

Presentan resistencias muy elevadas, por lo que, son malos conductores eléctricos. Debido al gran tamaño de las moléculas, su solubilidad es más compleja que la de los compuestos de bajo peso molecular (Gomis, 2012).

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