Quimica Polimeros

POLÍMEROS

1. DEFINICIÓN.

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 (blandos, deformables y maleables con el calor).

Dependiendo de su origen, los polímeros pueden clasificarse en naturales y artificiales. Entre los naturales se hallan sustancias muy comunes de las que suele ignorarse su naturaleza polimérica: Los hidratos de carbono o polisacáridos, como el almidón o la celulosa; la lana, la seda y otras proteínas, constituidas por aminoácidos; los ácidos nucleicos (el ADN y el ARN), responsables de la información genética, cuyos monómeros constituyentes son un azúcar (ribosa o desoxirribosa), ácido fosfórico y las bases nitrogenadas que constituyen las letras del código genético, y otras sustancias tales como el caucho, derivadas de pequeñas moléculas de hidrocarburos.

Con el desarrollo de la tecnología y la industria química el hombre ha aprendido a imitar a la naturaleza, e incluso a mejorarla, sintetizando nuevos polímeros artificiales inexistentes en ella, normalmente a partir de derivados del petróleo. El primero en ser creado de forma totalmente artificial fue, en 1909, la baquelita, aunque con anterioridad se habían obtenido algunos, como el celuloide, mediante la modificación de polímeros naturales, celulosa en este caso. En la actualidad la síntesis y el procesado de materiales poliméricos es una de las más importantes ramas de la industria química, y los polímeros están presentes de forma habitual en nuestra vida cotidiana. Sin pretender ser, ni mucho menos, exhaustivos podemos recordar algunos polímeros tan usuales y frecuentes como el polietileno y el polipropileno, utilizados para la elaboración de bolsas de plástico; el poliestireno, o corcho blanco, para embalajes; el PVC, o policloruro de vinilo, para envases y tuberías; el PET (polietilentereftalato), también para envases; el teflón, como aislante; las poliamidas (nailon) y los poliésteres (tergal), como fibras sintéticas; el metacrilato, como sustitutivo del vidrio; el caucho sintético, para neumáticos... También existen polímeros artificiales de naturaleza inorgánica, como las siliconas, donde el carbono ha sido sustituido por átomos de silicio encadenados con átomos de oxígeno.

Como es fácil apreciar, la vida actual no sería imaginable sin los materiales poliméricos, tal es su implantación en nuestra sociedad. A las aplicaciones beneficiosas de los polímeros sintéticos hay que añadir el grave problema que crea su resistencia a la degradación una vez usados, lo que dificulta su eliminación e incluso su reciclado. Aunque actualmente se está intentando sustituir los polímeros más perniciosos, como el PVC y en general los que contienen flúor y cloro, por otros más inocuos, y se ha comenzado a implantar polímeros biodegradables, todavía hoy un porcentaje muy importante de nuestras basuras está constituido por polímeros de difícil eliminación.

2. HISTORIA.

La noción de molécula es intuitiva, es una consecuencia de la concepción discontinua de la materia y corresponde a la idea de una especie química definida que no puede fragmentarse más allá de cierto límite sin perder sus características propias.

Este concepto se ha caracterizado por diversos métodos analíticos, ya sea por vía húmeda o a través de técnicas instrumentales como, por ejemplo los rayos X, para definir estructuras cristalinas.

Hasta mediados del siglo pasado, existía un buen número de moléculas conocidas de dimensiones finitas y de un número de átomos limitado, en I mayoría de los casos, como el H2O, NH3, CH4, también se encontraban en los estudios de química orgánica, compuestos más elaborados como la sacarosa C12H22O11, el caroteno C40H56 o la triestearina C57H110O6. Sin embargo, el número de átomos de estas substancias no pasaba de una o dos centenas. Por otra parte, se sabia que algunas substancias de origen natural, como la celulosa, el almidón y el hule, que a pesar de corresponder a composiciones moleculares muy simples, sus propiedades físico-químicas eran diferentes de aquellas que tenían fórmulas similares p idénticas, como por ejemplo el hule y la celulosa, cuyas fórmulas obtenidas por análisis elemental son respectivamente C5H8 y C6H10O5, Para explicar estas anomalías se les atribuirla, a la celulosa y al hule, una estructura micelar, es decir, las pequeñas moléculas de C5H8 o C6H10O5 se encontraban, según esta teoría, agrupadas en partículas mucho más voluminosas e indisociables por medio de fuerzas de asociación intensas, pero indeterminadas, lo que era difícil de explicar, ya que éstas debían de ser de la misma magnitud que la de uniones ordinarias entre átomos para que aún en solución mantuvieran sus propiedades de cohesión.

Se sabe que, por ejemplo, las moléculas de jabón al variar la dilución, se cambian las características de éstas, fenómeno que no sucede en el caso de la celulosa.

Ya en 1900, Weber suponía que el hule natural era una verdadera macromolécula, sin embargo, no contó con el apoyo de los investigadores de la época; fue solamente hasta 1922 con lo trabajos de Herman Staudinger que se empezó a debatir seriamente sobre la estructura de estos compuestos. Se requirieron alrededor de 10 años más para lograr convencer total mente sobre la nueva teoría, y a partir de 1933, aproximadamente, se empezó a desarrollar la teoría macromolecular de tal forma que aunque en 1891 se produjo por primera vez el rayón en Francia, y en 1919 se inició la producción de baquelita a partir de resinas fenólicas, fue a partir de los años 30 cuando se produjo un desarrollo explosivo de la industria de los polímeros precedida de una intensa investigación, y así, en 1931 se produce el hule sintético (neopreno), en 1933 se descubre el polietileno (lCl) Inglaterra. En 1935 Carothers descubre el nylon, en 1936 Rohm and Haas comercializa el polimetilmetacrilato, en 1937 sale al mercado el poliestireno, etc. Posteriormente, se desarrollan los catalizadores Ziegler Natta, se estudia la estructura del ácido desoxirribonucleico, en fin, seria

...