Polímeros: estructura, clasificación y propiedades

POLÍMEROS:

macromoléculas formadas por unidades más pequeñas llamadas MONÓMEROS (iguales o distintos). Se unen entre sí por enlaces covalentes para formar un polímero (polimerización). Elasticidad, dureza, flexibilidad, resistencia-> polímero

CLASIFICACIÓN:

Naturales: parte de los seres vivos (seda, ADN) Semisintético: Formados a partir de pol (caucho vulcanizado) Sintético: se obtiene de manera industrial o son sintetizados en laboratorio por la polimerización (polietileno)

COMPOSICIÓN QUÍMICA:

Inorgánico: formado por P, SI, C, H (silicona) Orgánico: formado por C, H (plásticos, PVC, polietileno)

ESTRUCTURA DE LA CADENA:

Lineales: monómeros poseen dos centros de propagación (unidireccional o bidireccional) Ramificados: más de dos centros de propagación (de manera tridimensional) Entrecruzados: dos o más cadenas lineales.

COMPOSICIÓN DE LA CADENA

: Homopolímero: proviene de un solo tipo de monómero (M-M-M-M-M-M)n Copolímero: constituido por dos o más tipos de monómeros distintos (-M-C-C-M-C-C-M)n

COPOLÍMERO:

según ordenamiento de monómeros: Alternado: las unidades de ambos monómeros están alterndos (A-B-A-B-A-B) En bloques: bloques alternados de ambos tipos de monómeros (A-A-B-B-A-A-B-B) Injertados: formado por cadena vertebral de 1 tipo de monómeros, se injertan ramificaciones construidas por otra clase. Aleatorio: no existe orden establecido SINTÉTICOS: Propiedades: Entre las propiedades generales se encuentran: • Bajo costo de producción. • Alta relación resistencia mecánica/densidad, lo que permite reemplazar algunos metales en variadas aplicaciones, como en los mecanismos y piezas de automóviles. • Alta resistencia al ataque químico y, como consecuencia, a la corrosión, lo que permite emplearlo, por ejemplo, en el almacenaje de ácido y bases, reemplazando los envases de vidrio. • Constante dieléctrica elevada, lo que posibilita que sean utilizados como elementos aislantes térmicos y eléctricos, reemplazando, por ejemplo, a los materiales cerámicos y compitiendo, en el caso de las bajas temperaturas (menos de 200    º C), con los materiales cerámicos por su bajo precio.

Prop. Mecánicas: Resistencia: son resistentes a la compresión y al estiramiento. Por ejemplo, los policarbonatos que se usan en techos de terrazas e invernaderos • Dureza: Corresponde a la capacidad de oposición que presentan los polímeros a romperse. Por ejemplo el polietileno, • Elongación: Corresponde al cambio de forma que experimenta un polímero cuando se le somete a tensión externa, es decir, cuánto es capaz de estirarse sin romperse. Los elastómeros son polímeros que pueden estirarse hasta 1.000 veces su tamaño original y volver a su longitud base sin romperse. (polibutadieno) Prop. Físicas: Fibras: Corresponden a hebras ordenadas en una dirección determinada, formada por hilos muy resistentes, gracias a las fuerzas intermoleculares entre las cadenas poliméricas que son muy intensas. (Alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad) • Elastómeros: Corresponden a polímeros con cadenas con orientación irregular, las que al estirarse se extienden en el sentido de la fuerza aplicada (fuerzas intermoleculares débiles para mantener la orientación ejercida por la fuerza, recuperan su forma original) • Plásticos: Corresponden a polímeros que presentan propiedades intermedias entre las fibras y los elastómeros, por ende, no presentan un punto de fusión fijo, lo que les permite ser moldeados y adaptados a diferentes formas, puesto que poseen a ciertas temperaturas, propiedades de elasticidad y flexibilidad. Prop. Térmicas: Termoplásticos: Polímeros que se caracterizan porque sus cadenas (lineales o ramificadas) no están unidas. Las fuerzas intermoleculares entre sus cadenas se debilitan al aumentar la temperatura, reblandeciéndose. En cambio, a temperatura ambiente son rígidos. Termoestables: Polímeros cuyas cadenas están interconectadas por medio de ramificaciones más cortas que las cadenas principales, siendo el calor el responsable del entrecruzamiento (que impiden los desplazamientos relativos de las moléculas) y le da una forma permanente a este tipo de polímeros, por lo cual, no se pueden volver a procesar. Son materiales rígidos, frágiles y con cierta resistencia térmica. (No vuelven a su forma original) Polimerización por adición: consiste en la producción del polímero por la repetición (adición) exacta del monómero original, sin que se origine ningún subproducto. Iniciación: Proceso en el que participa como reactivo la molécula denominada “iniciador”. Propagación: Proceso en el que la cadena comienza a alargarse por repetición del monómero. Terminación: Proceso en el que se interrumpe la propagación, se extingue el proceso de “crecimiento” de la cadena y se obtiene un polímero determinado. La polimerización comienza cuando el “iniciador” se adiciona a un doble enlace carbono - carbono de un sustrato insaturado y forma un intermediario reactivo Este intermediario reacciona con una segunda molécula del monómero y da un nuevo intermediario y así sucesivamente Finalmente la cadena polimérica deja de crecer. Se logra por distintos procesos. (Catiónica, aniónica, por radicales libres) Polimerización por condensación: Se forman por un mecanismo de reacción en etapas el polímero se forma porque las unidades monoméricas que intervienen son principalmente: diácidos carboxílicos, diaminas y dialcoholes.(se libera una molécula de agua) NATURALES: La mayor parte de las moléculas orgánicas están formadas principalmente por carbono, las macromoléculas se estructuran en unidades pequeñas, como vimos anteriormente, las denominadas monómeros. precursores y generan moléculas de mayor masa, nuestros conocidos monómeros, los que a su vez se unen entre sí formando largas cadenas como son los polímeros naturales o biopolímeros. De acuerdo al tipo de monómero que origina el polímero, las macromoléculas que constituyen la materia viva forman, básicamente, tres grandes grupos, cada uno de las cuales cumple un rol biológico específico. • Proteínas, presentes por ejemplo, en carnes o huevos. • Ácidos nucleicos, que encontramos al interior de cada una de nuestras células. • Carbohidratos o glúcidos, presentes por ejemplo, en productos elaborados con harina y cereales.

 SILICONA: Compuesto inorgánico, polimerización por adición  condensación, polímero de origen sintético

POLICARBONATO: polímero sintético de origen orgánico, pol. por condensación, reciclable (cascos de construcción, CD, bidones de agua)

POLIPROPILENO: de origen orgánico(sintético), su monómero es el propileno, polimerización por adición, reciclable(bolsas, sacos, utensilios domésticos)

NAILON: polímero sintético orgánico, pol. por condensación, no reciclable (cierres, hilo de pesca, cuerdas de guitarra)

POLIETILENO TEREFTALATO: de origen orgánico, reciclable, pol. por adición (envases, cd)

CAUCHO: tanto natural como sintético, su polímero es el isopreno(neumáticos, impermeables)

PROTEÍNAS: polímero natural, monómero es aminoácidos, pol. por condensación, reciclable.(huevos, carne)