El mundo de los polímeros

Miguel Mena Maldonado.

Yunan Olivares Salazar.

Amurabi Salinas Cohen.

1¿Qué son los polímeros y por qué son tan importantes?

• Moléculas muy grandes.

• Constituidas por la unión repetida de muchas unidades moleculares pequeñas (monómeros).

• unidas entre si por enlaces covalentes.

1.1.Importancia de los polímeros

por sus aplicaciones y usos• La propiedad de un polímero determina su aplicación.

• si deseamos construir un objeto que sea elástico, deberá estar hecho de un polímero con propiedades elásticas.

• Estas características se llaman propiedades mecánicas y las más importantes son: resistencia, dureza y elongación.

1.2.Clasificación de polímeros en naturales y sintéticos.

Los polímeros naturales

• son aquellos que proceden de los seres vivos ejemplo Polisacáridos, proteínas, ácidos nucleícos, caucho, lignina, etc.

Los polímeros sintéticos

• macromoléculas creadas artificialmente en un laboratorio o en la industria. El polietileno de los envases plásticos, el poliuretano de las zapatillas y el rayón de una prenda de vestir son polímeros sintéticos.

2.Estructura química de los polímeros

2.1.Concepto de monómero y

polímero.

• Los monómeros son compuestos de bajo peso molecular que pueden unirse a otras moléculas pequeñas (ya sea iguales o diferentes) para formar macromoléculas.

• Los polímeros son mezclas de macromoléculas de distintos pesos moleculares.

2.2.Grupos 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). • 3. Derivados de acrilamida (Ej: N-Metilolacrilamida). • 4. Cloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo)• 5. Grupos isocianato (Ej: TMI). • 6. Grupos amino (Ej: de monómeros funcionales como

dietilaminoetilmetacrilato)• 7. Grupos sulfonato (Ej:estireno sulfonato de sodio)• 8. grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)

3.¿Cómo se obtienen los polímeros sintéticos?

• Los polímeros sintéticos son aquellos que se obtienen por síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio Ejemplos: nailon, poliestireno, PVC, polietileno, etc

3.1. Reacciones de adición y condensación de polímeros sintéticos

adición

• se distinguen tres etapas: iniciación, en la que participa como reactivo una molécula llamada iniciador; propagación, en la que la cadena comienza a alargarse por repetición del monómero y terminación, en la que se interrumpe el proceso de propagación y la cadena deja de crecer ya que se han agotado los monómeros.

condensación

• el polímero se forma porque los monómeros que intervienen tienen más de un grupo funcional capaz de reaccionar con el grupo de otro monómero.

• En este tipo de reacción, por cada nuevo enlace que se forma entre los monómeros, se libera una molécula pequeña.

ejemplos

Adición Condensación

3.2. Clasificación de polímeros y copolimeros

• Homopolímeros. Son macromoléculas formadas por la repetición de unidades monómeras idénticas. La celulosa y el caucho son homopolímerosnaturales. El polietileno y el PVC son homopolímerossintéticos.

• Copolímeros. Son macromoléculas constituidas por dos o más unidades monómeras distintas. La seda es un copolímero natural y la baquelita, uno sintético. Los copolímeros más comunes están formados por dos monómeros diferentes que pueden formar cuatro combinaciones distintas.

4. propiedades de los polímeros • Las propiedades físicas de estas moléculas difieren bastante

de las propiedades de los monómeros que las constituyen.• Las propiedades van a estar influenciadas por la estructura

interna, presencia de fuerzas intermoleculares, etc.• La estructura es generalmente amorfa.• Notable plasticidad, elasticidad y resistencia mecánica.• Alta resistividad eléctrica.• Poco reactivos ante ácidos y bases.• Unos son tan duros y resistentes que se utilizan en

construcción: PVC, baquelita, etc.• Otros pueden ser muy flexibles (polietileno), elásticos

(caucho), resistentes a la tensión (nailon), muy inertes (teflón), etc.

4.1. Clasificación de los polímeros de acuerdo a las siguientes propiedades:

Reticulares y linealesAlta y baja densidad

Termoplásticos y termoestables

Reticulares

• Con cadenas ramificadas entrelazadas en las tres direcciones del espacio. Ejemplo: Epoxi.

Lineales

• Formados por monómeros disfuncionales. Ejemplos: Polietileno, poliestireno, kevlar.

densidad

temperatura

Termoplásticos

• Después de ablandarse o fundirse por calentamiento, recuperan sus propiedades originales al enfriarse.

• En general son polímeros lineales, con bajas Tf y solubles en disolventes orgánicos.

• Ejemplos: derivados polietilenitos, poliamidas (o nailon), sedas artificiales, celofán, etc.

Termoestables• Después del calentamiento se

convierten en sólidos mas rígidos que los polímeros originales.

• Este comportamiento se debe a que con el calor se forman nuevos entrecruzamientos que provocan una mayor resistencia a la fusión.

• Suelen ser insolubles en disolventes orgánicos y se descomponen a altas temperaturas.

• Ejemplos: baquelita, ebonita, etc.

5. ¿Existen diferencias entre polímeros naturales y sintéticos?

• Entre los polímeros naturales y sintéticos no hay grandes diferencias estructurales, ambos están formados por monómeros que se repiten a lo largo de toda la cadena.

6. Efectos socioeconómicos y ambientales de la producción y uso

de polímeros en México