Historia de Los Polimeros

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HISTORIA DE LOS POLIMEROS A diferencia de materiales existentes en la naturaleza como, la madera y la piel de animales, que han sido utilizadas desde el origen de la humanidad; vidrio y metal que registran su uso en las primeras civilizaciones como Babilonia y Egipto; el plástico, es el primer material sintético, creado por el hombre. Antes de la aparición del primer plástico sintético, el hombre ya utilizaba algunas resinas naturales, como el betún, gutapercha, goma, laca y ámbar, con los que podían fabricar productos útiles y lograr aplicaciones diversas. Se tienen referencias de que éstas se utilizaban en Egipto, Babilonia, India, Grecia y China, para una variedad de aplicaciones desde el modelo básico de artículos rituales hasta la impregnación de los muertos para su momificación. En la antigua Grecia se clasificaba todo el material como animal, vegetal o mineral, los alquimistas dieron mucha importancia a los minerales, los alquimistas le dieron mucha importancia a los minerales , la palabra polímero se deriva del griego poli y meros que significan mucho y partes respectivamente, algunos científicos prefieren utilizar el término de macromolécula. Las primeras civilizaciones sudamericanas como la Azteca utilizaban caucho (Hevea brasiliensis) para fabricar artículos elásticos o impermeabilizar tejidos. Siempre hubo abundancia de fibras naturales y elastómeros pero no de materiales plásticos. Los hombres primitivos usaban técnicas rudimentarias de plásticos para cubrir las proteínas de las pieles de animal y hacer cueros y moldear caparazones de tortuga a base de calor, también utilizaron alquitranes de origen natural como materiales de calafateado.

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Historia de los polímeros en la industria química desde antes de la aparición del primer plástico donde se usaban resinas hasta la actualidad en México.

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HISTORIA DE LOS POLIMEROSA diferencia de materiales existentes en la naturaleza como, la madera y la piel de animales, que han sido utilizadas desde el origen de la humanidad; vidrio y metal que registran su uso en las primeras civilizaciones como Babilonia y Egipto; el plstico, es el primer material sinttico, creado por el hombre.Antes de la aparicin del primer plstico sinttico, el hombre ya utilizaba algunas resinas naturales, como el betn, gutapercha, goma, laca y mbar, con los que podan fabricar productos tiles y lograr aplicaciones diversas. Se tienen referencias de que stas se utilizaban en Egipto, Babilonia, India, Grecia y China, para una variedad de aplicaciones desde el modelo bsico de artculos rituales hasta la impregnacin de los muertos para su momificacin.En la antigua Grecia se clasificaba todo el material como animal, vegetal o mineral, los alquimistas dieron mucha importancia a los minerales, los alquimistas le dieron mucha importancia a los minerales , la palabra polmero se deriva del griego poli y meros que significan mucho y partes respectivamente, algunos cientficos prefieren utilizar el trmino de macromolcula.Las primeras civilizaciones sudamericanas como la Azteca utilizaban caucho (Hevea brasiliensis) para fabricar artculos elsticos o impermeabilizar tejidos. Siempre hubo abundancia de fibras naturales y elastmeros pero no de materiales plsticos. Los hombres primitivos usaban tcnicas rudimentarias de plsticos para cubrir las protenas de las pieles de animal y hacer cueros y moldear caparazones de tortuga a base de calor, tambin utilizaron alquitranes de origen natural como materiales de calafateado.Whler sintetizo urea partiendo de compuestos inorgnicos en 1828, y de ah hubo un gran progreso en la qumica orgnica, en 1850 Kekul desarrollo las tcnicas de representacin de formulas estructurales aceptadas hoy en da .Cuando hablamos de polmeros nos referimos a un compuesto sinttico o natural formado a partir de la repeticin de una unidad estructural llamado monmero. Los polmeros han estado presentes en la vida y la naturaleza desde sus comienzos, como pueden ser las protenas, pero los primeros polmeros artificiales surgieron a mediados del siglo diecinueve desarrollndose hasta nuestros das. Los primeros polmeros artificiales se obtuvieron a base de la transformacin de polmeros naturales (caucho, seda, algodn, etc). Se cree que el primer polmero fue elaborado por Charles Goodyear en 1839 con el vulcanizado del caucho. En 1846 y 1868 se desarrollaron formas de sintetizar celuloide a partir del nitrato de celulosa. Pero el primer polmero totalmente sinttico fue desarrollado por el qumico estadounidense Leo Hendrik Baekeland: la baquelita. Este producto tuvo un gran xito debido a sus peculiares propiedades: se le poda dar la forma deseada antes de que se enfriara, no conduca la electricidad y era resistente al agua y los disolventes. Pronto surgieron otros polmeros que revolucionaran esta industria como el poliestireno y el policloruro de vinilo (PVC), 1911 y 1912 respectivamente. Estos polmeros fueron sustitutos del caucho y se usaron para la creacin de objetos y utensilios de la vida cotidiana. Otros polmeros importantes fueron el metracrilato de metilo polimerizado (plexigls) que se us como sustituto del cristal, el tefln, usado en utensilios de cocina por sus propiedades antiadherentes y el nailon, primer plstico de alto rendimiento. La industria del plstico es una industria joven que en el ao 2004 cumple 94 aos de edad. Los primeros 50 aos correspondieron a la investigacin y la implementacin de los descubrimientos realizados, los siguientes veinte aos en la difusin de informacin y aprovechamiento de ellos y los ltimos veinte aos en optimizar el uso de los mismos.La investigacin de estos materiales inici desde 1830, cuando la investigacin pura conduce a muchos cientficos a la sntesis de materias primas, que despus sern aprovechadas en la elaboracin de diferentes plsticos.

El desarrollo de estas sustancias se inici en 1860, cuando el inventor estadounidense Wesley Hyatt desarroll un mtodo de procesamiento a presin de la piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitracin tratado previamente con alcanfor y una cantidad mnima de alcohol. Su producto, patentado con el nombre de celuloide, se utiliz para fabricar diferentes objetos, desde placas dentales a cuellos de camisa. El celuloide tuvo un notable xito comercial a pesar de ser inflamable y deteriorarse al exponerlo a la luz.

Sin embargo, no es hasta 1907 cuando se introducen los polmeros sintticos, cuando el Dr. Leo Baeckeland descubre un compuesto de fenol-formaldehdo al cual denomina baquelita y que se comercializa en 1909. Este material presenta gran resistencia mecnica aislamiento elctrico y resistencia a elevadas temperaturas.

Entre los productos desarrollados durante este periodo estn los polmeros naturales alterados, como el rayn, fabricado a partir de la celulosa, del nitrato de celulosa o del etanoato de celulosa.

En 1920 se produjo un acontecimiento que marcara la pauta en el desarrollo de materiales plsticos. El qumico alemn Hermann Staudinger aventur que stos se componan en realidad de molculas gigantes o macromolculas. Los esfuerzos dedicados a probar esta afirmacin iniciaron numerosas investigaciones cientficas que produjeron enormes avances en esta parte de la qumica.

Los resultados alcanzados por los primeros plsticos incentivaron a los qumicos y a la industria a buscar otras molculas sencillas que pudieran enlazarse para crear polmeros. En la dcada del 30, qumicos ingleses descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo la accin del calor y la presin, formando un termoplstico al que nombraron polietileno (PE). Hacia los aos 50 aparece el polipropileno (PP).

Al reemplazar en el etileno un tomo de hidrgeno por uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC), un plstico duro y resistente al fuego, especialmente adecuado para caeras de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un material ms blando, sustitutivo del caucho, comnmente usado para ropa impermeable, manteles, cortinas y juguetes. Un plstico parecido al PVC es el politetrafluoretileno (PTFE), conocido popularmente como tefln y usado para rodillos y sartenes antiadherentes.

Otro de los plsticos desarrollados en los aos 30 en Alemania fue el poliestireno (PS), un material muy transparente comnmente utilizado para vasos. El poliestireno expandido (EPS), una espuma blanca y rgida, es usado bsicamente para embalaje y aislante trmico.

Tambin en los aos 30 se crea la primera fibra artificial, el nylon. Su descubridor fue el qumico Walace Carothers, que trabajaba para la empresa Dupont. Descubri que dos sustancias qumicas como el hexametilendiamina y cido adpico, formaban polmeros que bombeados a travs de agujeros y estirados formaban hilos que podan tejerse. Su primer uso fue la fabricacin de paracadas para las fuerzas armadas estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial, extendindose rpidamente a la industria textil en la fabricacin de medias y otros tejidos combinados con algodn o lana. Al nylon le siguieron otras fibras sintticas como por ejemplo el orln y el acriln.

En la presente dcada, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del tereftalato de polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado de envases.

El avance de la industria de los polmeros se intensific mucho a partir de 1926, cuando el qumico alemn Hermann Staudinger expuso su teora de los polmeros: largas cadenas de pequeas unidades unidas por enlaces covalentes (fundamento de la qumica macromolecular). Esta industria volvi a sufrir otro gran avance en la segunda guerra mundial. Puesto que la mayora de los pases no reciba materias primas, ya sea porque el pas que se la suministraba se encontraba en el bando contrario, o porque las rutas de comercio estaban muy controladas, se vieron obligados a desarrollar nuevos polmeros para sustituir las materias primas con las que normalmente hacan los distintos productos o armas de combate. Ejemplo de esto puede ser el caucho sinttico usado por Alemania para las ruedas de los tanques y el nailon, desarrollado por los E.E.U.U. usado para fabricar textiles como paracadas o prendas combinndolo con lana o algodn.Durante la posguerra y hasta nuestros das la industria de los polmeros ha seguido avanzando a pasos agigantados desarrollndose nuevos polmeros como el polietileno o el polipropileno, dos de los polmeros ms usados en la actualidad. Durante los aos de la posguerra se mantuvo el elevado ritmo de los descubrimientos y desarrollos de la industria de los plsticos. Tuvieron especial inters los avances en plsticos tcnicos, como los policarbonatos, los acetatos y las poliamidas. Se utilizaron otros materiales sintticos en lugar de los metales en componentes para maquinaria, cascos de seguridad, aparatos sometidos a altas temperaturas y muchos otros productos empleados en lugares con condiciones ambientales extremas. En 1953, el qumico alemn Karl Ziegler desarroll el polietileno, y en 1954 el italiano Giulio Natta desarroll el polipropileno, que son los dos plsticos ms utilizados en la actualidad. En 1963, estos dos cientficos compartieron el Premio Nobel de Qumica por sus estudios acerca de los polmeros.

Las investigaciones de 1990 al 2000 se orientan a la combinacin entre polmeros para formar mezclas polimricas y aleaciones plsticas cuando se adicionan agentes de acoplamiento o compatibilizadores como los silanos, titanatos y hules termoplsticos, siendo la innovacin la que mueve el desarrollo tecnolgico de esta industria.

El final del Siglo XX se caracteriza por la suma de empresas que se fusionan y unen sus desarrollos originando nuevas oportunidades para el material que se considera la co-creacin del hombre; el plstico.

MEXICODentro de la petroqumica, la industria de resinas sintticas es la que presenta una mayor relevancia, la produccin nacional para plsticos se remonta escasamente a 57 aos la cual se ha caracterizado por su dinamismo en los ltimos aos, adems la cadena productiva ha impactado todos los sectores de la economa nacional, es decir nos encontramos ante una industria joven que ha evolucionado en forma acelerada y normalmente a ndices superiores al mostrado por el Producto Interno Bruto Nacional (PIB) y al Manufacturero.

A principios de la dcada de los 40s, comenz la comercializacin de los plsticos y el conocimiento del desarrollo a nivel industrial que ha tenido este sector y la flexibilidad de sus productos les ha permitido aplicarse en mercados que antes eran cautivos de materiales como, el hierro, cobre y acero. Desde 1960 la infraestructura y capacidad de las regiones econmicamente poderosas, hicieron aumentar el sector, originando el crecimiento dinmico de resinas termoplsticas, la demanda interna de resinas sintticas mostr una cada significativa durante 1982-1984 del orden del 12% en trminos globales. En 1986 y 1987 present una moderada recuperacin, y en 1985, 1988 y 1989 un importante crecimiento del 4.5 por ciento.

Las bondades del Poliestireno (PS) lo ubican como uno de los plsticos mas utilizados en todo el mundo, en 1945 el primer plstico que se comercializ en Mxico fue el PS, y en 1957 se importaron las primeras mquinas inyectoras, con la ventaja de obtener de forma industrial artculos iguales y en mayor nmero para cubrir las demandas del mercado, pero fue hasta 1962 cuando se inici la produccin nacional principalmente en la elaboracin de productos de embalaje, carcazas de electrodomsticos, casettes, envases trmicos.

En Mxico se comercializa el PVC desde 1947. En 1953 -1955 se instalaron las primeras plantas productoras de esta resina en el pas, sin embargo el mayor desarrollo tecnolgico y la comercializacin a nivel internacional se dio con el comienzo de la dcada de los ochentas. Hasta 1987 el PVC mantuvo el liderazgo en cuanto a la resina de mayor produccin. El campo de aplicacin principalmente era en tuberas.

La comercializacin de los polietilenos comenz a partir de 1934 y la produccin nacional fue en 1946, los grandes aumentos en 1961 y 1963 se debieron a rebajas en los precios de origen. En 1988 el polietileno ocup el primer lugar en la produccin nacional. Su participacin principal es en el mercado de envase y embalaje se aplica en pelcula encojible y estirable, empaque de alimentos y recubrimiento de latas, tubera a presin, bolsas grandes y pelculas.

El polipropileno junto con el polietileno son las dos olefinas o parafinas ms importantes, tanto para su consumo como por sus propiedades y aplicaciones. Fue descubierto en 1950 y comercializado en 1957, ocupando de acuerdo a su consumo el cuarto a nivel nacional considerando al polietileno de alta y baja como un solo polmero. El mayor uso de este material se utilizaba en el sector de rafia para la elaboracin de costales para azcar, granos y otros productos alimenticios, en pelculas para botanas, chocolates, dulces, productos secos, carnes fras. Debido a la gran demanda de ste, la construccin de la primera planta fue en 1989 y en 1992 se dio la comercializacin formal en Mxico.

Desde que fue patentado en 1941 como un polmero para fibras, el PET ha presentado un continuo desarrollo tecnolgico. Su diversificacin lo ha llevado a obtener un espectacular crecimiento a rango mundial, especialmente por sus grandes beneficios como empaque. En Mxico se empez a utilizar para este fin a mediados de la dcada de los ochenta. Mientras que en 1989 se consuman en el pas 11 mil toneladas, la comercializacin de ste hasta la fecha, es de casi 500 mil toneladas. La produccin de PET comenz a principios de 1987, aunque present algunas dificultades desde su aparicin debido al costo relativamente alto de la materia prima.

El consumo de polmeros ha aumentado considerablemente en los ltimos aos. Los factores que han favorecido el mercado de los polmeros son los precios de muchos materiales plsticos que son competitivos y a veces inferiores a los de productos naturales, aunado al hecho de que el petrleo ofrece una mayor disponibilidad de materiales sintticos que otras fuentes naturales. Estos petroqumicos han sustituido parcial y a veces totalmente a muchos materiales naturales como madera, algodn, papel, lana, piel, acero y concreto.

A finales de la dcada de los aos 50 del siglo pasado, se despert en Mxico un gran inters por desarrollar la tecnologa necesariapara fabricar a gran escala los plsticos llamados de Ingeniera. Los plsticos de ingeniera son materiales polimricos que presentan propiedades mecnicas excelentes. En la dcada de los aos 60, en PEMEX se haba decidido impulsar el desarrollo de la petroqumica como una manera efectiva y directa de apoyar la produccin de los derivados del benceno y de otros compuestos bsico que son la base de las materias primas para la produccin de monmeros. En un ambiente industrial de gran efervescencia flotaba la idea de impulsar el desarrollo de la petroqumica secundaria y terciaria en Mxico. Varios grupos de ingenieros decidieron iniciar el proyecto de Produccin de Plsticos de Ingeniera con base en la familia de las poliamidas.

Bibliografa.- **http://www.ingenieriaplastica.com/novedades_ip/instituciones/cipres_histohis.html**La industria de los plsticos de ingeniera en Mxico. Bol. Soc. Qum. Mx. 2009, 3(1), 25-29 2009, Sociedad Qumica de Mxico ISSN 1870-1809**Introduccin a la qumica de los polmeros , Raimond B. Seymour,Charles E. Carraher