universidad alas peruanas

LOS POLMEROSIntroduccin:Durante los ltimos 100 aos se ha introducido una nuevaclasedemateriales, los denominadosplsticos. La rpida expansin y crecimiento de estos materiales ha ocurrido a expensas de los materiales tradicionales en aplicaciones ya establecidas, as como en eldesarrollode nuevas aplicaciones ymercados.Sin los materiales plsticos es difcil concebir cmo se podran haber desarrollado y extendido algunos objetos caractersticos de la vida moderna (tales como eltelfono,la televisino los ordenadores) que en lassociedadesdesarrolladas tanto han ayudado a mejorar el confort y lacalidad de vida.De todas las especialidades de laQumicaOrgnica, la Qumica de Polmeros destaca tanto por el nmero de cientficos que la desarrollan en el mundo, como por ser la que exige una formacin ms especfica en Qumica Orgnica.Hasta finales del siglo pasado se consideraba que las substancias de alto peso molecular, que a veces aparecan en losexperimentos, eran simplemente el resultado de reacciones fallidas. Desdela segunda guerra mundialse han desarrollado cientos de polmeros.En una primera clasificacin, los materiales polimricos se pueden dividir en dos grandesgrupos: los polmeros naturales y los polmeros sintticos, denominndose estos ltimos generalmente como materiales plsticos. Los polmeros son molculas de gran tamao formadas por la unin decompuestos orgnicos(monmeros) mediante enlaces covalentes.Por consiguiente, estainvestigacinestar enfocada en algunos trminos relacionados con los polmeros, de los cuales se desarrollaran cada unos de estos puntos de manera clara y concisa, gracia al apoyo de diversasfuentesbibliogrficas que sirvieron para recoger un buen contenido sobre este tema.

Que son los polmeros?Un polmero puede definirse como un material constituido por molculas formadas por unidades constitucionales que se repiten de una manera ms o menos ordenada. Dado el gran tamao de estas molculas, reciben el nombre de macromolculas. Es decir, que los polmeros son compuestos qumicos cuyas molculas estn formadas por la unin de otras molculas ms pequeas llamadas monmeros, las cuales se enlazan entre s como si fueran los eslabones de una cadena. Estas cadenas, que en ocasiones presentan tambin ramificaciones o entrecruzamientos, pueden llegar a alcanzar un gran tamao, razn por la cual son tambin conocidas con el nombre de macromolculas. Habitualmente los polmeros reciben, de forma incorrecta, el nombre de plsticos, que en realidad corresponde tan slo a un tipo especfico de polmeros, concretamente los que presentan propiedades plsticas (blandas, deformables y maleables con elcalor).Los polmeros, del griego poli (mucho) y meros (partes), reciben tambin el nombre de macromolculas, debido al enorme tamao de las molculas que los componen. Estas molculas gigantes tienen pesos moleculares ms de cien veces mayores que los de molculas pequeas como elagua.La mayor parte de los polmeros estn formados porestructurasde carbn y por tanto se consideran compuestos orgnicos. Aunque existen polmeros naturales de granvalorcomercial, la mayor parte de los polmeros que usamos en nuestra vida diaria, son materiales sintticos con propiedades y aplicaciones variadas

1.-Clasificacin de los polmeros:Los polmeros pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez, esas clasificaciones, pueden subdividirse en otras. Partiremos de lo ms bsico a lo ms complejo:1.1.-De acuerdo a su origen: Naturales y sintticos

1.1.1.-Los polmeros naturales

son todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de lanaturalezapodemos encontrar una gran diversidad de ellos. Lasprotenas, los polisacridos, loscidosnucleicos son todos polmeros naturales que cumplenfuncionesvitales en los organismos y por tanto se les llama biopolmeros. Otros ejemplos son la seda, elcaucho, elalgodn, lamadera(celulosa), la quitina, etc.

1.1.2.-Los polmeros sintticos

son los que se obtienen porsntesisya sea en unaindustriao en unlaboratorio, y estn conformados a base de monmeros naturales, mientras que los polmeros semisinteticos son resultado de la modificacin de un monmero natural. Elvidrio, la porcelana, el nailon, el rayn, los adhesivos son ejemplos de polmeros sintticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de polmeros semisinteticos. Hoy en da, al fabricarse polmeros se le pueden agregar ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad,resistencia, dureza, elongacin, etc.

1.1.3.- Polmeros semisintticos:

Se obtienen por transformacin de polmeros naturales. Ejemplo: caucho vulcanizado, etc.

1.2.-Segn sus propiedades Fsicas:

a) Termoestables: son polmeros que no se pueden fundir a travs de unprocesode calentamiento simple, puesto que su masa es tan dura que necesita temperaturas muy elevadas para sufrir algn tipo de destruccin.

b) Elastmeros: son polmeros que aunque pueden ser deformados, una vez que desaparece el agente que caus la prdida de su forma pueden retornar a ella. tienen lapropiedadde recuperar su forma al ser sometidos a una deformacin de ella. Ej. Caucho vulcanizado.

c) Termoplsticos:

este es un tipo de polmeros que tienen facilidad para ser fundidos, y por lo tanto pueden ser moldeados. Si tienen unaestructuraregular y organizada, pertenecen a la subdivisin de los cristalinos, pero si su estructura es desorganizada e irregular, se consideran amorfos.

d) Resinas =

Son polmeros termoestables que sufren una transformacin qumica cuando se funden, convirtindose en un slido que al volverse a fundir, se descompone. Ej. PVC, Baquelita y Plexiglas.

e) Fibras = Tienen la forma de hilos. Se producen cuando el polmero fundido se hace pasar a travs de unos orificios de tamao pequeo de unamatrizadecuada y se le aplica un estiramiento.

1.3.-Segn su proceso de obtencin:Los polmeros se obtiene gracias a la polimerizacin, en esta los monmeros se agrupan entre si y forman el polmero.

A)Por condensacin:

son polmeros obtenidos como consecuencia de la unin de monmeros propiciada por una eliminacin molecular.

b) Por adicin:

son polmeros que resultan de la unin de monmeros por medio de enlaces mltiples.

1.3.1.-Segn sus monmeros:

A)Homopolmeros:

son polmeros que estn constituidos por monmeros idnticos.

b) Copolmeros:

son polmeros que estn constituidos por diversos sectores repetidos, los cuales son iguales entre s, pero las cadenas que forman esos sectores son diferentes las unas de las otras.

1.3.2.-Segn la orientacin de sus monmeros:

a)Polmeros lineales:

son aquellos que, como su nombre lo dice, cuentan con una estructura lineal.

b) Polmeros ramificados:

son aquellos que adems de la cadena principal, presentan varias decarctersecundario.

2.-Propiedades fsicas de los polmerosLas propiedades fsicas de estas molculas difieren bastante de las propiedades de los monmeros que las constituyen.Las propiedades van a estar influenciadas por la estructura interna, presencia de fuerzas intermoleculares, etc.Al ser grandes molculas, la estructura es generalmente amorfa.Notable plasticidad,elasticidady resistenciamecnica.Alta resistividad elctrica.Poco reactivos ante cidos y bases.Unos son tan duros y resistentes que se utilizan enconstruccin: PVC, baquelita, etc.Otros pueden ser muy flexibles (polietileno), elsticos (caucho), resistentes a la tensin (nailon), muy inertes (tefln), etc.

3.-TIPOS DE POLIMERIZACIN Existen dos tipos fundamentales de polimerizacin

3.1-.POLIMERIZACIN POR ADICIN: Al formarse la cadena los monmeros se unen sin perder ningn tomo, por lo que la masa molecular del polmero es un mltiplo exacto de la masa molecular del monmero. Los monmeros tienen insaturaciones (dobles o triples enlaces) que pasan a sencillos en el polmero.

Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura homoltica del enlace:

Terminacin: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.

Veamos algunos de los polmeros de adicin ms importantes, sus principales aplicaciones, as como los monmeros de los que proceden. Ntese que los polmeros de adicin son homopolmeros y basan su nomenclatura en el nombre comercial de los monmeros.

CAUCHO NATURAL: El caucho natural es un polmero cuyo monmero es el isopreno (metil-1,3-butadieno). Es un polmero elstico y semislido, que surge como una emulsin lechosa (conocida como ltex) en la savia de varias plantas tropicales (Hevea brasiliensis ....), aunque tambin puede ser producido sintticamente, que posee la siguiente estructura

Usos principales: El caucho es ampliamente utilizado en la fabricacin de neumticos, chupetes, preservativos, guantes, pelotas, artculos impermeables y aislantes, por sus excelentes propiedades de elasticidad y resistencia ante los cidos y las sustancias alcalinas. Es repelente al agua, aislante de la temperatura y de la electricidad. El caucho natural suele vulcanizarse, proceso por el cual se calienta y se le aade azufre o selenio, con lo que se logra el enlazamiento de las cadenas elastmeros, para mejorar su resistencia a las variaciones de temperatura y condiciones atmosfricas.

3.2.-POLIMERIZACIN POR CONDENSACIN Se produce por la unin de monmeros con prdida de una molcula pequea, por ejemplo agua. Por tanto, la masa molecular del polmero no es un mltiplo exacto de la masa molecular del monmero. Los polmeros son mucho ms pequeos que los de adicin y son heteropolmeros ( copolmeros), ya que los monmeros de partida tienen que ser distintos. Los principales polmeros de condensacin son:POLISTERESLos polisteres son unos polmeros que contiene el grupo funcional ster en su cadena principal que se repite n veces.Se producen por sucesivas reacciones de esterificacin (alcohol y cido). Para formar la funcin ster a los dos lados de la cadena se requiere que uno de los monmeros sea un dicido y el otro un diol terminal:

El polister ms conocido es el formado por cido tereftlico (cido p-bencenodicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol) que se puede obtener como fibra textil llamada tergal (dacrn) o como plstico que se conoce como PET: Aplicaciones: fibra textil , envases de licores, de medicamentos y de alimentos, reparacin de vasos sanguneos

POLIAMIDASSon unos polmeros que contienen el grupo funcional amida en su cadena principal que se repite n veces.

Aplicaciones: Forma fibras muy resistentes por lo que se pueden utilizar para telas de paracadas, sedales, medias, cepillos, cerdas, peines

4.-Importancia de los polmeros:No es difcil imaginar el impacto que la investigacin en nuevos polmeros va a tener en el prximo futuro en la sociedad actual. Toda nueva tecnologa, desde el avin supersnico y el tren de alta velocidad a las pequeas bateras para telfonos mviles, pasando por la optoelectrnica, los nuevos implantes quirrgicos y nuevos tejidos sintticos, necesita del desarrollo de un conjunto amplio de materiales con propiedades muy especficas. Sin la investigacin y el conocimiento de nuevos polmeros (plsticos en su acepcin ms popular) estas tecnologas no podran desarrollarse en el futuro y, ni tan siquiera, imaginarse.El previsible desarrollo que los polmeros pueden conseguir en el ao 2020 est motivado por dos hechos fundamentales. El primero, se deriva del amplio conocimiento que tenemos de ellos. Aunque el descubrimiento y la investigacin en polmeros es reciente, en comparacin con otros materiales, la ciencia de polmeros ha conseguido importantes logros en la sntesis de nuevos monmeros y polmeros, en la descripcin de la cintica y termodinmica de la polimerizacin, en la determinacin de la microestructura y cristalinidad, en la prediccin de la composicin qumica de polmeros y copolmeros, en el estudio de la relajacin molecular y las transiciones trmicas, propiedades mecnicas, conduccin elctrica, interacciones polmero-polmero y polmero-carga y en el conocimiento de la viscoelasticidad y procesos de transformacin de polmeros. Este conocimiento adquirido en el campo de los polmeros ha sido reconocido con la concesin de 5 Premios Nobel. El segundo, es debido a las propiedades intrnsecas de los polmeros: amplia disponibilidad e infinidad de estructuras polimricas posibles; baja densidad, lo que les hace ser mucho ms ligeros que otros materiales, de fcil procesabilidad y bajo consumo energtico; econmicos; y, lo ms importante, amplio espectro de propiedades especificas: conductores y aislantes, transparentes y opacos, flexibles y rgidos, impermeables y permeables, y pueden llegar a tener una resistencia comparable a la de los metales.

Foto:D'Arcy Norman.La ciencia de polmeros en el ao 2020 tiene que resolver importantes retos, entre otros, el fenmeno de adhesin y el control de la qumica de superficies e interfases; la obtencin de polmeros con arquitectura ordenada a escala nanomtrica y determinar el efecto del confinamiento en las propiedades finales del polmero; el origen de la dinmica molecular y su posible generalizacin, programas de simulacin que faciliten la prediccin de la estructura de cualquier polmero y de sus propiedades. Lo que se pretende es obtener un polmero a medida, para cada necesidad. Adems, los polmeros tiene un compromiso de sostenibilidad con el medio ambiente y para ello tienen que resolver un reto muy importante, encontrar nuevas fuentes de obtencin de los polmeros, aparte del petrleo.En el ao 2020 los materiales polmeros tendrn grandes oportunidades tecnolgicas en reas como la Energa, Salud, Transporte, Medio Ambiente. Como ejemplos podemos citar: Polmeros naturales biodegradables como almidn, celulosa, cido polilctico etc. para el envase. Ello esta motivado porque en el ao 2030 el compromiso es generar cero residuos.Biomateriales para la regeneracin de tejidos del cuerpo humano a partir de cultivos celulares especficos in vitro, utilizando un soporte (normalmente un sistema polimrico poroso y biodegradable) y su posterior implantacin en el organismo y biomateriales para todo tipo de implantes en el cuerpo humano.Polmeros para la fabricacin de pantallas enrollables (electrnica flexible). Polmeros nanoestructurados que en combinacin con otros materiales se emplearn como nanosensores y materiales con respuesta a estmulos. Materiales compuestos en base polmero vern aumentar su demanda para su empleo masivo en el transporte (aeronutica, trenes, automocin...) y en sistemas para la produccin de energa (aerogeneradores).Afortunadamente, para lograr todos estos retos, la sociedad cuenta con grandes investigadores especializados en polmeros, un importante sector industrial dedicado a estos materiales y programas de investigacin especficos a este campo de la ciencia y tecnologa.

Conclusiones:Al finalizar esta investigacin se logr entender sobre los polmeros. De los cuales se dice que lamateriaest formada por molculas que pueden ser de tamao normal o molculas gigantes llamadas polmeros.Los polmeros se producen por la unin de cientos de miles de molculas pequeas denominadas monmeros que forman enormes cadenas de las formas ms diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. Algunas ms se asemejan a las escaleras de mano y otras son comoredestridimensionales.Existen polmeros naturales de gran significacin comercial como el algodn, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchasplantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polmero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, protena del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de losrbolesde hevea y de los arbustos de Guayule, son tambin polmeros naturales importantes. Sin embargo, la mayor parte de los polmeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintticos con propiedades y aplicaciones variadas.Como pudimos observar los polmeros constituyen la mayor parte de las cosas que nos rodean, estamos en contacto con ellos todos los das e incluso nosotros mismos estamos compuestos casi en nuestra totalidad de estas, tan variadas macromolculas, como por ejemplo: las protenas, cidos nucleicos,carbohidratos, etc.Los polmeros han originado en la actualidad un impacto social y ambiental que ha generado aspectos positivos y en su gran mayora negativos, ya que la eliminacin de polmeros contribuye a la acumulacin de basuras, las bolsas plsticas pueden causar asfixia si se recubre la cabeza con ellas y no se retira la cabeza a tiempo, entre otros.

Bibliografas-https://educacionquimica.wordpress.com/2014/04/30/algunas-aplicaciones-de-los-polimeros/

-http://es.slideshare.net/211292/usos-de-los-polimeros-sinteticos

- https://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero

- http://www.monografias.com/trabajos97/tipos-polimeros/tipos-polimeros.shtml

- http://ingenio-ulatina.blogspot.com/2011/06/polimeros-y-su-uso-en-la-industria.html

-BRESCIA, Frank y otros. (1977). Qumica. Nueva Editorial Interamericana S.A. D.F. Mxico. 654p.-FOUSTER, Juan y otros. (1985). Qumica.UniversidadNacional Abierta. Estudios Profesionales I.Ingeniera Industrial. Impresos Urbina. Caracas. Venezuela. 455p.

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