1Polímeros

Fuente u Origen.

Un polímero se describe como una molécula muy grande constituida por unidades

moleculares que se repiten. Dichas unidades reciben el nombre de monómeros y la

reacción en la que los monómeros se unen entre sí se denomina polimerización. Un

mejor conocimiento de las reacciones de polimerización una mayor complejidad de las

técnicas empleadas han hecho posible la fabricación de polímeros con propiedades

físicas de gran interés.

Están formados por unidades estructurales pequeñas conocidas como monómeros.

Según su origen; los polímeros pueden clasificarse en:

Polímeros naturales, los cuales proceden de los seres vivos.

Polímeros sintéticos, se obtienen por síntesis en laboratorios o procesos industriales.

Los primeros polímeros que se sintetizaron se obtenían a través de transformaciones

de polímeros naturales. En 1839 Charles Goodyear realiza el vulcanizado del caucho.

El nitrato de celulosa se sintetizó accidentalmente en el año 1846 por el

químico Christian Friedrich Schönbein y en 1868, John W. Hyatt sintetizó el celuloide a

partir de nitrato de celulosa.

El primer polímero totalmente sintético se obtuvo en 1909, cuando el químico belga Leo

Hendrik Baekeland fabrica la baquelita a partir de formaldehído y fenol. Otros polímeros

importantes se sinterizaron en años siguientes, por ejemplo el poliestireno (PS)

en 1911 o el poli (cloruro de vinilo) (PVC) en 1912.

Inicialmente los objetivos de la química de los polímeros sintéticos consistían en la

imitación de polímeros naturales de importancia comercial, como el clásico ejemplo del

descubrimiento del nylon en sustitución de la seda. La imitación de abastecimientos de

caucho natural particularmente durante la segunda guerra mundial provoco enormes

esfuerzos, acompañados por el éxito, para preparar caucho sintético. A partir de

entonces se empezó a diseñar polímeros con características diferentes y más

ventajosas que las de los productos naturales a los que debían reemplazar. Toda una

familia de productos siguió al nylon, y después del caucho sintético vino el cuero

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sintético. Estos avances han tenido un impacto enorme en nuestra vida normal: los

polímeros sintéticos se utilizan en infinidad de cosas; en la fabricación de tejidos y

muebles, cubiertos de mesa y cocina, recipientes, juguetes, cepillos de dientes, vajillas,

neumáticos, pelotas de golf y muchos otros artículos de uso diario. Casi todo el

desarrollo de los polímeros sintéticos ha ocurrido en las décadas de los 50 y 60 y a él

han contribuido un gran número de químicos.

Los polímeros pueden clasificarse en dos grupos:

Polímeros de condensación, formados por eliminación de pequeñas moléculas tales

como el agua, y polímeros de adición, formados por adiciones sucesivas de nuevas

unidades moleculares repetidas.

Polímeros de condensación

Las poliamidas como el nylon son probablemente los polímeros de este tipo mejor

conocidos. La fuerza impulsora de la polimerización es la eliminación de agua entre un

acido y una amina con formación de un enlace amídico.

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Los poliésteres se forman de manera análoga condensando un acido con Poliéster, o

por una reacción de transesterificacion. El acido tereftaltico es una materia prima

importante en la fabricación de este tipo de polímeros. Mejor todavía reaccionan sus

esteres con el etilenglicol.

Polímeros de adición

el segundo gran tipo de polímeros lo constituyen los polímeros de adición, preparados

normalmente a partir de monómeros que contengan uno o mas dobles enlaces. Los

mecanismos de estas polimerizaciones pueden ser aniónicos o catiónicos, o por

radicales libres.

El cloruro de vinilo es la materia prima para la preparación de uno de los polímeros de

adición de mayor consumo. La polimerización se efectúa en suspensión acuosa

utilizando un jabón como emulsionante, y un per sulfato como iniciador. El peso

molecular del polímero puede alcanzar 1,5 millones, y el cloruro de polivinilo resultante

es tan rígido que se utiliza para la fabricación de tubos que reemplazan a los tubos de

fundición, paneles y otros moldes. El cloruro de polivinilo tiene buena resistencia

eléctrica y a la llama. Frecuentemente se hace flexible al mezclarlo con un plastificador,

tal como un poliéster alifático de bajo peso molecular, el polímero resultante adquiere

buenas propiedades para usarse como aislante de tendido eléctrico, cuero sintético y

películas transparentes utilizadas para impermeables de plástico.

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Polímeros naturales

Los polímeros naturales reúnen, entre otros, al almidón cuyo monómero es la glucosa y

al algodón, hecho de celulosa, cuyo monómero también es la glucosa. La diferencia

entre ambos es la forma en que los monómeros se encuentran dispuestos dentro del

polímero.

Otros polímeros naturales de destacada importancia son las proteínas, cuyo monómero

son los aminoácidos.

Por otro lado, la lana y la seda son dos de las miles de proteínas que existen en la

naturaleza, éstas utilizadas como fibras y telas.

Todo lo que nos rodea son polímeros. Los tejidos de nuestro cuerpo, la información

genética se transmite mediante un polímero llamado ADN, cuyas unidades estructurales

son los ácidos nucleícos. Los polímeros naturales incluyen al ARN y al ADN, vitales en

genes y en los procesos de la vida.

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Polímeros sintéticos

Estos polímeros son muy utilizados por la gente, y son el resultado de polímeros

naturales en los cuales se a modificado su proceso químico. Son derivados del

petróleo. Estos polímeros han sido creados para una función específica.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Japón cortó el suministro de caucho natural

proveniente de Malasia e Indonesia a los aliados. La búsqueda de un sustituto dio como

origen el caucho sintético, y con ello surgió la industria de los polímeros sintéticos.

El polibutadieno, un elastómero sintético, se fabrica a partir del monómero butadieno,

que no posee un metil en el carbono número dos, siendo esta la diferencia con el

isopreno.

El polibutadieno tiene regular resistencia a la tensión y muy poca frente a la gasolina y a

los aceites. Estas propiedades limitan las posibilidades de fabricar con ellos los

neumáticos.

Un copolímero es el producto que se forma por la mezcla de dos monómeros, y en cuya

cadena existen las dos unidades. El caucho estireno-butadieno (SBR) es un copolímero

que contiene un 25% de estireno y un 75% de butadieno.

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Métodos de obtención

Polimerización 

Para formar un polímero existen dos caminos factibles: 

Polimerización por con adición

Es el método para producir un polímero que comprende las etapas de formación de una

mezcla de reacción homogénea que comprende al menos un monómero polimerizable

por adición, un medio de reacción fluido y un estabilizador polimérico que incluye una

cadena de perfluoropoliéter, que es soluble en el medio fluido, y un grupo terminal

funcional de ácido carboxílico que no es polimerizable por un mecanismo de radicales

libres, y la polimerización de dicho al menos un monómero en la mezcla de reacción.

en la polimerización por adición hay una serie de reacciones, cada una de las cuales

consume una partícula reactiva y produce otra similar mediante un mecanismo en

cadena, las partículas reactivas pueden ser radicales libres o iones (cationes o

aniones).

Karl Ziegler describió este proceso de polimerización de la manera siguiente:

Un grupo de parejas que danzan representan un conjunto de moléculas con dobles

enlaces. A un grito del maestro de danza las parejas se sueltan a medias, es decir,

quedan unidas por una mano mientras que con la otra cogen la del otro miembro de

otra pareja. Así forman una larga cadena humana, y de manera análoga se forma la

larga cadena atómica de una macromolécula.

Un ejemplo de la polarización por adición es la polarización del etileno; en éste, las

partículas que propagan la cadena de reacciones son radicales libres, cada uno de los

cuales se agrega una molécula de monómero para formar un nuevo radical libre mayor.

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Polimerización por condensación.

Este tipo de polimerización consiste en la unión de dos o más monómeros diferentes,

formando así una molécula más compleja.En este proceso se obtiene, además del

polímero, un subproducto, que puede ser agua, alcohol, amoniaco, etc.Este

procedimiento es más lento y complicado que el de adición, y suelen formarse en

general polímeros más pequeños.

Formación de poliésteres, poliamidas, poliésteres, polianhidros, etc., por eliminación de

agua o alcoholes, con moléculas bifuncionales, como ácidos o glicoles, diaminas,

diésteres entre otros (polimerización del tipo poliésteres y poliamidas.).

Formación de polihidrocarburos, por eliminación de halógenos o haluros de hidrógeno,

con ayuda de catalizadores metálicos o de haluros metálicos (policondensación del tipo

de Friedel-Craffts y Ullmann.).

Formación de polisulfuros o poli-polisulfuros, por eliminación de cloruro de sodio, con

haluros bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros alcalinos o polisulfuros alcalinos o por

oxidación de dimercaptanos.

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Uso de los polímeros

En contraste con la mayoría de los productos químicos, los polímeros se obtienen como

materias primas para fabricar artículos comerciales útiles. Se pueden distinguir tres

bases de polímeros que son:

Polímeros de uso general, como el PVC, PS, poliacrilatos y metacrilatos,

resinas epoxi, etc.

Polímeros técnicos o de ingeniería, que preservan sus propiedades por debajo

de 0º C y por encima de 100º C, como policarbonatos, poliamidas, polisulfonas,

etc.

Polímeros especiales, polímeros especiales, de alto precio con altas

prestaciones en cuanto a sus propiedades térmicas y mecánicas, normalmente

con aplicaciones muy específicas. Según el profesor de la Miguel Hernández, es

aquí donde se están realizando los avances más sobresalientes: polímeros

fluorados como el teflón muy resistentes incluso a altas temperaturas, cristales

líquidos empleados en las pantallas planas de cualquier pantalla o televisor,

polímeros electroactivos que conducen electricidad en lugar de servir como

aislantes, polímeros fotosensibles, o biopolímeros cada vez más empleados en

cirugía y en prótesis.

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Probablemente la mejor manera y la mas practica de clasificar los polimeros es la que

se basa en sus propiedades físicas puesto que en definitiva son estas las que

determinan la clase del uso. Podemos clasificar los polimeros de elevado peso

molecular en tres importantes grupos:

*Elastómeros

*Plásticos

*Fibras

Las propiedades físicas que ayudan a establecer la clasificación de un polímero dado

aparecen en la siguiente tabla. Algunos polímeros son casos-límite y aparecen en las

fronteras entre dos grupos. Algunos polímeros tienen distintas prioridades según la

temperatura, pudiendo cambiar también su tipo de utilización.

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Bibliografía.

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Allinger L. Norman, Cava P. Michael, Don C. de Jegh. Química Orgánica. Segunda edición. Editorial Reverté S.A.

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