UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE

MEXICO

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES

NAUCALPAN

TRABAJO DE LA SEGUNDA UNIDAD:

EL MUNDO DE LOS POLIMEROS

EQUIPO II

Juan Carlos Veles

Stephanie Trejo López

Jaheli velazques Carreon

José Luis Martínez Uresti

Macromoléculas compuestas por una o

varias unidades químicas (monómeros) que

se repiten a lo largo de toda una cadena.

Los polímeros son sustancias muy

importantes debido a que pueden tener varios

y muy diversos usos en la vida cotidiana.

Pueden ser sustancias compuestas en las

cuales se entremezclan varias moléculas de

monómeros formando moléculas más

pesadas y que pueden ser encontradas en

diversos objetos y elementos naturales.

La importancia de los polímeros reside

especialmente en la variedad de utilidades que

el ser humano le puede dar a estos compuestos.

Así, los polímeros están presentes en muchos

de los alimentos o materias primas que

consumimos, pero también en los textiles.

Naturales:

Son todos aquellos que provienen de los seres vivos.

Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos

son todos polímeros naturales que cumplen

funciones vitales en los organismos y por tanto se les

llama biopolímeros. Otros ejemplos son la seda, el

caucho, el algodón, la madera (celulosa), la quitina,

etc…

Sintéticos:

Se obtienen por síntesis en una industria o en un

laboratorio, están conformados a base de monómeros

naturales, mientras que los

polímeros semisinteticos son resultado de la

modificación de un monómero natural. El vidrio, la

porcelana, el nailon, el rayón, los adhesivos son

ejemplos de polímeros sintéticos, mientras que la

nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de

polímeros semisinteticos.

Rayón

Celuloide

Un polímero puede

clasificarse

en lineal o ramificado depe

ndiendo de su estructura.

Lineal. En este caso, los

monómeros se enlazan

entre sí formando una

cadena carbonada

continua.

Ramificados. Hay

grupos voluminosos

fuera de la cadena

principal.

Monómero.

Compuesto de bajo peso molecular cuyas

moléculas son capaces de reaccionar entre

sí o con otras para dar lugar a un polímero.

La mayoría de los monómeros funcionales

son solubles en agua al mismo tiempo y se

utilizan para incorporar centros hidrofílicos

dentro de polímeros hidrofóbicos a fin de

estabilizar las partículas y lograr

adherencia y aceptación de pigmentos.

1. Grupos carboxilos (Ej: Acidos acrílico y metacrílico).

Comentados más abajo

2. Grupos epoxi (Ej:de monómeros tales como glicidil

metacrilato). Usualmente utilizados para mejorar la

resistencia química, la dureza, la resistencia química y la

resistencia al calor y a la abrasión.

3. Derivados de acrilamida (Ej: N-Metilolacrilamida). Es

usualmente utilizados en proporciones de 1 a 7% y generan

la incorporación de sitios de reticulación dentro de las

partículas del látex. Puede sufrir reticulación vía puente

hidrógeno a temperatura ambiente, como también, a

temperatura más elevada (120 –150°C) con formación de

enlaces covalentes entre distintos grupos N-Metilol

presentes en la cadena.

4. Cloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son

monómeros con sitios electrofílicos que pueden

ser reaccionados post-polimerización con

nucleófilos tales como aminas, mercaptanos, etc.

5. Grupos isocianato (Ej: TMI). Estos grupos

pueden ser reticulados postpolimerización ,

mediante grupos amino o hidroxilo , o bien

reticular durante el proceso de formación del film.

6. Grupos amino (Ej: de monómeros funcionales

como dietilaminoetilmetacrilato)

7. Grupos sulfonato (Ej:estireno sulfonato de

sodio)

8. grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)

La fabricación de gasolinas por rotura

(craqueo) de las grandes cadenas de

hidrocarburos del petróleo, deja

compuestos con cadenas carbonadas

cortas (C2 a C4).

Los polímeros de adición son polímeros en los que en su reacción no se produce la liberación de compuestos de masa molecular baja. Se lleva a cabo la polimerización en este tipo de polímeros, cuando está presente un catalizador, que provoca la unión de un polímero detrás del otro, hasta el final de la reacción. Es decir, un polímero de adición se forma cuando tiene un catalizador y también una temperatura favorable para su formación.

Los polímeros de condensación cuando se

combinan unidades de monómero y

pierden átomos al pasar a formar parte del

polímero. Por lo general se pierde una

molécula pequeña, como agua o ácido

clorhídrico gaseoso.

Ramificados y Lineales.

Los lineales se forman cuando el monómero

que lo origina tiene 2 puntos de “ataque”

(de unión), de modo que la polimerización

ocurre en una sola dirección, pero en

ambos sentidos.

Los polímeros ramificados, se forman

debido a que, a diferencia del lineal, estos

tiene 3 o más puntos de “ataque”, de tal

forma que la polimerización ocurre en

forma tridimensional, en las 3 direcciones

del espacio. Dentro de los polímeros

ramificados encontramos 3: los con forma

de estrella, de red y de dendritas.

El de baja densidad tiene una estructura de

cadena enramada

El polietileno de baja densidad fue

producido comercialmente por primera vez

en el Reino Unido en 1939 mediante

reactores autoclave ( o tubular)

necesitando presiones de 14.500 psi ( 100

Mpa) y una temperatura de unos 300 ºC.

El polietileno de alta densidad tiene

esencialmente una estructura de cadena

recta, el polietileno de alta densidad fue

producido comercialmente por primera vez

en 1956-1959 mediante los proceso de

Philips y Ziegler utilizando un catalizador

especial .

Los polímeros de adición son polímeros en los que en su reacción no se produce la

liberación de compuestos de masa molecular baja. Se lleva a cabo la

polimerización en este tipo de polímeros, cuando está presente un catalizador, que

provoca la unión de un polímero detrás del otro, hasta el final de la reacción. Es decir,

un polímero de adición se forma cuando tiene un catalizador y también una

temperatura favorable para su formación.

Los termoplásticos se definen como polímeros que se pueden fundir o refundir para diferentes usos de forma casi infinita. En una escala molecular, las cadenas de polímeros se mantienen unidas mediante enlaces no covalentes débiles. Las cadenas afectan a gran escala y por sí mismas a las propiedades físicas, debido a la variedad de los promedios basados en el número y en el peso en una muestra. Las curvas tensión-deformación de un termoplástico poseen un descenso distintivo que corresponde a la formación de cuello física en respuesta a un determinado rango de tensión. Entre los termoplásticos comunes se incluyen el acrílico (PMMA) y el polifenileno sulfido (PPS).

Estos polímeros presentan una estructura del tipo reticular a base

de uniones covalentes, con entrelazamiento transversal de

cadenas producido por el calor o por una combinación de calor y

presión durante la reacción de polimerización.

A menudo, los polímeros termoestables se obtienen en forma de

dos resinas liquidas. Una contiene los agentes de curado,

endurecedores y plastificantes, la otra materiales de relleno y/o

reforzantes que pueden ser orgánicos o inorgánicos.

Cuando se mezclan estos dos componentes, se inicia la reacción

de entrecruzado, de igual modo que en otros se inicia por calor y/o

presión. Debido a esto, los termoestables no pueden ser

recalentados y refundidos como los termoplásticos. Esto es una

desventaja pues los fragmentos producidos durante el proceso no

se pueden reciclar y usar.

En general, las ventajas de los plásticos termoestables para

aplicaciones en ingeniería son:

1 - Alta estabilidad térmica.

2 - Alta rigidez.

3 - Alta estabilidad dimensional.

4 - Resistencia a la termofluencia y deformación bajo carga.

5 - Peso ligero.

6 - Altas propiedades de aislamiento eléctrico y térmico

¿Existen diferencias entre

polímeros naturales y sintéticos?Polimeros naturales.

Los polímeros naturales son todos aquellos que provienen de los seres

vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran

diversidad de ellos.

Por ejemplo:

• Las proteínas(combinación de varios aminoácidos)

• Los polisacáridos(son reserva de energía y estructural)

• Los ácidos nucleicos(Son compuestos orgánicos de elevado peso molecular,

formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo)

• La seda(La seda es una fibra natural de origen animal constituida en

monofilamento continuó muy fino)

Otros ejemplos son:

•El caucho, el algodón, la madera.

Polimeros artificiales

Los polímeros sintéticos son los que se obtienen

por síntesis ya sea en una industria o en un

laboratorio, y están conformados a base de

monómeros naturales, mientras que los

polímeros semisinteticos son resultado de la

modificación de un monómero natural.

Por ejemplo:

- El vidrio(es necesario fusionar caliza, arena

silícea y carbonato de sodio y moldear la mezcla a

elevada temperatura)

- La porcelana(la porcelana cuenta con

cuarzo,caolín y feldespato.

- El nailon o nylon(Fibra textil sintética que se

emplea en la fabricación de géneros de punto y

tejidos diversos)

- El rayón(El rayón es una fibra muy versátil)

- Los adhesivos son ejemplos de polímeros

sintéticos,

- Mientras que la nitrocelulosa o el caucho

vulcanizado, lo son de polímeros

semisinteticos.

POLIMEROS NATURALES POLIMEROS ARTIFICIALES

Algodón.

Madera

Polisacáridos

Vidrio

Porcelana

Nylon

Los homopolímeros

son macromoléculas

que están formadas

por monómeros

idénticos, la celulosa y

el caucho son

homopolímeros

naturales, mientras

que el PVC y el

polietileno son

sintéticos.

Los copolimeros están

constituidos por 2 o mas

monómeros diferentes,

como por ejemplo, la

seda como copolimero

natural, y la baquelita

como sintético.

Ahora bien, en los

copolimeros

encontramos una

subclasificacion, que

depende de la forma en

que estén ordenados los

monómeros:

Al azar: Es cuando los monómeros no

presentan orden alguno, por tanto

presentan un patrón azaroso.

Alternado: Se observa un patrón de

monómeros alternados.

En bloque: Son los que presentan un patrón

alternado, pero bloques o “paquetes”.

Injertado: Es cuando se ve una cadena

principal formada por un solo monómero, y

contiene ramificaciones formas por el otro

monómero unidas a la cadena principal.

Los monómeros al unirse pueden dar diferentes formas de polímeros, lo que influye en sus propiedades, por ejemplo, el material blando y moldeable tiene una forma lineal con cadenas unidas por interacciones (fuerzas) débiles, mientras que un polímero rígido y frágil tiene una estructura ramificada, y así vemos muchas otras características.

Los lineales se forman cuando el monómero que lo origina tiene 2 puntos de “ataque” (de unión), de modo que la polimerización ocurre en una sola dirección, pero en ambos sentidos.

Los polímeros ramificados, se forman debido a que, a diferencia del lineal, estos tiene 3 o más puntos de “ataque”, de tal forma que la polimerización ocurre en forma tridimensional, en las 3 direcciones del espacio. Dentro de los polímeros ramificados encontramos 3: los con forma de estrella, de red y de dendritas.

En lo que a plásticos respecta, encontramos termoplásticos y

termoestables:

Antes de comenzar, un plástico, en resumidas cuentas, es un polímero principalmente sintético que se puede moldear en algún momento de su elaboración, ante la aplicación de fuerzas relativamente débiles a temperaturas moderadas; así encontramos plásticos como el caucho (natural), el celuloide (semisintetico) y todos los sintéticos, como el polietileno.

Los termoplásticos son materiales rígidos a temperatura ambiente, pero se vuelven blandos y moldeables al elevar la temperatura, por lo que se pueden fundir y moldear varias veces, sin que por ello cambie sus propiedades, esto los hace reciclables.

Los termoestables son materiales rígidos, frágiles y con cierta resistencia térmica. Una vez que son moldeados no se pueden volver a cambiar en la que a forma respecta, porque no se ablandan cuando se calientan, volviéndolos esto no reciclables. Son termoestables porque sus cadenas están interconectadas por medio de ramificaciones que son mas cortas que las cadenas principales.

Los polímeros naturales como el almidón y la celulosa son materiales de alta disponibilidad en la naturaleza,de fácil degradación en agua, dióxido de carbono y/o humus y sus costos de obtención son bajos, en comparación con los polímeros sintéticos como los plásticos que resultan de muy difícil degradación a pesar delos bajos costos de producción.

En nuestra vida cotidiana debido a las diversas propiedades que presentan los polímeros sintéticos como: ligeros, aislantes térmicos y eléctricos, entre otros,estos en la mayoría de los casos han desplazado a la madera en la fabricación de muebles, al cuero en la fabricación de calzado, al metal en la fabricación de muchas partes automotrices y electrodomésticos, al vidrio, el algodón, etc., son materiales de variados usos debido a la gran cantidad de aplicaciones en las diferentes industrias que van desde la construcción hasta las farmacéutica y alimenticia.

Su principal desventaja es que tardan demasiado tiempo en degradarse, es decir, presentan resistencia a la corrosión ambiental.

Los polímeros sintéticos convencionales se fabrican a partir de los derivados del petróleo (petroquímicos) por lo que su degradación es mucho más lenta(tardando largos periodos de tiempo), por lo que se van acumulando grandes cantidades de contaminantes difíciles de degradar y por generar sustancias toxicas afectando de manera notable el ambiente, lo que resulta más costoso para eliminar.

Debido a estos problemas de contaminación se han venido desarrollando diversos polímeros biodegradables, que ofrecen una serie de ventajas ya que estos son degradados a compuestos como el agua y el dióxido de carbono que no dañan al ambiente.

REFERENCIAS

Polímeros, definición y clasificación. Recuperado de:http://www.losadhesivos.com/definicion-de-polimero.html.Fecha de consulta. 15 de Abril del 2014.

Polímeros. Recuperado de:http://www.monografias.com/trabajos44/polimeros/polimeros2.shtml. Fecha de consulta. 15 de Abril del 2014.

Importancia de los polímeros. Recuperado de:http://www.importancia.org/polimeros.php. Fecha de consulta:15 de Abril del 2014.

Polímeros. Recuperado de:http://polimerosquimicos.blogspot.mx/2008/03/clasificacin-de-los-polmeros.html. Fecha de consulta: 15 de Abril del 2014.

Polímeros. Recuperado de:http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/82-polimeros. Fecha de consulta: 15 de Abril del 2014.

Monómeros Funcionales. Recuperado de: http://www.textoscientificos.com/polimeros/polimerizacion-emulsion/monomeros-funcionales. Fecha de consulta: 15 de Abril del 2014.http://polimerosquimicos.blogspot.mx/2008/03/clasificacin-de-los-polmeros.html

http://www.slideshare.net/quimica-polimeros-20506217