Polímeros

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Polímeros o macromoléculasSon moléculas muy grandes, con una masa

molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por la repeticiones de una o más unidades simples llamadas “monómeros” unidas entre sí mediante enlaces covalentes.

Forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas y por puentes covalentes.

Polímeros o macromoléculas

Clasificación de los Polímeros

Tipos de polímeros: Estructura de la cadena

Lineal: Se repite siempre el mismo tipo de unión .

Introducción y clasificación

Ramificado:Con cadenas laterales unidas a la principal.

Entrecruzado:Si se forman enlaces entre cadenas vecinas.

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Tipos de polimerización.Adición.Adición.

La masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Condensación.Condensación.Se pierde en cada unión de dos monómeros

una molécula pequeña, por ejemplo agua.Por tanto, la masa molecular del polímero no

es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Etapas De La Polimerización1. Iniciación: se activa por medio de energía

química, física o radiación luminosa. (Ultravioleta o Luz visible).

2. Propagación: o conformación de la cadena.3. Terminación: la propagación continua hasta el

momento en que ya no se encuentran radicales libres.

4. Transferencia de cadena: activación de una cadena a otra terminada, generando nuevo crecimiento en la cadena, aumentado el peso molecular.

Etapas De La Polimerización5. Inhibición de la polimerización: se adiciona

hidroquinona para evitar polimerización durante el almacenaje

6. Copolimerización: se adicionan 2 o mas monómeros para mejorar propiedades del polímero resultante

7. Cadena cruzada: adición de agentes químicos con elfin de mejorar las propiedades y la unión del polimero

8. Plastificantes: reducen las temperaturas de ablandamiento o de fusión de polímero.

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Polímeros de adición.MONÓMEROS

EtenoPropenocloroetenotetraflúoretenopropenonitrilobutadienofeniletenometacrilato de metilo2-clorobutadieno

POLÍMEROSPolietilenoPolipropilenopolicloruro de viniloteflónpoliacrilonitrilopolibutadienopoliestirenopolimetilmetacrilatoneopreno

Polímerización estereoespecífica

Atáctica

CH3

H

H

CH3

CH3

H

CH3

H

H

CH3

H

CH3

H

CH3

CH3

H

Isotáctica

CH3

H

CH3

H

CH3

H

CH3

H

CH3

H

CH3

H

CH3

H

CH3

H

CH H CH H CH H CH H

Sindiotáctica3

H CH3

3

H CH3

3

H CH3

3

H CH3

Uso de estereocatalizadores (TiCl4)

Tipos de macromoléculasNaturales:

CauchoPolisacáridos.

Almidón.Celulosa.

Proteínas.Ácidos nucleicos

Artificiales:PlásticosFibras textiles sintéticas

PoliuretanoBaquelita

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Polímeros naturalesCaucho.Polisacáridos. (Se forman por la condensación

de la glucosa en sus dos estados ciclados α y β).Almidón: por condensación dela “α-glucosa” Celulosa: por condensación dela “β-glucosa”

Proteínas. Se producen por la condensación de los aminoácidos formando dos estructuras:“α-hélice”: Estructura espiral“estructura β”: Estructura plana

Ácidos nucleicos. Se producen por la condensación de nucleótidos.

Hidratos de Carbono: Los carbohidratos o sacáridos (griego: Sakcharón, azúcar) son componentes esenciales delos organismos vivos y son, de hecho, la clase más abundante de las moléculas biológicas, además constituyen las principales moléculas de reserva energética que se encuentran en casi todos los seres vivos.Componentes: monosacáridos (azúcar sencillo)Átomos: C, O, H Existen como:•monosacáridos: (p.ej. glucosa, fructosa, galactosa) •disacáridos: (p.ej. maltosa (glu-glu), sacarosa (glu-fru), lactosa (glu-gal)) •polisacáridos: (p.ej. almidón ( amilosa), glicógeno (almidón animal), celulosa

Funciones:•Productor de energía: como azúcar y almidón (=reserva) •Estructural: pared de células vegetales (celulosa) •Reservorio de energía ( Hígado y músculo) de uso rápido en organismos animales, incluyendo al hombre ( glicógeno)

                                                                                  

                                                                     

                                                                     

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Polisacáridos.

Condensación de glucosa (almidón)

Condensación de glucosa (celulosa)

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Polipéptidos (proteínas)Es

truct

ura

Estru

ctur

a β

Proteinas

Proteínas:

Son las sustancias que componen las estructuras celulares y las herramientas que hacen posible las reacciones químicas del metabolismo celular.

Componentes: Aminoácidos ( 20 variedades distintas)Átomos: C, O, H, N, S Se presentan como:•Dipéptidos, ( conformados por 2 aminoácidos) •Oligopéptidos ( más de 10 aminoácidos) y •Proteínas ( más de 100 aminoácidos)

Funciones:

•Estructural: por ejemplo en la musculatura, en el tejido conjuntivo, en las membranas celulares. •Enzimática (biocatalizadores) en todos los procesos metabólicos. •Defensa: Inmunoglobulinas (por ejemplo en el combate de infecciones) = anticuerpos. •Hormonal: (sustancias mensajeras). •Receptora: detección de estímulos en la superficie celular.                                                                                                                                       

AminoácidosUnión péptica

BIOMOLÉCULAS

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Estructura de un polinucleótido

Cada nucleótido se forma por la condensación de ácido fosfórico, un monosacárido (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada (citosina, guanina, adenina, timina o uracilo).

NUCLEÓTIDOS...*La ribosa es el azúcar en los nucleótidos que forman ácido ribonucleico (RNA) y la desoxirribosa es el azúcar en los nucleótidos que forman ácido desoxirribonucleico (DNA).

*Hay cinco bases nitrogenadas diferentes en los nucleótidos.

*Dos de ellas, la adenina y la guanina, se conocen como purinas. Las otras tres, citosina, timina y uracilo se conocen como pirimidinas.

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Estructura del ADN.Citosina (C) Guanina (G)

Adenina (A) Timina (T)

Principales polímeros de condensación.Homopolímeros:

PolietilenglicolSiliconas.

Copolímeros:Baquelitas.Poliésteres.Poliamidas.

Caucho vulcanizadoel caucho es un polímero natural. Sin embargo, si el caucho natural se somete a

un excesivo estiramiento pierde su elasticidad.El agregado de una cantidad adecuada de

azufre al caucho natural permite que el producto obtenido recupere su forma inicial, si se somete a un cambio drástico al estirarlo.

Este proceso se denomina vulcanización y se aplica en

la fabricación de neumáticos y muchos otros objetos indispensables en las actividades diarias.

CeluloideA mediados del siglo XIX, el estadounidense John

Wesley Hyatt preparo un producto a base de celulosa parcialmente nitrada mezclada con alcanfor.

Este producto, denominado celuloide, era transparente, duro y flexible. Entre otros usos, esta nueva sustancia permitio el desarrollo del cine, ya que las escenas eran registradas en filmes de celuloide.

pero por su alta inflamabilidad se dejo de fabricar.Actualmente, las producciones cinematograficas se

filman en cintas que se fabrican con acetato de celulosa.

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Polímeros de condensación: La baquelita

Se produce por copolimerización por condensación del fenol y el metanal. Se utiliza como cubierta en diferentes electrodomésticos, como

televisores...

OH

HCHO

OH

CH2OH

OH

CH2OH

H+

+ +

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Polímeros de condensación: La baquelita

O HO H

CH

2O H

CH

2

OH

CH 2

CH 2

CH

2OH

CH 2

CH 2

OH

CH 2

OH

CH 2

CH 2

Polímeros de condensación: Polietilenglicol.

Suele producirse por la pérdida de una molécula de agua entre 2 grupos (OH) formándose puentes de oxígeno.

CH2OH–CH2OH etanodiol (etilenglicol)

CH2OH–CH2–O–CH2–CH2OH + H2O

...–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O...

(polietilenglicol)

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Copolímeros de condensación: PoliésteresSe producen por sucesivas reacciones de

esterificación (alcohol y ácido)Forman tejidos.El más conocido es el “tergal” formado por

ácido tereftálico (ácido p-benceno dicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol).

© Ed Santillana. Química 2º Bach.

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Copolímeros de condensación: PoliamidasSe producen por sucesivas reacciones entre

el grupo ácido y el amino con formación de amidas.

Forman fibras muy resistentes.La poliamida más conocida es el nailon 6,6nailon 6,6

formado por la copolimerización del ácido adípico (ácido hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina

© Ed Santillana. Química 2º Bach

Polímeros de condensación: Siliconas

Proceden de monómeros del tipo R2Si(OH)2

Se utiliza para sellar juntas debido a su carácter hidrofóbico.

Reacciones de adiciónResultan de la adición consecutiva de monómeros a una cadena sin perdida de átomos o grupos en el proceso. De hecho, el compuesto que experimenta la polimerización es un compuesto orgánico que presenta enlaces múltiples (dobles o triples).

• Polietileno (PE). Es el polímero sintético mas sencillo conocido. Se produce por la polimerización del etileno, obtenido en el cracking del petróleo. Tiene una gran variedad de usos, por ejemplo para envases de aceites, bebidas gaseosas, alimentos lácteos, en bolsas para el comercio, baldes, etc.

• Poliestireno (PS). Es un polímero de adición que se diferencia del polietileno por poseer en su estructura un anillo bencénico en lugar de un átomo de hidrogeno. De variados usos: envases, planchas aislantes, bandejas, vasos desechables para bebidas calientes, etc.

• Polipropileno (PP). Polímero de adición muy parecido estructuralmente al polietileno, ya que posee un grupo metilo en lugar de un hidrogeno. De variados usos, por ejemplo, en forma de fibras para sacos, tapas de botellas, bolsas, vasos desechables, filmes, etc.

• Teflón. Es un polímero de adición, de uso habitual en artículos de cocina. Corresponde al politetrafluoroetileno y se obtiene por polimerización del tetrafluoroetileno (CF2=CF2). El producto es un plástico ceroso resistente a la corrosión, de propiedades antiadherentes.

• Poli(cloruro de vinilo) (PVC). Estructuralmente es similar al polietileno.

Se diferencia de el en que su monómero en lugar de un átomo de hidrogeno tiene un átomo de cloro. De este modo, en la estructura del polímero se encuentra un átomo de cloro cada dos átomos de carbono. Se usa en construcción de tuberías, ductos y canaletas, en envases y calugas de shampoo, como revestimiento de cables, etc.

Métodos utilizados para fabricar los plásticos

Otras aplicaciones de los polímerosPinturas

Las pinturas se fabrican con cuatro tipos de componentes:

• Resinas: es la parte polimerica, llamada tambien “binder”, forma el filme o capa de pintura. Los tipos de polimeros usados en las resinas pueden ser de varios tipos: acrilicos, celulosicos, epoxidicos, poliuretanicos, siliconas, vinilicos , etc.

• Pigmentos: se adicionan para la coloracion y opacidad de la capa.

• Aditivos: se agregan para darle alguna propiedad especial a la pintura.

• Solventes: diluyen el componente polimerico habitualmente muy viscoso.

AdhesivosSinónimo de pegamento o adhesivo es una

sustancia que se utiliza para mantener unidos dos o mas cuerpos por contacto superficial.

Existe una gran variedad de adhesivos, los que se pueden clasificar, de acuerdo con su origen, en:

• Sintéticos: a base de acetato de polivinilo, poliuretano, caucho sintético, cianoacrilato, etc.

• De origen vegetal: a base de almidón, dextrinas, cauchos naturales, etc.

• De origen animal: a base de pieles de animales (gelatina) o de derivados lácteos (caseína).