Los polímeros (del Griego: poly: muchos y mero: parte,

segmento) son macromoléculas (generalmente

orgánicas) formadas por la unión de moléculas más

pequeñas llamadas monómeros, que son la parte

básica.

Es la reacción por la cual se sintetiza un polímero a

partir de sus monómeros. Según el mecanismo por

el cual se produce la reacción de polimerización

para dar lugar al polímero, esta se clasifica como

"polimerización por pasos" o como "polimerización

en cadena". El tamaño de la cadena dependerá de

parámetros como la temperatura o el tiempo de

reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto

y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí

que se hable de masa promedio del polímero.

Los polímeros son muy grandes sumas de

moléculas, con masas moleculares que puede

alcanzar incluso los millones de UMAs que se

obtienen por la repeticiones de una o más

unidades simples llamadas “monómeros” unidas

entre sí mediante enlaces covalentes. Estos

forman largas cadenas que se unen entre sí por

fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno

o interacciones hidrofóbicas.

Fotoconductividad

Electrocromismo

Fotoluminiscencia (fluorescencia y

fosforescencia)

Propiedades eléctricasLas propiedades eléctricas de los polímeros industriales

están determinadas principalmente, por la naturaleza química del material (enlaces covalentes de mayor o menor polaridad) y son poco sensibles a la microestructura cristalina o amorfa del material, que afecta mucho más a las propiedades mecánicas.

Los polímeros industriales en general suelen ser malos conductores eléctricos, por lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como materiales aislantes

Para evitar cargas estáticas en aplicaciones que lo requieran, se ha generalizado el uso de antiestáticos que permite en la superficie del polímero una conducción parcial de cargas eléctricas.

Propiedades físicasLa temperatura tiene mucha importancia en

relación al comportamiento de los polímeros. A

temperaturas más bajas los polímeros se

vuelven más duros y con ciertas

características vítreas, debido a la pérdida de

movimiento relativo entre las cadenas que

forman el material. La temperatura a la que

funden las zonas cristalinas se llama

temperatura de fusión (Tf).

Los polímeros se clasifican por:

Su origen

Su mecanismo de polimerización

Su composición

Sus aplicaciones

Su comportamiento al elevar su temperatura

Polímeros naturales. Existen en la naturaleza muchos polímeros y las biomoléculas que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas. Por ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la celulosa y la quitina), el hule o caucho natural, la lignina, etc.

Polímeros semisintéticos. Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.

Polímeros sintéticos. Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir de los monómeros. Por ejemplo, el nailon, el Poliestireno, el Policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.

Polímeros de condensación. La reacción de

polimerización implica a cada paso la formación de

una molécula de baja masa molecular, por ejemplo

agua.

Polímeros de adición. La polimerización no implica

la liberación de ningún compuesto de baja masa

molecular. Esta polimerización se genera cuando un

"catalizador", inicia la reacción. Este catalizador

separa la unión doble carbono en los monómeros,

luego aquellos monómeros se unen con otros debido

a los electrones libres, y así se van uniendo uno tras

uno hasta que la reacción termina.

Polímeros formados por reacción en cadena. Se requiere un iniciador

para comenzar la polimerización; un ejemplo es la polimerización de

alquenos. En este caso el iniciador reacciona con una molécula de

monómero, dando lugar a un radical libre, que reacciona con otro

monómero y así sucesivamente. La concentración de monómero disminuye

lentamente. Además de la polimerización de alquenos, incluye también

polimerización donde las cadenas reactivas son iones.

Polímeros formados por reacción por etapas. El peso molecular del

polímero crece a lo largo del tiempo de manera lenta, por etapas. Ello es

debido a que el monómero desaparece rápidamente, pero no da

inmediatamente un polímero de peso molecular elevado, sino una

distribución entre dímeros, trímeros, y en general, oligómeros; transcurrido

un cierto tiempo, estos oligómeros empiezan a reaccionar entre sí, dando

lugar a especies de tipo polimérico. Esta categoría incluye todos los

polímeros de condensación de Carothers y además algunos otros que no

liberan moléculas pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por

ejemplo los poliuretanos.

Polímeros orgánicos. Posee en la cadena principal átomos de carbono.

Polímeros orgánicos vinílicos. La cadena principal de sus moléculas está formada exclusivamente por átomos de carbono.

Dentro de ellos se pueden distinguir: Poliolefinas, formados mediante la polimerización de olefinas.

Ejemplos: polietileno y polipropileno.

Polímeros estirénicos, que incluyen al estireno entre sus monómeros.

Ejemplos: poliestireno y caucho estireno -butadieno.

Polímeros vinílicos halogenados, que incluyen átomos de halógenos (cloro, flúor...) en su composición.

Ejemplos: PVC y PTFE.

Polímeros acrílicos. Ejemplos: PMMA.

Polímeros orgánicos no vinílicos. Además de

carbono, tienen átomos de oxígeno o nitrógeno en

su cadena principal.

Algunas sub-categorías de importancia:

◦ Poliésteres

◦ Poliamidas

◦ Poliuretanos

◦ Polímeros inorgánicos. Entre otros:

Basados en azufre. Ejemplo: polisulfuros.

Basados en silicio. Ejemplo: silicona.

Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensión y contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada resiliencia.

Plásticos. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Hay que resaltar que el término plástico se aplica a veces incorrectamente para referirse a la totalidad de los polímeros.

Fibras. Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables.

Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo resistencia a la abrasión.

Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.

Para clasificar polímeros, una de las formas empíricas más sencillas consiste en calentarlos por encima de cierta temperatura. Según si el material funde y fluye o por el contrario no lo hace se diferencian tres tipos de polímeros:

Termoplásticos, que fluyen (pasan al estado líquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer (vuelven al estado sólido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ningún) entrecruzamientos. Ejemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo PVC.

Termoestables, que no fluyen, y lo único que conseguimos al calentarlos es que se descompongan químicamente, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con muchos entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de las moléculas.

Elastómero, plásticos con un comportamiento elástico que pueden ser deformados fácilmente sin que se rompan sus enlaces o modifique su estructura.

En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua. Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero. Los polímeros de condensación se dividen en dos grupos:

Los Homopolímeros.

PolietilenglicolSiliconas

Los Copolímeros.

Baquelitas. Poliésteres. Poliamidas.

La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros bifuncionales. Deben de saber que los polímeros pueden ser maquinables.

Ejemplo: HOOC--R1--NH2 Si reacciona consigo mismo, entonces:

2 HOOC--R1--NH2 <----> HOOC--R1--NH· + ·OC--R1--NH2 + H2O <----> HOOC--R1-NH--CO--R1--NH2 + H2O

La funcionalidad hace referencia a los grupos funcionales que se forman en los monómeros, estos grupos funcionales determinarán la capacidad del monómero para reaccionar con otros monómeros. El nivel de funcionalidad de un monómero es igual al número de grupos funcionales que posea este en su molécula. Es por ello que la elección de las sustancias que darán origen a los monómeros utilizados en la polimerización son de vital importancias para lograr el nivel de funcionalidad mínimo requerido.

CaracterísticasIndustrialmente se tiende a usar sustancias que creen

monómeros de funcionalidad 2, cuyos grupos funcionales se encuentran en los extremos opuestos de la molécula o cadena de carbonos, de esta manera se obtienen polímeros muy lineales . Además de la linealidad de los polímeros obtenidos se pueden destacar otras características que diferencian a los polímeros obtenidos por policondensación de los que se obtienen por adición:

- El crecimiento molecular es lento, llegándose a necesitar una gran conversión de monómero para obtener grandes pesos moleculares.- Siempre hay formación de subproductos de bajo peso molecular.- Es un proceso endotérmico.

0

Si la funcionalidad de los monómeros es cero (Ningún grupo

funcional hace parte de las moléculas de los monómeros), estos no

tendrán la capacidad o será demasiado difícil que reaccionen entre

si.

1

Los monómeros de funcionalidad 1 reaccionarán con otros

monómeros, pero inmediatamente después pierden su

funcionalidad, debido a que los monómeros interactúan y se unen

por medio de sus grupos funcionales, por lo que una vez el grupo

haya reaccionado pierde la capacidad de volverlo a hacer, y por lo

que solo hay un solo grupo funcional en la molécula del monómero,

este ya no puede volver a reaccionar con otro monómero o dímero.

2

Los monómeros con funcionalidad 2 son capaces de reaccionar dos

veces con otros monómeros, los cual los hace grandes candidatos

para la polimerización, debido a que cuando reaccionan por primera

vez aún mantienen un segundo grupo funcional capaz de reaccionar

de nuevo. Esto permite que la cadena pueda seguir aumentando su

masa molecular indefinidamente.

≥3

Una funcionalidad de 3 o mayor permite a los monómeros crecer en

distintas direcciones, por lo que pueden crear polímeros muy

ramificados, incluso pudiéndose lograr redes macro moleculares

tridimensionales.

En este tipo de polimerización la masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemolítica:

Iniciación: CH2=CHCl + catalizador ⇒ •CH2–CHCl•

Propagación o crecimiento: 2 •CH2–CHCl• ⇒•CH2–CHCl–CH2–CHCl•

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

Tipos de polimerización por adiciónExisten cinco tipos:

Suma de moléculas pequeñas de un mismo tipo por

apertura del doble enlace sin eliminación de ninguna parte

de la molécula (polimerización de tipo vinilo.).

Suma de pequeñas moléculas de un mismo tipo por

apertura de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la

molécula (polimerización tipo epóxido.).

Suma de pequeñas moléculas de un mismo tipo por

apertura de un doble enlace con eliminación de una parte

de la molécula (polimerización alifática del tipo diazo.).

Suma de pequeñas moléculas por ruptura del anillo con

eliminación de una parte de la molécula (polimerización del

tipo a -aminocarboxianhidro.).

Suma de birradicales formados por deshidrogenación

(polimerización tipo p-xileno.).

Los polímeros son grandes moléculas llamadas macromoléculas, que por lo general son orgánicas y están formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros, formando enormes cadenas de las formas más diversas.

¿Qué es un polímero sintético?

Existen varios tipos de polímeros con propiedades y estructuras químicas diferentes. Los polímeros sintéticos son aquellos que son obtenidos en laboratorio o en la industria. Algunos ejemplos de polímeros sintéticos son el nylon, el poliestireno, el Policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.

Los Polímeros sintéticos son creados por el hombre a partir de elementos propios de la naturaleza. Estos polímeros sintéticos son creados para funciones especificas y poseen características para cumplir estas mismas.

polímeros sintéticos son.1. POLIESTIRENO (utilizado para hacer lo que conocemos como durapac)2. POLICLORURO DE VINILO(se usa para la fabricación de tubería abreviado PVC)3. NYLON (para hacer cuerdas de pescar, trajes de buso, etc.)4.POLIETILENO (se usa para fabricar los vasos, platos, tenedores, cucharas todo desechable)

También dentro de los polímeros sintéticos están los plásticos1 Termoestables2 Termoplásticos3 Elastómeros

Polietileno (PE) (HDPE o LDPE, alta y baja densidad)

Polipropileno (PP)

Poliestireno (PS)

Poliuretano (PU)

Policloruro de vinilo (PVC)

Politereftalato de etileno (PET)

Polimetilmetacrilato (PMMA)

Nailon (poliamida 6, PA 6)

Polietilenimina

Polilactona

Policaprolactona

Poliéster

Polisiloxanos

Polianhidrido

Poliurea

Policarbonato

Polisulfonas

Poliacrilonitrilo

Acrilonitrilo Butadieno

Estireno

Polióxido de etileno

Policicloctano

Poli (n-butil acrilato)

Tereftalato de Polibutileno

(PBT)

Estireno Acrilonitrilo (SAN)

Poliuretano Termoplástico

(TPU)

Copolímeros

Los Copolímeros industriales más conocidos son: el

plástico Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), el caucho

estireno-butadieno (SBR), el caucho de nitrilo, estireno

Acrilonitrilo, estireno-isopreno-estireno (SIS) y etileno-

acetato de vinilo (más conocido como goma Eva).

Los polipéptidos de las proteínas o de los ácidos

nucleicos son los Copolímeros aleatorios más comunes.

Un ejemplo de distribución periódica es el del

peptidoglucano.

Polímeros Características físicas y químicas

Polietileno de alta densidad

(HDPE)

Tanques de agua

Algunos envases de leche

Y detergentes

El polietileno (PE) es un plástico

translúcido, es decir, permite el paso

de poca luz a través de él; también

se puede deformar con calor. El

polietileno es uno de los plásticos

más baratos y mas sencillos

químicamente; su monómero consta

de dos átomos de carbono y dos de

hidrógeno: el etileno. Básicamente,

esta formado por una molécula de

etileno que se repite formando

cadenas moleculares muy largas.

H H

\ /

C=C

/ \

H H

Polietileno de baja densidad

(LDPE)

Bolsas para la basura

En general, hay dos tipos de polietileno:

de baja densidad y de lata densidad. El

de alta densidad se utiliza para fabricar

recipientes de gran dureza, como los

botes de basura y las tinas de baño. Por

el contrario, el de baja densidad lo

podemos encontrar en las distintas

bolsas de supermercado y de basura.

Tereftalato de polietileno

(PET)

envases

Es un polímero cuya unidad estructural

se encuentra la molécula de etileno, pero

a diferencia del polietileno está unida a

otros átomos de carbono y oxígeno.

Entre otras propiedades el PET casi no

reacciona químicamente, por lo que se

puede estar en contacto con alimentos y

bebidas, tiene mucha resistencia al

desgaste y es altamente reciclable. En

general es transparente aunque permite

ser coloreado. Una gran cantidad de

envases y botellas se fabrican con PET.

Nylon

Estambres

ropa

Cuerdas de guitarra

Las poliamidas o nylon son plásticos

cuyas estructura esta formada por la

molécula amida, conformada por un

átomo de carbono, uno de oxígeno, uno

de nitrógeno y uno de hidrogeno. Esta

unidad se repite formando cadenas muy

largas y ordenadas. Una de las mayores

aplicaciones de nylon se ad en la

industria textil, ya que permite obtener

fibras muy resistentes.

Caucho

Llantas

Botas para la lluvia

El caucho es un material cuyas

dimensiones pueden cambiar en gran

medida cuando se someten a esfuerzos;

es decir, se estiran, y retornan a sus

dimensiones originales al cesar la fuerza

deformante. El caucho natural se

produce comercialmente a partir del látex

del árbol Hevea brasiliensis, que se

cultiva en plantaciones del sudeste

asiático. El látex liquido se recolecta de

setos arboles, se diluye en agua y luego

se coagula con un ácido orgánico.

Aletas de buzo

El material en gránulos se comprime con

rodillos para eliminar el agua y producir

un material en forma de lamina. Las

láminas se secan, mediante corrientes

de aire caliente. Además del caucho

natural existe una gran variedad de

cauchos sintéticos, los cuales pueden

ser mejorados para la fabricación de

llantas mediante vulcanización. La

vulcanización se refiere generalmente al

entrecruzamiento de las cadenas

moleculares de caucho con azufre,

dando como resultado un mejoramiento

de sus propiedades como elastómero.

Policloruro de vinilo

(PVC)

Piezas de tubería

forros

Es un plástico sintético que se usa

ampliamente debido a su baja reactividad

química -no se oxida ni se corroe- y a su

capacidad única para mezclarse con aditivos y

producir un gran numero de compuestos con

una amplia variedad de propiedades físicas y

químicas. El PVC se conoce como un material

blanco que comienza a reblandecerse a los

80ºC y descomponerse a los 140ºC. Tiene

una buena resistencia a la corriente eléctrica y

al fuego. En la industria existen dos tipos:

-Rígido: para envases, ventanas, tuberías, las

cuales han reemplazado en gran medida al

hierro(que se oxida fácilmente)

-Flexible: cables, juguetes, calzado,

pavimento, recubrimientos o plásticos para

forrar.

La unidad química estructural que se repite en

el PVC es un vinilo. Los vinilos se obtienen

remplazando un átomo de hidrogeno por otro.

En el caso del PVC un átomo de hidrogeno se

sustituye por uno de cloro.

Código Siglas Nombre Usos

PET Tereftalato de

polietileno

Envases de bebidas gaseosas, jugos,

jarabes, aceites comestibles, bandejas,

medicamentos, etc.

PEAD

(HDPE)

Polietileno de

alta densidad

Envases de leche, detergentes,

champús, baldes, bolsas, tanques de

agua, etc.

PVC Policloruro de

vinilo

Tuberías de agua, desagües, aceites,

mangueras, cables, imitación de piel,

bolsas para sangre, etc.

PEBD

(LDPE)

Polietileno de

baja densidad

Bolsas para basura

PP Polipropileno Envases de alimentos, materiales para

la industria automotriz, bolsas de uso

agrícola, tuberías de agua caliente,

envolturas, pañales desechables, etc.

PS Poliestireno Envases de alimentos congelados,

aislante para heladeras, juguetes, etc.

Otros Resinas

epoxídicas

Adhesivos e industria plástica; industria

de la madera y carpintería; elementos

moldeados; espuma de colchones,

rellenos de tapicería etc.

Diariamente donde quiera que estemos nos encontramos con por lo menos 1 polímero, ya que estos son muy esenciales en todas las actividades que realizamos. Simplemente nos satisfacen necesidades para hacernos la vida más fácil, ya que estos se encuentran en un gran porcentaje de materiales que usamos para un sin numero de cosas, desde alimentarnos hasta transportarnos en largas distancias.

Que sin ellos no seriamos lo que somos ahorita. Aunque año con año las tecnologías avanzan junto con los polímeros.