POLÍMEROS

POLÍMEROS

Miguel Quevedo García de la Yedra

ÍNDICE

Pag 3 : ¿ Qué son los polímeros ?

Pag 4-5 : Historia de los polímeros

Pag 6-7 : Polimerización

Pag 9-14 : Tipos de polímeros

Pag 15-16 : Características

Pag 17 : Nomenclatura

Pag 18 : Webgrafía

Pag 19 : Opinión Personal

¿ Qué son los polímeros?

Se llama polímeros a un conjunto de macromoléculas usualmente orgánicas, que resultan de la unión de moléculas más simples llamadas monómeros mediante enlaces químicos de tipo covalente. Su nombre proviene del griego polys (“muchos”) y meros (“segmento”) y fueron denominados así por primera vez en 1866 por Marcellin Berthelot. Generalmente son macro moléculas orgánicas de enorme importancia tanto en el mundo natural como en el industrial. Entre estas moléculas se incluyen el ADN en nuestras células, el almidón de las plantas, el nailon y la mayoría de los plásticos.

Historia de los polímeros

Los polímeros han estado presentes en la vida y la naturaleza desde sus comienzos, como pueden ser las proteínas, pero los primeros polímeros artificiales surgieron a mediados del siglo diecinueve desarrollándose hasta nuestros días. Los primeros polímeros artificiales se obtuvieron a base de la transformación de polímeros naturales (caucho, seda, algodón, etc…). Se cree que el primer polímero fue elaborado por Charles Goodyear en 1839 con el vulcanizado del caucho. Charles Goodyear (1800-1860). En 1846 y 1868 se desarrollaron formas de sintetizar celuloide a partir del nitrato de celulosa. Pero el primer polímero totalmente sintético fue desarrollado por el químico estadounidense Leo Hendrik Baekeland: la baquelita. Este producto tuvo un gran éxito debido a sus peculiares propiedades: se le podía dar la forma deseada antes de que se enfriara, no conducía la electricidad y era resistente al agua y los disolventes. Leo Baekeland Leo Baekeland (1863-1944) Fuente:Enciclopedia Britanica Pronto surgieron otros polímeros que revolucionarían esta industria como el poliestireno y el policloruro de vinilo (PVC), 1911 y 1912 respectivamente. Estos polímeros fueron sustitutos del caucho y se usaron para la creación de objetos y utensilios de la vida cotidiana. Otros polímeros importantes fueron el metracrilato de metilo polimerizado (plexiglás) que se usó como sustituto del cristal, el teflón, usado en utensilios de cocina por sus propiedades antiadherentes y el nylón, primer plástico de alto rendimiento.

El avance de la industria de los polímeros se intensificó mucho a partir de 1926, cuando el químico alemán Hermann Staudinger expuso su teoría de los polímeros: largas cadenas de pequeñas unidades unidas por enlaces covalentes (fundamento de la química macromolecular). Esta industria volvió a sufrir otro gran avance en la segunda guerra mundial. Puesto que la mayoría de los países no recibía materias primas, ya sea porque el país que se la suministraba se encontraba en el bando contrario, o porque las rutas de comercio estaban muy controladas, se vieron obligados a desarrollar nuevos polímeros para sustituir las materias primas con las que normalmente hacían los distintos productos o armas de combate. Ejemplo de esto puede ser el caucho sintético usado por Alemania para las ruedas de los tanques y el nylón, desarrollado por los Estados Unidos de América. usado para fabricar textiles como paracaídas o prendas combinándolo con lana o algodón. Durante la posguerra y hasta nuestros días la industria de los polímeros ha seguido avanzando a pasos agigantados desarrollándose nuevos polímeros como el polietileno o el polipropileno, dos de los polímeros más usados en la actualidad.Como conclusión podemos decir que el desarrollo de los polímeros ha sido uno de los mayores avances tecnológicos llevados a cabo por el hombre puesto que se han convertido en el material base sin el cual no seríamos capaces de fabricar un gran número de objetos: los plásticos.

Charles Goodyear

Hermann Staudinger

Polimerización

El proceso de construcción de los polímeros es la polimerización y consiste en la unión por enlaces covalentes de los distintos monómeros que lo integran.

Tipos de polimerización:

• 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 union doble carbono en los monomeros, luego aquellos monomeros se unen con otros debido a los electrones libres, y así se van uniendo uno tras uno hasta que la raccion termina.

• Polímeros formados por etapas. La cadena de polímero va creciendo gradualmente mientras haya monómeros disponibles, añadiendo un monómero cada vez. 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 formados por reacción en cadena. Cada cadena individual de polímero se forma a gran velocidad y luego queda inactiva, a pesar de estar rodeada de monómero.

Tipos de polímeros

Según su origen :

• 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 nylon, el poliestireno, el cloruro de polivinilo (PVC), el polietileno, etc.

Según su composición química:

• 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.

Según su estructura:

• Homopolímeros: Están compuestos por un mismo tipo de molécula que se repite.

• Copolímeros: Están compuestos por dos o más tipos de moléculas que se reiteran sucesivamente en la cadena.

Según la estructura de sus cadenas, los polímeros pueden ser:

• Polímeros de cadena lineal. Están formados por largas cadenas de monómeros en línea recta. • Polímeros radiales. Están formados por estructuras circulares. • Polímeros ramificados. Están formados por cadenas divergentes de polímeros, como las ramas de un árbol.

Según su comportamiento al elevar su temperatura:

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 dos tipos de polímeros: • Termoplásticos, que fluyen (pasan al estado líquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer (vuelven al estado solido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ningún) entrecruzamientos. Ejemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), 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.

Según sus aplicaciones:

• 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.

Características

Características físicas:

• Suelen ser malos conductores de la electricidad, por lo que a menudo se los utiliza como aislantes. También es frecuente que presenten electrocromismo (cambio de color ante la electricidad) y en algunos casos fosforescencia o fluorescencia. • Los polímeros suelen ser cristalinos en casos de estructuras más ordenadas, aunque su presentación puede ser muy variada. Ante bajas temperaturas pueden adquirir más dureza y propiedades vítreas, mientras que ante altas temperaturas se muestran más elásticos hasta llegar a su temperatura de fusión (Tf) en la que se funden sus células Mucho más alta es la temperatura de descomposición, en la que los enlaces entre los monómeros se rompen. • En líneas generales, lo más interesante de los polímeros son sus propiedades mecánicas: viscoelasticidad, elasticidad, flujo plástico y fractura, que hace de ellos materiales idóneos para numerosas actividades industriales.

Características químicas:

• Resistencia a los productos químicos. Por ejemplo, los plásticos utilizados para los envases no reaccionan con los productos químicos que contienen.

• Aislamiento eléctrico y térmico. Los polímeros son buenos aislantes. A partir de ellos se producen los materiales utilizados para las capas protectoras de los cables o para las tomas de corriente. Sus propiedades de resistencia térmica permiten que estos materiales se utilicen en el hogar, por ejemplo en mangos de ollas.

• Alta resistencia y al mismo tiempo ligero . Algunos plásticos incluso pueden flotar. • Fácil de procesar . Los polímeros se pueden procesar de diversas maneras: se les puede formar capas finas (por ejemplo, fibras textiles) y estructuras estructurales sólidas. Se pueden formar fácilmente en una forma específica.

• Los polímeros suelen tener la reactividad de las moléculas que constituyen los monómeros que están en los extremos de las cadenas. Los polímeros sintéticos son poco reactivos, aunque la presencia de ácidos y solventes orgánicos suele corroerlos con rapidez.

Nomenclatura

Más allá de las normas IUPAC establecidas para nombrar sustancias químicas, los polímeros se suelen nombrar tomando el nombre del monómero base para su conformación, antecedidos por el prefijo poli (“muchos”). Por ejemplo: poliestireno, polietileno, etc. Otra forma común es agregar la palabra “caucho”, “goma” o “acrílico” antes del nombre de los copolímeros. Por ejemplo: caucho estireno-butadieno, resina fenol-formaldehído. Por último, existen algunos polímeros dotados de nombres propios, usualmente derivados de las marcas que los comercializaron, como es el caso del nailon (poliamida), teflón (politetrafluoretileno) o neopreno (policloropreno).

Webgrafía

https://tecnologiadelospolimeros.wordpress.com/2017/06/04/seminario-de-actualizacion-profesional-en-ciencia-y-tecnologia/

https://humanidades.com/polimeros/

https://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero#Seg%C3%BAn_su_composici%C3%B3n_qu%C3%ADmica

https://www.quimica.es/enciclopedia/Pol%C3%ADmero.html#Nomenclatura

https://bsdi.es/diferencia-polimeros-sinteticos-y-naturales/

https://www.products.pcc.eu/es/blog/propiedades-y-aplicaciones-de-los-polimeros-donde-se-utilizan-los-plasticos/

Opinión Personal

Este trabajo para mí ha sido instructivo, he aprendodo bastante sobre los polímeros , siendo una de la cosas que más me ha sorprendido la extensa clasoficación de estos, otra cosa que me ha parecido curioso ha sido lo vertatil que son los polímeros y que estos se encuentran practicamente en todo. En conclución he disfrutodo de realizando este trabajo, por los conocimientos adquiridos en el proceso. Además creo que el desarrollo de los polímeros nos ayudaría a que hubiera una mejora en la ciencia, porque estos materiales ya nos han servedo de mucha ayuda anteriormente. Aunque también creo que se debería de tener una mejor regularización de estos, ya que estamos viendo como algunos polímeros al no reciclarce, no se degrasdan correctamente, contaminando al medio ambiente.

FIN