Polimeros

Polímeros

Pero ¿Qué son los polímeros?

Los Polímeros, provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes, son grandes moléculas o macromoléculas formadas por launión de muchas pequeñas moléculas: sustancias de mayor masa molecular entre dos de la misma composición química, resultante del proceso de la polimerización.

Cuando se unen entre sí más de un tipo de moléculas (monómeros), la macromolécula resultante se denomina copolímero.

Como los polímeros se forman usualmente por la unión de un gran número de moléculas menores, tienen altos pesos moleculares. No es infrecuente que los polímeros tengan pesos moleculares de 100.000 o mayores.

Los polímeros pueden ser de tres tipos:

Polímeros naturales: provenientes directamente del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, ácidos nucleicos, etc.

Polímeros artificiales: son el resultado de modificaciones mediante procesos químicos, de ciertos polímeros naturales. Ejemplo: nitrocelulosa, etonita, etc.

Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre a partir de materias primas de bajo peso molecular. Ejemplo: nylon, polietileno, cloruro de polivinilo, polimetano, etc.

Muchos elementos como el silicio, entre otros, forman también polímeros, llamados polímeros inorgánicos.

Existen diversos procesos para unir moléculas pequeñas con otras para formar moléculas grandes. Su clasificación se basa en el mecanismo por el cual se unen estructuras monómeras o en las condiciones experimentales de reacción.

Mecanismos de polimerización. La polimerización puede efectuarse por distintos métodos a saber:

Polimerización por adición.

Adición de moléculas pequeñas de un mismo tipo unas a otras por apertura del doble enlace sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización de tipo vinilo.).

Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización tipo epóxido.).

Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un doble enlace con eliminación de una parte de la molécula (polimerización alifática del tipo diazoo.).

Adición de pequeñas moléculas unas a otras por ruptura del anillo con eliminación de una parte de la molécula (polimerización del tipo a -aminocarboxianhidro.).

Adición de birradicales formados por des hidrogenación (polimerización tipo p-xileno.).

Polimerización por condensación.

Formación de poliésteres, poliamidas, poliésteres, poli anhidros, etc., por eliminación de agua o alcoholes, con moléculas bifuncionales, como ácidos o glicoles, diaminas, di ésteres entre otros (polimerización del tipo poliésteres y poliamidas.).

Formación de poli hidrocarburos, por eliminación de halógenos o haluros de hidrógeno, con ayuda de catalizadores metálicos o de haluros metálicos (poli condensación del tipo de Friedel-Craffts y Ullmann.).

Formación de poli sulfuros o poli-poli sulfuros, por eliminación de cloruro de sodio, con haluros bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros alcalinos o poli sulfuros alcalinos o por oxidación de di mercaptanos (poli condensación del tipo Thiokol.).

Polimerización en suspensión, emulsión y masa.

polimerización en suspensión. En este caso el peróxido es soluble en el monómero. La polimerización se realiza en agua, y como el monómero y polímero que se obtiene de él son insolubles en agua, se obtiene una suspensión. Para evitar que el polímero se aglomere en el reactor, se disuelve en el agua una pequeña cantidad de alcohol poli vinílico, el cual cubre la superficie de las gotitas del polímero y evita que se peguen.

Polimerización en emulsión. La reacción se realiza también en agua, con peróxidos solubles en agua pero en lugar de adredarle un agente de suspensión como el alcohol poli vinílico, se añade un emulsificante, que puede ser un detergente o un jabón.

En esas condiciones el monómero se emulsifica, es decir, forma gotitas de un tamaño tan pequeño que ni con un microscopio pueden ser vistas. Estos micros gotitas quedan estabilizados por el jabón durante todo el proceso de la polimerización, y acaban formando un látex de aspecto lechoso, del cual se hace precipitar el polímero rompiendo la emulsión. Posteriormente se lava, quedando siempre restos de jabón, lo que le imprime características especiales de adsorción de aditivos.

Clasificación según su estructura

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.

Ramificados: Se sintetizan polímeros cuya cadena principal está conectada lateralmente con otras cadenas secundarias, Las ramas, que forman parte de la cadena molecular principal, son el resultado de las reacciones locales que ocurren durante la síntesis del polímero. La eficacia del empaquetamiento de la cadena se reduce con las ramificaciones y, por tanto, también disminuye la densidad del polímero.

Red: Las cadenas pendientes tienen algunas particularidades extrañas. A veces, ambos extremos de las cadenas pendientes se encuentran unidos a las cadenas principales de moléculas poliméricas separadas. Si existe un número suficiente de cadenas pendientes unidas a dos moléculas poliméricas, puede suceder que todas las cadenas principales del polímero se encuentren entrelazadas mutuamente, formando un retículo gigantesco. Cuando esto ocurre, el polímero es en realidad una única molécula, ¡lo suficientemente grande como para tomarla con nuestras manos! Los polímeros como éstos se denominan polímeros entrecruzados. Muchos tipos de caucho, como el poliisopreno y el poli butadieno, son entrecruzados.

Estrellada: En ocasiones los extremos de varias cadenas polímericas se encuentran unidos a un centro común. Los polímeros que presentan esta característica se llaman polimeros estrella.

Clasificación según su composición

Alternados: Cuando dos monómeros están dispuestos según un ordenamiento alternado, el polímero es denominado obviamente, un copolimetro alternante

Pero ¿Qué es un copolimetro?

La polimerización conjunta de dos o varios monómeros se denomina copolimerizacion

Bloque: En un copolímero en bloque, todos los monómeros de un mismo tipo se encuentran agrupados entre sí, al igual que el

otro tipo de monómeros.

Al azar: En un copolímero al azar, los dos monómeros pueden seguir cualquier orden

Injertados: Cuando las cadenas de un polímero formado a partir del monómero B se encuentran injertadas en una cadena polimérica del monómero A, se obtinene un copolimero de injerto

Ventajas y desventajas de los polímeros

En la actualidad hay tantos polímeros artificiales para otros tantos propósitos diferentes qe es difícil imaginar nuestro mundo sin los “plásticos”

Los plásticos son populares porque son:

Económicos.
Más livianos y pueden sustituir la madera, la piedra o el metal.
Muy resistentes a la oxidación y al ataque de ácidos y bases.
Inalterables a los agentes atmosféricos como la luz, el agua y el aire.
Muy versátiles. Se fabrican con ellos objetos con gran diversidad de formas, texturas y colores; pueden ser suaves como las plumas y más resistentes que el mismo acero. Son aislantes de la corriente eléctrica.
Sin embargo, como en todas las cosas, estas mismas ventajas pueden ser peores inconvenientes. La alta resistencia a la corrosión, al agua y la descomposición bacteriana, los convierte en residuos difíciles de eliminar y , consecuentemente, en un grave problema ambiental.