POLÍMEROS

A lo largo de cientos de años se han utilizado polímeros naturales procedentes de plantas y animales. Estos materiales incluyen madera, caucho, lana, cuero y seda. Otros polímeros naturales tales como las proteínas, los enzimas, los almidones y la celulosa tienen importancia en los procesos bioquímicos y fisiológicos de plantas y animales. Desde principios del siglo XX, la moderna investigación científica ha determinado la estructura molecular de este grupo de materiales y ha desarrollado numerosos polímeros, sintetizados a partir de pequeñas moléculas orgánicas. Muchos plásticos, cauchos y materiales fibrosos son polímeros sintéticos.

Los materiales plásticos actualmente en nuestra sociedad son, sin lugar a dudas, uno de los materiales más utilizados en casi todos los sectores industriales como consecuencia de las buenas propiedades que poseen. Si se comparan polímeros como el polietileno y el nylon con materiales que son utilizados más comúnmente por los ingenieros, de inmediato se encontrarán algunas diferencias importantes. Unas pruebas simples muestran que los polímeros: 

1.- Tienen resistencia mecánica y rigidez (Módulo elástico) bajas, 7-100 MPa y 1-4 GPa respectivamente. Sin embargo, tienen una buena relación resistencia peso. 

2.- Su uso, frecuentemente, está limitado por condiciones de temperatura (< 150 °C). 

3.- Los ensayos mecánicos, por ejemplo, los de tracción, muestran que se deforman cuando se someten por un tiempo a una carga, o sea, sus propiedades dependen del tiempo, y esta es su característica mecánica más significativa. Las propiedades mecánicas también dependen marcadamente de la temperatura.

4.- Expansión térmica elevada (30 - 200xl0-6 K-1) 5.- Problemas de disposición y reciclado.

Algunas materias primas petroquímicas usadas en la fabricación de estos polímeros:

• Metano  urea, formaldehído, fosgeno, bióxido de carbono, amoniaco.

• Etileno  cloruro de vinilo, etilenglicol, acetato de vinilo, estireno, óxido de etileno, alcohol polivinílico.

• Propileno  cloruro de alilo, epiclorhidrina , 2-etilhexil acrilato, butil acrilato, etil acrilato, metil acrilato, óxido de propileno, polioles, propilenglicol, acrilonitrilo.

• Butilenos  butadieno, anhídrido maleico.

• Benceno  estireno, ácido salpico, caprolactama, anilina, hexametilendiamina.

• Tolueno  toluendiisocianato.

• Ortoxileno  anhídrido ftálico.

• Metaxileno  ácido isoftálico.

•  Paraxileno  ácido tereftálico y dimetil tereftalato.  

Los polimeros de clasifican en:

Termoplásticos: 

Hacen referencia al conjunto de materiales que están formados por polímeros que se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares o fuerzas de Van der waals, formando estructuras lineales o ramificadas.

Un material termoplástico lo podemos asemejar a un conjunto de cuerdas enredadas que tenemos encima de una mesa, cuanto mayor sea el grado de enredo de las cuerdas mayor será el esfuerzo que tendremos que realizar para separar las cuerdas unas de otras dado a que el rozamiento que se produce entre cada una de las cuerdas ofrece resistencia a separarlas, en este ejemplo las cuerdas representa a los polímeros y el rozamiento representa las fuerzas intermoleculares que los mantiene unidos.

    Termofijos:

Son materiales rigidos que tienen una estructura molecular compleja del tipo red, la cual tiene lugar en el proceso de moldeo. Los plásticos llamados termofijos o termoestables son plásticos que una vez moldeados no pueden modificar su forma, y por lo tanto no pueden ser reciclados.

Estos se caracterizan por tener cadenas poliméricas entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no se funde. Polimerizan irreversiblemente bajo calor o presión formando una masa rígida y dura.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Polímeros inorgánicos: están formados por la polimerización de unidades monoméricas que poseen elementos diferentes al carbono, especialmente fósforo y silicio. En este grupo se encuentra la silicona.

Polímeros orgánicos: están formados por cadenas hidrocarbonadas o derivados de ellas. En este grupo se encuentran los polímeros llamados plásticos, como el PVC y el polietileno. No todos los polímeros se clasifican como plásticos, un ejemplo de esto es la celulosa.

ESTRUCTURA DE LA CADENA

Polímeros lineales: la polimerización ocurre en una sola dirección; por ejemplo, si los monómeros reaccionan solo por los extremos.

Polímeros ramificados: un monómero no sólo reacciona en los extremos de la cadena, sino que, además, en posiciones intermedias de la cadena.

Polímeros entrecruzados: dos o más cadenas lineales se unen en distintas partes, formando una especie de enrejado.

Bibliografía:

• Chow, S. (1987) en Mexico, D.F. Petroquímica y sociedad.
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• Keith, J. (2013). Termofijos-Polímeros. Tomado de: https://es.scribd.com/document/134786414/56780981-Termofijos-polimeros
• De Páz, C. (sin año). Clasificación de polímeros. Tomado de: http://www.fullquimica.com/2013/01/clasificacion-de-polimeros.html
• UPV. (2011). Estructura y propiedades de los polímeros. Tomado de: https://www.youtube.com/watch?v=h1eR8KQunBg