Ejemplo de Polímeros

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2017

El término Polímero proviene de los vocablos griegos Poli, que significa Muchos, y Meros, que significa Partes; “Muchas Partes”. Los Polímeros son compuestos químicos formados por una secuencia repetitiva de un mismo grupo de átomos o Mero. Tienen un peso molecular elevado, por lo que además reciben el nombre de Macromoléculas y se manifiestan tanto en la naturaleza, llamados Biopolímeros,  como en presentación de producto terminado, o  Polímeros Sintéticos.

Hay moléculas cuyas unidades de repetición son pocas, entre 2 y 10. Estos pequeños polímeros reciben el nombre de Oligómeros. El término se debe al griego Oligos, que significa “pocos”.

Las diferencias entre los polímeros radican en las fuerzas intermoleculares y la presencia de grupos funcionales diversos.

Polimerización

Polimerización es el proceso químico en el que una molécula se une a otra de su misma especie, para formar largas cadenas de partes idénticas, llamadas “partes de repetición” o “meros”. La polimerización acaece ya sea como un fenómeno natural que forma estructuras vegetales, proteicas, de carbohidratos, por ejemplo, o mediante el acondicionamiento y la adición de reactivos que la permitirán hasta llegar al producto deseado.

Por ejemplo, para lograr el Nylon-66, un polímero sintético, se trabaja con Hexametilendiamina, y se añade Ácico Adípico, que reaccionarán hasta que se vaya formando el filamento blanquecino en que se manifiesta el Nylon-66. Ese filamento, mientras permanezca en contacto con la mezcla de trabajo, se hará más largo y manejable.

Propiedades de los Polímeros

Las propiedades de los polímeros definen su estructura final, y la manera en que interactúan con el espacio y se distribuyen en él.

Fuerzas intermoleculares

Los átomos de las moléculas individuales de polímeros se hallan unidos entre sí mediante enlaces covalentes relativamente fuertes. Las energías de enlace de los enlaces Carbono-Carbono son del orden de 80 a 90 Kcal/mol. Además, las moléculas de polímeros, como todas las otras moléculas, se atraen entre sí (y en polímeros de cadena larga, incluso entre segmentos de la misma cadena) mediante fuerzas secundarias intermoleculares.

Estas fuerzas intermoleculares son también responsables del incremento del punto de ebullición en series homólogas como los alcanos; de los puntos de ebullición superiores a lo previsto en las moléculas orgánicas polares como los Halogenuros de Alquilo, y de los puntos de ebullición anormalmente altos de los alcoholes, aminas y amidas. Mientras que las fuerzas responsables de estos incrementos en el punto de ebullición se llaman Fuerzas de Van der Waals, estas fuerzas se hallan subclasificadas según su origen e intensidad. Las fuerzas intermoleculares secundarias comprenden las fuerzas de dispersión de London, fuerzas inducidas permanentes, y fuerzas dipolares entre las que se incluye el enlace por puente de Hidrógeno.

Viscosidad

La viscosidad es la medida de la resistencia al flujo. Es el resultado del movimiento cooperativo entre segmentos de polímero en estado líquido, y se encuentra limitado por el enmarañamiento de la cadena, las fuerzas intermoleculares, la presencia de agentes de refuerzo, y por los enlaces cruzados (como los del Azufre en la vulcanización del caucho).

Flexibilidad

La flexibilidad de los polímeros amorfos más allá del estado vítreo está gobernada por las mismas fuerzas que la viscosidad de fusión y depende de un tipo determinado de movimiento de flexión de los segmentos  de las cadenas de polímero. Esta flexibilidad aumenta cuando hay muchos grupos Metileno (CH2) o átomos de Oxígeno entre los grupos rigidizantes (que le confieren rigidez a la molécula) de la cadena. Así, por ejemplo, la flexibilidad de los poliésteres alifáticos aumenta a medida que se incrementa el número de los Metilenos.

Poliéster Alifático, donde m representa el número de CH2 presentes

Polímeros Cristalinos

A principios de los Años 20, Haworth utilizando técnicas de difracción de rayos X demostró que la celulosa estirada era un polímero cristalino constituido por unidades repetitivas de celobiosa. En 1925, Katz colocó una goma de caucho natural estirada en un espectrómetro de Rayos X y comprobó que presentaba un patrón de interferencia típico de una sustancia cristalina. En conclusión, es posible que los polímeros tengan una configuración rígida y organizada. Para el Polietileno, por ejemplo, se presenta este caso.

Los polímeros ordenados con radicales pequeños cristaliza más fácilmente que los que tienen radicales voluminosos, como el Poliacetato de vinilo. El producto hidrolítico de este último, que es el Polialcohol vinílico, cristaliza con facilidad.

Polímeros Amorfos

Los polímeros amorfos están constituidos por cadenas dispuestas en forma poco ordenada o “menos cristalina”. Los polímeros amorfos poseen temperatura de transición vítrea, pero no de fusión, además de no ofrecer un patrón de Difracción de Rayos X claro. Las cadenas de los polímeros amorfos podrían compararse con una masa de espaguetis.

Elastómeros, Plásticos y Fibras

Las diferencias principales entre Elastómeros, Plásticos y Fibras son la presencia o ausencia de grupos rigidizantes en la cadena, el tamaño de los grupos pendientes (o sustituciones tipo Alquilo o Halógeno) y la magnitud de las fuerzas intermoleculares.

Los Elastómeros se caracterizan habitualmente por la carencia de grupos rigidizantes en la cadena principal del polímero, de grupos pendientes voluminosos y de fuerzas intermoleculares grandes.

Las fibras se caracterizan por la presencia de grupos rigidizantes en la cadena principal del polímero y de enlaces de Hidrógeno intermoleculares, y la ausencia de ramificaciones o grupos pendientes situados de forma irregular.

La estructura de los plásticos y sus propiedades se encuadran entre estos dos extremos.

Ejemplos de Polímeros Naturales

Proteínas, que al despolimerizarse son fuente de Aminoácidos y Energía.

Albúmina de Huevo, que coagula con el calor, y representa uno de los componentes más nutritivos del huevo.

Lana y Seda, catalogadas como Fibras Proteínicas

Lino y Algodón, clasificados como Fibras de Carbohidratos

Celulosa, polisacárido que es el componente principal de las fibras vegetales, está conformada por cadenas largas de moléculas de glucosa C6H12O6, desde cientos a miles de eslabones, enlazadas por enlaces O-Glucosídicos. La Celulosa es precursora de productos como la seda artificial o rayón, y el celofán, utilizado para envoltura de regalos, por ejemplo.

Ejemplos de Polímeros Sintéticos

Las llantas son un ejemplo de polímero sintético

Caucho vulcanizado (o Poliisopreno vulcanizado), elastómero, materia prima de los Neumáticos de Vehículos automotrices, creada por Charles y Nelson Goodyear al transformar el Caucho de la hevea, un material termoplástico pegajoso, calentándolo con cantidades pequeñas de Azufre.

Ebonita, plástico termoestable, también creado por Charles y Nelson Goodyear, a partir del mismo Caucho de la hevea, y por calentamiento, pero con mayores cantidades de Azufre que con el Caucho Vulcanizado.

Colodión, fue el primer termoplástico artificial, utilizado por Chardonnet como reactivo para obtener seda artificial. Menard lo obtenía disolviendo Nitrato de Celulosa en una mezcla de Etanol y Éter etílico.

Nylon-66, poliamida producida por condensación de Ácido Adípico HOOC(CH2)4COOH (Dicarboxílico de seis carbonos) y Hexametilendiamina H2N(CH2)6NH2.

Citado APA: (A. 2017,05. Ejemplo de Polímeros. Revista Ejemplode.com. Obtenido 05, 2017, de http://www.ejemplode.com/38-quimica/4495-ejemplo_de_polimeros.html)

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2017

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