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EL MUNDO DE LOS POLÍMEROS
Blancas Huerta Mitzi MarianParra Hernández Sarai
Zamudio Salgado Jesús
1¿Qué son los polímeros y por qué son tan importantes? Definición de polímeros Importancia de los polímeros por sus
aplicaciones y usos Clasificación de polímeros en naturales y
sintéticos. Estructura química de los polímeros
.Concepto de monómero y polímero. .Grupos funcionales presentes en la estructura
de los monómeros
Definición de polímeros
Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas.
Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases.
Importancia de los polímeros por sus aplicaciones y usos
Los polímeros son sustancias muy importantes debido a que pueden tener varios y muy diversos usos en la vida cotidiana.
Clasificación de polímeros en naturales y sintéticos.
Polímeros naturales: Son aquellos provenientes directamente del reino vegetal o animal, como la seda, lana, algodón, celulosa, almidón, proteínas, caucho natural (látex o hule), ácidos nucleicos, como el ADN, entre otros.
Polímeros semisintéticos: Se obtienen por
transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado.
Polímeros sintéticos: Son los transformados o “creados” por el hombre. Están aquí todos los plásticos, los más conocidos en la vida cotidiana son el nylon, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) y el polietileno.
Polímeros naturales
En la naturaleza encontramos muchos elementos que pueden ser considerados polímeros y que van desde elementos presentes en la alimentación (como el almidón, la celulosa) hasta elementos textiles (el nylon o la seda) e incluso el ADN que cada ser vivo posee.
El algodón
La lanaLa se
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Polímeros sintéticos Los Polímeros sintéticos son creados por el hombre
a partir de elementos propios de la naturaleza, creados para funciones especificas y poseen características para cumplir estas mismas. Son obtenidos en laboratorio o en la industriaAlgunos ejemplos de polímeros sintéticos son el nylon, el polietileno, el policloruro de vinilo (PVC), el polietileno.
Concepto de monómero y polímero. Monómero: es una molécula de pequeña masa
molecular que unida a otros monómeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, forman macromoléculas llamadas polímeros.
Polímeros: son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
Polímero
Grupos funcionales presentes en la estructura de los monómeros
La mayoría de los monómeros funcionales son solubles en agua al mismo tiempo y se utilizan para incorporar centros hidrofílicos dentro de polímeros hidrofóbicos a fin de estabilizar las partículas y lograr adherencia y aceptación de pigmentos.
1. grupos carboxilos (Ej: Acidos acrílico y metacrílico).
2. Grupos epoxi (Ej:de monómeros tales como glicidil metacrilato). Usualmente son utilizados para mejorar la resistencia química, la dureza del film, la resistencia química y la resistencia a l calor y a la abrasión.
3. Derivados de acrilamida (Ej: N-Metilolacrilamida). Este tipo de monómeros es usualmente utilizados en proporciones de 1 a 7% y generan la incorporación de sitios de reticulación dentro de las partículas del látex. Puede sufrir reticulación vía puente hidrógeno a temperatura ambiente, como así también, pueden ser reticulados a temperatura más elevada (120 –150°C) con formación de enlaces covalentes entre distintos grupos N-Metilol presentes en la cadena.
4. Cloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son monómeros con sitios electrofílicos que pueden ser reaccionados post-polimerización con nucleófilos tales como aminas, mercaptanos, etc.
5. Grupos isocianato (Ej: TMI). Estos grupos pueden ser reticulados postpolimerización , mediante grupos amino o hidroxilo , o bien reticular durante el proceso de formación del film.
6. Grupos amino (Ej: de monómeros funcionales como dietilaminoetilmetacrilato)
7. Grupos sulfonato (Ej:estireno sulfonato de sodio)
8. grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)
3. ¿Cómo se obtienen los polímeros sintéticos? 3.1. Reacciones de adición y condensación de polímeros sintéticos 3.2. Clasificacion de polímeros y copolimeros 4. propiedades de los polímeros 4.1. Clasificación de los polímeros de acuerdo a las siguientes propiedades: Reticulares y linealesAlta y baja densidadTermoplásticos y termoestables
¿Cómo se obtienen los polímeros sintéticos?
• La investigación de estas estructuras permitió que, en 1839, Charles Goodyear, al calentar el caucho natural con un pequeño porcentaje de azufre, obtuviera el caucho vulcanizado, producto elástico de mayor dureza y resistencia al desgaste.
• Posteriormente, en 1860, a partir de la celulosa se obtuvo el celuloide (primer polímero semisintético), y en 1909, se obtuvo la baquelita (primer polímero realmente sintético).
R E A C C I O N E S D E A D I C I O N
R E A C C I O N E S D E A D I C I O N
Resultan de la adición consecutiva de monómeros a una cadena sin pérdida de átomos o grupos en el proceso. De hecho, el compuesto que experimenta la polimerización es un compuesto orgánico que presenta enlaces múltiples (dobles o triples). El mecanismo de la polimerización por adición puede iniciarse por la acción de un anión, de un catión o de radicales libres.
.1. Polimerización aniónica:Ocurre por el ataque de un anión (B–) sobre el doble enlace de un alqueno que posee sustituyentes a tractores de electrones como NO2, CN, grupos carbonilos, etc.
.1. Polimerización aniónica:Ocurre por el ataque de un anión (B–) sobre el doble enlace de un alqueno que posee sustituyentes a tractores de electrones como NO2, CN, grupos carbonilos, etc.
Por ejemplo:
2. Polimerización catiónicaOcurre generalmente por el ataque de un ácido de Lewis (un catión) o por un ácido mineral sobre el doble enlace de un alqueno que posee sustituyentes dadores de electrones. Por ejemplo, el 2-metilpropeno (isobutileno) reacciona con H+ según el siguiente mecanismo:
2. Polimerización catiónicaOcurre generalmente por el ataque de un ácido de Lewis (un catión) o por un ácido mineral sobre el doble enlace de un alqueno que posee sustituyentes dadores de electrones. Por ejemplo, el 2-metilpropeno (isobutileno) reacciona con H+ según el siguiente mecanismo:
El polímero obtenido se utiliza para la fabricación de cámaras para neumáticos de vehículos
3. Polimerización por radicales libresEs el método de mayor uso comercial. En este tipo de polimerización se distinguen tres etapas: iniciación, propagación y término.
a) Iniciación. Se produce la formación de radicales libres (R – O •) por la descomposición de trazas de un peróxido, sustancia inestable, por la acción de la luz UV o alta temperatura.
a) Iniciación. Se produce la formación de radicales libres (R – O •) por la descomposición de trazas de un peróxido, sustancia inestable, por la acción de la luz UV o alta temperatura.
b) Propagación. El radical libre formado, altamente reactivo, ataca un carbono del doble enlace de un alqueno, por ejemplo, etileno, formando otro radical libre más estable. Cada enlace que une los átomos de carbono corresponde a 2 electrones. Un electrón del doble enlace y el electrón del radical libre, ubicado en el oxígeno, forma un enlace O - C y el otro electrón del doble enlace forma el nuevo radical libre, quedando un enlace simple C - C. El radical libre formado reacciona sucesivamente, por un mecanismo similar, con n moléculas del alqueno, alargando la cadena en cada reacción.
c) Término. Ocurre por la reacción del polímero con otro radical libre.
Reacciones de condensaciónResultan de una múltiple combinación de dos monómeros bifuncionales con la eliminación intermolecular de moléculas pequeñas (agua, alcoholes, etc.)
1. Poliamidas (Nylon)Polímeros obtenidos por condensación entre aminas y ácidos carboxílicos. De amplio uso en válvulas de aerosoles, fibras textiles para tapices, jeringas, secadores de pelo, medias, etc.
2. Poliésteres Son polímeros en los que en cada unidad polimérica
se encuentra la función éster. Se pueden formar por la condensación directa entre diácidos y dialcoholes o por transesterificación entre diésteres y dialcoholes. Por ejemplo, el poliéster más conocido es el formado por la policondensación entre tereftalato de dimetilo y etilénglicol del que se obtiene el polímero polietilentereftalato (PET). El PET se utiliza para la fabricación de envases para alimentos, botellas de aceite, bebidas gaseosas, etc., y como fibra (Dacrón) para la confección de ropa.
3. Policarbonatos Es un poliéster formado por la condensación
de carbonato de difenilo y un derivado fenólico. Es un polímero traslúcido, que por su gran resistencia al impacto se aplica en techos, terrazas, lavaderos, lentes y cascos de seguridad, etc.
4. Resinas epoxídicas Se utilizan para el recubrimiento de
superficies, ya que son polímeros inertes y de gran dureza. Se preparan en forma similar a los policarbonatos por reacción de di o poli hidroxifenoles y la epiclorhidrina u otros epóxidos
5. Poliuretanos Son polímeros formados por grupos carbonilos
unidos al oxígeno de un grupo alcóxido y/o a un grupo amino. Los uretanos se pueden considerar como intermediarios entre un carbonato y una urea.
5. Poliuretanos Son polímeros formados por grupos carbonilos
unidos al oxígeno de un grupo alcóxido y/o a un grupo amino. Los uretanos se pueden considerar como intermediarios entre un carbonato y una urea.
Un uretano se obtiene por reacción entre un alcohol y un isocianato:
Los poliuretanos resultan de la reacción entre un diol polimérico y un diisocianato, habitualmente el diisocianato de tolideno.
6. Siliconas Son polímeros de condensación de bajo peso molecular
y fundamentalmente inorgánicos, porque en la cadena principal poseen átomos de silicio en vez de átomos de carbono. Dos moléculas de dihidroxisilano reaccionan entre sí para producir una molécula con enlace Si-O-Si. Esta molécula puede reaccionar de nuevo hasta producir una macromolécula que es una silicona, ya que su cadena central está formada de silicio y oxígeno, y posee radicales, en este caso –CH3, unidos al silicio.
Según su origen: Los polímeros
naturales existen en la naturaleza como tales. Las biomoléculas pueden ser consideradas polímeros naturales. Otro ejemplo es el caucho.
Clasificación de los polímeros
Los polímeros semisintéticos han sido obtenidos mediante la transformación de un polímero natural. El caucho vulcanizado, componente de las llantas, es un ejemplo: se produce al hacer reaccionar caucho con azufre, a altas temperaturas
Los polímeros sintéticos son obtenidos industrialmente, haciendo reaccionar al monómero correspondiente. Ejemplos de polímeros sintéticos son el polietileno, nylon o poliestireno (Tecnoport)
Según su estructura
Un polímero puede clasificarse en lineal o ramificado dependiendo de su estructura. Por ejemplo, el polietileno, componente de las bolsas de plástico, es un polímero lineal. En este caso, los monómeros se enlazan entre sí formando una cadena carbonada continua. Un ejemplo es el polietileno, en su estructura se observa que todos los átomos de carbono están en la cadena principal, enlazados entre sí.
Según su comportamiento térmico Se pueden clasificar
en termoplásticos y termoestables. Los polímeros termoplásticos pueden ser moldeados al calentarse. Ejemplos son el polietileno y polipropileno, que pueden ser fácilmente reciclados. Otro ejemplo es el polietilentereftalato (PEt, con el que se hacen las botellas de plástico).
Los polímeros termoestables son aquellos que, al calentarse, se descomponen químicamente. Un ejemplo es la baquelita, polímero usado en la fabricación de asas para ollas.
5. ¿Existen diferencias entre polímeros naturales y sintéticos?
6. Efectos socioeconómicos y ambientales de la producción y uso de polímeros en México
5. ¿Existen diferencias entre los polímeros naturales y los sintéticos?
Los compuestos que se unen para dar origen a un polímero recibe el nombre de monómeros dichas macromoléculas son sustancias de origen natural o sintético, los polímeros naturales y sintéticos tiene estructuras determinadas directamente por su estructura molecular. La diferencia que existe entre los polímeros sintéticos de los naturales, son fáciles de sintetizar los materiales para hacerlos no son costosos tienen una diversidad de propiedades, algunos polímeros sintéticos no se oxidan como el acero y son mucho más duraderos que los polímeros naturales como la madera, una de las ventajas de los polímeros sintéticos son fáciles de moldear no ocurre lo mismo con los polímeros naturales, los polímeros sintéticos han sustituido en gran parte a los polímeros naturales
los polímeros encuentran aplicación en campos como la Medicina , Ingenierías , Agricultura etc.
Celulosa (madera, algodón, la cuerda de cáñamo están constituidos de fibra celulosa)
Ácidos nucleicos, son polímeros formados por ADN (ácido desoxirribonucleico) el que porta la información genética para el desarrollo de las características biológicas de un individuo.
6. Efectos socioeconómicos y ambientales de la producción y uso de polímeros en México
Los efectos socioeconómicos y ambientales principalmente de los polímeros sintéticos económicamente soy muy baratos esto se traduce a que su producción es más y hay más accesos a ellos esto es en el ámbito social de oferta y demanda un ejemplo serían los plásticos en los que se transporta, almacena y conservan el agua, refrescos, comida y de más, la producción de estos plásticos como el pet es excesiva e indiscriminada, las grandes empresas lo saben y los problemas ambientales que esto está trayendo, México como un país tercermundista no tiene la tecnología ni la sociedad tiene la educación como le podríamos llamar de racionar el uso de estos plásticos, la leyenda que traen los
productos platicos “3R” se lleva a cabo en México pero no de la manera en la que está enfocada si no que el reciclar principalmente el pet es una manera de vivir para la gente que lo anda recogiendo en calles, botes de basura y de más, ya que toda américa latina es tercermundista la corrupción es la que juega un papel principal en todo esto por el cual no se crean leyes para que las empresas se vean obligadas a responder por el reciclaje de sus productos, así como son los polímeros sintéticos de buenos también son de malos.
