viernes, 22 de abril de 2011

POLÍMEROS [ESPECIAL]

INTRODUCCIÓN

La industria  petroquímica  utiliza los hidrocarburos presentes en el gas natural y en el petróleo crudo para elaborar numerosos productos .

Entre éstos se encuentran plásticos y resinas, fibras  sintéticas como el poliéster, detergentes, disolventes, pinturas y barnices, productos  químicos para la agricultura, amoníaco, colorantes, explosivos, desinfectantes, perfumes y medicamentos.
Algunos de estos productos son plásticos y las fibras sintéticas, son polímeros. 





¿QUÉ ES UN POLÍMERO?  

Es un compuesto que se obtiene mediante la polimerización, es  decir  un compuesto  formado por moléculas gigantes (macromoléculas), construidas a partir de unidades químicas  más pequeñas (monómeros).
Los polímeros  se componen  de cientos y miles de unidades de monómero y su masa molecular  llega a ser de miles o millones.




COMO SE CLASIFICAN 

Existen desde que apareció la vida en la tierra. Algunos carbohidratos o glúcidos, las proteínas , las ácidos nucleicos,  los  polisacáridos (los almidones y la celulosa de la madera y algodón).   
La lana y la seda que son cauchos naturales y fibras sintéticas también son polímeros.



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.

Existen desde que apareció la vida en la tierra. Algunos carbohidratos o glúcidos, las proteínas , las ácidos nucleicos,  los  polisacáridos (los almidones y la celulosa de la madera y algodón).   
La lana y la seda que son cauchos naturales y fibras sintéticas también son polímeros. 

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, elpoliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) y el polietileno. La gran variedad de propiedades físicas y químicas de estos compuestos permite aplicarlos en construcción, embalaje, industria automotriz, aeronáutica, electrónica, agricultura o medicina.



Son elaborados a partir del petróleo, como las telas de dacrón o poliéster  (teraftalato de etileno); las poliamidas, mejor conocidas como nailon; los poliuretanos, que forman  el hule espuma; el unicel, la baquelita y muchos otros que son  de uso comercial.


 POLÍMEROS  SEMISINTÉTICOS
Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado.




PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS

Son muy importantes por que poseen  propiedades muy diversas; pueden  ser rígidos o flexibles, estables o inestables ante los cambios de temperatura , duros o blandos.  Por esta razón se emplean para fabricar  gran cantidad de materiales destinados a un enorme variedad  de usos.

Las propiedades químicas de los polímeros son muy  similares a las que poseen los monómeros que los forman; sin embargo, sus propiedades físicas son generalmente distintas .

Son tres los factores  que  determinan las propiedades de los polímeros.

1) La longitud de la molécula: los polímeros compuestos de cadenas largas  son más resistentes y fibrosos que los de cadenas cortas.


2) La forma en que se ordenan las moléculas, lo que modifica la densidad del material.

3)  Enlaces como puentes de hidrógeno entre distintas cadenas poliméricas, que alteran la flexibilidad del polímero. 


FABRICACIÓN DE LOS POLÍMEROS

El proceso por medio del cual se fabrican los polímeros se denomina polimerización; consiste en unir  unos monómeros con otros  para formar las largas cadenas de un polímero.

Polimerización por adicción
Se juntan monómeros que contienen una doble ligadura C=C.

Los polímeros que  se forman  mediante este tipo de reacción reciben el nombre de polímeros de adición. La formación  de polietileno es un ejemplo importante.

El polietileno se obtiene por polimerización de propileno, CH3-CH = CH2+ casi de misma manera que el polietileno. El teflón se fabrica por polimerización de tetrafloruroetileno en una reacción parecida.   

Polimerización por condensación
Se forman largas cadenas por la combinación de dos moléculas diferentes (monómeros) con pérdida de alguna molécula pequeña, generalmente agua.
Para que se forme este polímero, cada monómero debe tener  dos grupos  funcionales, uno en cada extremo ; un polímero que se forma de esta manera recibe el nombre de polímero de condensación.

Existen muchos polímeros de condensación muy útiles, basados en una amplia variedad de moléculas bifuncionales. 


EJEMPLOS DE POLÍMEROS 
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.

Celulosa: La celulosa es un hidrato de carbono que forman las paredes de las células vegetales. Es el principal polímero constituyente de las plantas y los árboles. La madera, el papel y el algodón contienen celulosa. La celulosa es una excelente fibra.

Almidón: es un polímero que se encuentra en las plantas y que forma parte importante de la dieta humana. Alimentos como el pan, el maíz y las papas se encuentran llenos de almidón.



Similitudes y diferencias
El almidón y la celulosa son dos polímeros muy similares, ambos están constituidas por el mismo monómero, la glucosa. Lo único que los diferencia es su estructura.
En el almidón, todas las unidades de glucosa repetidas están orientadas en la misma dirección. Pero en la celulosa, cada unidad sucesiva de glucosa esta rotada 180° alrededor del eje de la columna vertebral del polímero, en relación a la última unidad repetida.
En nuestro cuerpo existen enzimas especiales que rompen el almidón en unidades de glucosa, así que nuestro cuerpo puede quemarla para producir energía.
Si estás siguiendo una dieta sana, consigues así la mayor parte de tu energía a partir del almidón. Pero el cuerpo humano no tiene enzimas para destruir la celulosa y así poder obtener la glucosa.
Algunos animales como las termitas, que comen madera, sí son capaces de romper la celulosa.

El almidón es soluble en agua caliente y con él pueden hacerse útiles objetos. La celulosa, por otra parte, es altamente cristalina y prácticamente no se disuelve en nada.




LOS POLIÉSTERES 

Son polímeros de condensación que se forman cuando los alcoholes dihídricos reaccionan con ácidos dicarboxílicos.
En cada  extremo de cada molécula de monómero se genera un enlace éster para formar grandes moléculas.
Un poliéster muy útil se obtiene a partir de ácido tereftálico y etilén glicol.
En estados unidos se producen dos millones de toneladas por año  de este polímero. El dacrón, la fibra que se obtiene a partir de  este poliéster , constituye  alrededor  de 50 por ciento de todas las  fibras sintéticas que se fabrican , este polímero absorbe muy poca humedad y sus propiedades son casi iguales, ya sea que esté seco o mojado.


¿QUE TIPOS DE POLIÉSTER HAY?

 La calidad del poliéster está definida por varios factores. Pero también hay otras formas de aplicar el poliéster y que cambian el acabado. Algunos acabados son:

Poliéster brillante
Poliéster mate
Poliéster matizado, también llamado polióleo.

El poliéster brillante hace que resalten los colores del cuadro o fotografía, pero a veces dificulta el observar el cuadro. Por el contrario, el poliéster mate apaga los colores, pero es mas fácil apreciar el cuadro.

Con el polióleo se utilizan procesos especiales para hacer que las fotografías o posters tengan una textura similar a las pinturas hechas con óleo. Sin embargo, sigue siendo rígido, como los otros tipos de poliéster. El polióleo tiene una apariencia mate, además de la textura.


Fuente:

Talanquer Artigas, Vicente A. Química 3. 2ª ed. Edit. Santillana. México, 1998. pp. 109-109-113.
Whitten, Kenneth W. Química. 8ª ed. [tr. Gustavo Garduño Sánchez ]. México, 2009. pp. 1018- 1023.       
S/A. ¿Qué son los polímeros?. NOVIDESA.®  Sistemas avanzados de construcción. 2008, 2 p.p. (archivo para descargar)   [http://www.grupoidesa.com/uploads/boletin_tecnico_5.pdf].    


           "Polímeros" www.profesorenlinea.cl. Registro Nº 188.540. [http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/PolimerosCeluloAlmid.htm]. (23 de abril del 2011, 9:11 A.M.)

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