Tema: los polímeros, estructura, clasificación,
usos en la industria, propiedades y problemática ambiental.
Los Polimeros
Los polímeros se definen como macromoléculas
compuesta por una o varias unidades químicas que se lo define como monómero que
se repite a lo largo de una cadena los polímeros es como si se uniera un hilo se
forme una cadena de monedas perforada por el centro un polímero es el monómero y
un monómero son unidades químicas que se repiten a lo largo de una cadena de un
polímero ejemplo el monómero del polietileno es el etileno
Los polímeros se clasifican en
Homopolímero
- Se le denomina así al polímero que está formado por el mismo monómero a lo
largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o polipropileno son
ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia.
Copolímero
- Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros
diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR son ejemplos
pertenecientes a esta familia
Las formaciones de las cadenas poliméricas se producen
mediante las diferentes polis reacciones que pueden ocurrir entre los monómeros,
esta poli reacciones se clasifican en:
En función de cómo se encuentren enlazadas o unidas
(enlaces químicos o fuerzas intermoleculares) y la disposición de las
diferentes cadenas que conforma el polímero, los materiales poliméricos
resultantes se clasifican en:
Entre las
propiedades que definen las propiedades de los polímeros, las más importantes
son:
La
temperatura de transición vítrea del polímero
El peso medio
molecular del polímero
Estructura de los polimeros
La estructura química hace referencia a
la construcción de la molécula original, en el cual se estudia el efecto de la
naturaleza de los átomos que constituyen en la cadena principal y los
sustituyentes de la mismas, las uniones entre los monómeros, el peso molecular
y su distribución; así como, el efecto de las ramificaciones o
entrecruzamientos en la cadena principal. De igual manera las diferentes
configuraciones que pueden adoptar los sustituyentes de la cadena principal
condicionan las propiedades de los polímeros y son parte de su estructura
química.
Los monómeros son compuestos de bajo
peso molecular que pueden unirse a otras moléculas pequeñas ya sean iguales o
diferente para formar macromoléculas de cadenas largas comunes como polímeros
Los polímeros son mezclas de macromoléculas
de distintos pesos moleculares por lo tanto no son especies químicas puras y
tampoco tienen un punto de función definido
Cada una de la especie que forman a un polímero
si tiene un peso molecular determinado Mi de cadenas de cada Mi que forma la
mezclas macromoléculas que
Estructura molecular de los polímeros
De acuerdo al tipo de monómero que
forman la cadena del polímero esto se clasifican en homopolímeros son macromoléculas
que están formadas por un solo tipo de monómeros polietileno y el pvc y los homopolímeros
naturales como la celulosa y el caucho su estructura general es Nm -M-M-M-M-)n
CLASIFICASION DE LOS POLIMEROS
La diversidad de aplicaciones de los polímeros se debe a la gran variedad de
características y propiedades que estos poseen, debido a su estructura. Según su forma:
Si tomamos en cuenta la forma del polímero, estos se pueden clasificar en polímeros lineales y polímeros ramificados.
a) Los polímeros lineales se origina cuando el monómero que lo forma tiene dos puntos de ataque, de modo que el polímero se forma unidireccionalmente, formando cadenas lineales
b) Los polímeros ramificados se forman porque el monómero posee tres o más puntos de ataque, de modo que la polimerización ocurre tridimensionalmente, es decir, en las tres direcciones del espacio. En base a esto es que podemos encontrar variadas formas:
Polimerización por condensación:
En los polímeros formados por condensación, los monómeros que intervienen tienen más de un grupo funcional, que es capaz de reaccionar con el grupo funcional de otro monómero.
En este tipo de reacción, por cada nuevo enlace que se forma entre los monómeros se libera una molécula más pequeña.
El polietilentereftalato, el poliéster y el nylon son ejemplos de polímeros que se forman por este proceso. A continuación la reacción que da origen al poliéster:
El comportamiento de los polímeros influye en diferentes propiedades de
los materiales, tales como su estabilidad, su flexibilidad, su textura…
lo que hace necesario realizar una caracterización de los mismos, a
objeto de que los fabricantes de distintos tipos de materiales conozcan
si los productos generados cuentan con las características deseadas.
Para ayudar a las empresas en este objetivo, el grupo de investigación
cuenta con la tecnología adecuada y los conocimientos técnicos
necesarios para llevarlo a cabo
uso de la industrias
1. Predecir a priori si un determinado producto va a tener el comportamiento deseado (en cuanto a estabilidad, flexibilidad, textura, viscosidad, etc.) mediante la caracterización del mismo, evitando los costes que puede suponer tener que reformular la configuración de los materiales a posteriori, por no haber realizado dicha caracterización.
2. Analizar los productos recibidos por parte de las empresas para determinar las propiedades de los mismos. En caso de que el producto no cumpla las exigencias del fabricante, se investiga a nivel molecular las causas que lo impiden y se hace a la empresa las propuestas de reformulación necesarias, hasta conseguir que el producto tenga las propiedades deseadas. La tipología de productos que se está en condiciones de caracterizar es muy amplia, ya que cualquier material que tenga la capacidad de fluir (esto es, que no sea totalmente sólido) sería susceptible de ser caracterizado por parte del grupo. Esto abre el abanico a productos y materiales tales como los cosméticos, los productos farmacéuticos, pinturas, tintas, alimentos, geles, etc.
USO DE LA INDUSTRIA
- Permitirá a las empresas fabricantes producir materiales que cumplan con los estándares de calidad exigidos (según normativa o por criterios internos) y por tanto que satisfagan las exigencias de sus clientes.Sector agroalimentario: La caracterización de alimentos permite conocer la textura de los mismos, siendo muy apropiado para aquellas empresas que fabriquen productos que puedan aumentar o disminuir su viscosidad: mayonesas, productos deshidratados, lácteos, y en general todos aquellos que contengan aditivos espesantes o gelificantes.
-Sector farmacéutico y cosmética: En este caso la caracterización sirve para determinar fundamentalmente la estabilidad de los productos (pomadas, jarabes, cremas, lociones,…) y de esta manera evitar los problemas de emulsiones vinculados a los mismos.
- Sector plásticos: En este sector la aplicación va orientada a caracterizar la viscosidad de los plásticos fundidos y comprobar si fluyen de manera adecuada a objeto de conseguir una buena extrusión e inyección en el proceso de confección de objetos plásticos.
- Sector pintura y adhesivos: Caracterización de estos materiales para conseguir, mediante la adecuada adicción de aditivos poliméricos, productos con tengan la proporción idónea entre viscosidad y fluidez a la hora de su posterior aplicación.
- Sector de la impresión: Caracterización de las tintas usadas en imprentas para conocer su fluidez a la de fijarse en el material elegido.
Ventajas/Beneficios:
- Ahorro de costes económicos. La caracterización a priori de los productos evitará a los fabricantes los costes asociados a generar materiales que tengan que ser repetidamente reformulados y ensayados, por no contar con las propiedades deseadas por las empresas.- La caracterización de productos realizada por el grupo permite identificar al detalle la composición polimérica de los mismos. En este sentido una de las posibilidades que se abre, es poder recomendar a los fabricantes el empleo de sustancias alternativas que resulten más rentables por su menor coste y que tengan las mismas propiedades que las sustituidas.
propiedades de los polimeros
Los polímeros tienen gran cantidad de usos, pues, encontramos polímeros con diversas propiedades debido a las estructuras que presentan
Un bajo costo de producción
-Alta relación resistencia mecánica/densidad
-Alta resistencia al ataque de sustancias químicas, como los ácidos o las bases
-No son conductores de la electricidad
Termoplásticos: Son polímeros que se caracterizan por presentar cadenas lineales y ramificadas no unidas, por lo cual, las fuerzas intermoleculares son fáciles de vencer con la temperatura, poniéndose cada vez más blandos. A temperatura ambiente son rígidos. Por lo tanto se pueden fundir varias veces para poder moldearlos y posteriormente, adquieran la forma que se busca, sin que experimenten cambios en su composición ni su estructura.
Ejemplos de polímeros termoplásticos son el polietileno, el nylon y el poliestireno.
Termoestables. Son polímeros cuyas cadenas están interconectadas entre sí, provocado por el calor, dándole una forma permanente, que no se puede volver a procesar. Son materiales rígidos, frágiles y con cierta resistencia térmica. Una vez moldeados no se pueden volver a calentar, ya que al hacerlo cambia su estructura y sus propiedades, pues, se descomponen químicamente.
PROBLEMAS AMBIENTAL
los plásticos son materiales formados por moléculas muy grandes de cadenas de átomos de carbono e hidrógeno (polímeros). El 99 por ciento de la totalidad de plásticos se produce a partir de combustibles fósiles, lo que provoca una excesiva presión sobre las limitadas fuentes de energía no renovables
Por su composición y su origen derivado del petróleo (un recurso agotable), los plásticos son un residuo de alto valor, relativamente fácil de recuperar y abundante.
En la naturaleza siempre han existido las materias que
contengan los polímeros, como el látex, el algodón, la madera, etc. Han
coexistido por millones de años con la naturaleza pero siempre de una forma
controlada y en pequeñas cantidades, ya que la naturaleza se demora una
eternidad en procesarlas y devolverlas a ella.
