Polímeros (caracteristicas principales)

Caracteristicas de los polimeros en la vida diaria.

1. Polímeros

2. Los polímeros (del Griego: poly: muchos y mero: parte, segmento) son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros, que son la parte básica. Definición

3. Es la reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción de polimerización para dar lugar al polímero, esta se clasifica como "polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena". El tamaño de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de masa promedio del polímero. Polimerización

4. Los polímeros son muy grandes sumas de moléculas, con masas moleculares que puede alcanzar incluso los millones de UMAs que se obtienen por la repeticiones de una o más unidades simples llamadas “monómeros” unidas entre sí mediante enlaces covalentes. Estos forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas.

5. Fotoconductividad Electrocromismo Fotoluminiscencia (fluorescencia y fosforescencia) PROPIEDADES

6. Propiedades eléctricas Las propiedades eléctricas de los polímeros industriales están determinadas principalmente, por la naturaleza química del material (enlaces covalentes de mayor o menor polaridad) y son poco sensibles a la microestructura cristalina o amorfa del material, que afecta mucho más a las propiedades mecánicas. Los polímeros industriales en general suelen ser malos conductores eléctricos, por lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como materiales aislantes Para evitar cargas estáticas en aplicaciones que lo requieran, se ha generalizado el uso de antiestáticos que permite en la superficie del polímero una conducción parcial de cargas eléctricas.

7. Propiedades físicas La temperatura tiene mucha importancia en relación al comportamiento de los polímeros. A temperaturas más bajas los polímeros se vuelven más duros y con ciertas características vítreas, debido a la pérdida de movimiento relativo entre las cadenas que forman el material. La temperatura a la que funden las zonas cristalinas se llama temperatura de fusión (Tf).

8. Los polímeros se clasifican por: Su origen Su mecanismo de polimerización Su composición Sus aplicaciones Su comportamiento al elevar su temperatura Clasificación

9. Polímeros naturales. Existen en la naturaleza muchos polímeros y las biomoléculas que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas. Por ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la celulosa y la quitina), el hule o caucho natural, la lignina, etc. Polímeros semisintéticos. Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc. Polímeros sintéticos. Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir de los monómeros. Por ejemplo, el nailon, el Poliestireno, el Policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc. Por su origen

10. Polímeros de condensación . La reacción de polimerización implica a cada paso la formación de una molécula de baja masa molecular, por ejemplo agua. Polímeros de adición . La polimerización no implica la liberación de ningún compuesto de baja masa molecular. Esta polimerización se genera cuando un "catalizador", inicia la reacción. Este catalizador separa la unión doble carbono en los monómeros, luego aquellos monómeros se unen con otros debido a los electrones libres, y así se van uniendo uno tras uno hasta que la reacción termina. Según su mecanismo de polimerización (clasificación de Carothers)

11. Polímeros formados por reacción en cadena . Se requiere un iniciador para comenzar la polimerización; un ejemplo es la polimerización de alquenos. En este caso el iniciador reacciona con una molécula de monómero, dando lugar a un radical libre, que reacciona con otro monómero y así sucesivamente. La concentración de monómero disminuye lentamente. Además de la polimerización de alquenos, incluye también polimerización donde las cadenas reactivas son iones. Polímeros formados por reacción por etapas . El peso molecular del polímero crece a lo largo del tiempo de manera lenta, por etapas. Ello es debido a que el monómero desaparece rápidamente, pero no da inmediatamente un polímero de peso molecular elevado, sino una distribución entre dímeros, trímeros, y en general, oligómeros; transcurrido un cierto tiempo, estos oligómeros empiezan a reaccionar entre sí, dando lugar a especies de tipo polimérico. Esta categoría incluye todos los polímeros de condensación de Carothers y además algunos otros que no liberan moléculas pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo los poliuretanos. Según su mecanismo de polimerización (clasificación de Flory)

12. Polímeros orgánicos. Posee en la cadena principal átomos de carbono. Polímeros orgánicos vinílicos. La cadena principal de sus moléculas está formada exclusivamente por átomos de carbono. Dentro de ellos se pueden distinguir: Poliolefinas, formados mediante la polimerización de olefinas. Ejemplos: polietileno y polipropileno . Polímeros estirénicos , que incluyen al estireno entre sus monómeros. Ejemplos: poliestireno y caucho estireno -butadieno. Polímeros vinílicos halogenados, que incluyen átomos de halógenos (cloro, flúor...) en su composición. Ejemplos: PVC y PTFE. Polímeros acrílicos. Ejemplos: PMMA. Según su composición química

13. Polímeros orgánicos no vinílicos. Además de carbono, tienen átomos de oxígeno o nitrógeno en su cadena principal. Algunas sub-categorías de importancia: Poliésteres Poliamidas Poliuretanos Polímeros inorgánicos. Entre otros: Basados en azufre. Ejemplo: polisulfuros. Basados en silicio. Ejemplo: silicona.

14. Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensión y contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada resiliencia. Plásticos. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Hay que resaltar que el término plástico se aplica a veces incorrectamente para referirse a la totalidad de los polímeros. Fibras . Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables. Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo resistencia a la abrasión. Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial. Según sus aplicaciones

15. Para clasificar polímeros, una de las formas empíricas más sencillas consiste en calentarlos por encima de cierta temperatura. Según si el material funde y fluye o por el contrario no lo hace se diferencian tres tipos de polímeros: Termoplásticos, que fluyen (pasan al estado líquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer (vuelven al estado sólido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ningún) entrecruzamientos. Ejemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo PVC. Termoestables , que no fluyen, y lo único que conseguimos al calentarlos es que se descompongan químicamente, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con muchos entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de las moléculas. Elastómero , plásticos con un comportamiento elástico que pueden ser deformados fácilmente sin que se rompan sus enlaces o modifique su estructura. Comportamiento al elevar la temperatura

16. En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua. Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero. Los polímeros de condensación se dividen en dos grupos: Los Homopolímeros. Polietilenglicol Siliconas Los Copolímeros. Baquelitas. Poliésteres. Poliamidas. La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros bifuncionales. Deben de saber que los polímeros pueden ser maquinables. Ejemplo: HOOC--R1--NH2 Si reacciona consigo mismo, entonces: 2 HOOC--R1--NH2 <----> HOOC--R1--NH· + ·OC--R1--NH2 + H2O <----> HOOC--R1-NH--CO--R1--NH2 + H2O Polimerización por condensación.

17. La funcionalidad hace referencia a los grupos funcionales que se forman en los monómeros, estos grupos funcionales determinarán la capacidad del monómero para reaccionar con otros monómeros. El nivel de funcionalidad de un monómero es igual al número de grupos funcionales que posea este en su molécula. Es por ello que la elección de las sustancias que darán origen a los monómeros utilizados en la polimerización son de vital importancias para lograr el nivel de funcionalidad mínimo requerido. Características Industrialmente se tiende a usar sustancias que creen monómeros de funcionalidad 2, cuyos grupos funcionales se encuentran en los extremos opuestos de la molécula o cadena de carbonos, de esta manera se obtienen polímeros muy lineales . Además de la linealidad de los polímeros obtenidos se pueden destacar otras características que diferencian a los polímeros obtenidos por policondensación de los que se obtienen por adición: - El crecimiento molecular es lento, llegándose a necesitar una gran conversión de monómero para obtener grandes pesos moleculares. - Siempre hay formación de subproductos de bajo peso molecular. - Es un proceso endotérmico. Si la funcionalidad de los monómeros es cero (Ningún grupo funcional hace parte de las moléculas de los monómeros), estos no tendrán la capacidad o será demasiado difícil que reaccionen entre si. 1 Los monómeros de funcionalidad 1 reaccionarán con otros monómeros, pero inmediatamente después pierden su funcionalidad, debido a que los monómeros interactúan y se unen por medio de sus grupos funcionales, por lo que una vez el grupo haya reaccionado pierde la capacidad de volverlo a hacer, y por lo que solo hay un solo grupo funcional en la molécula del monómero, este ya no puede volver a reaccionar con otro monómero o dímero. 2 Los monómeros con funcionalidad 2 son capaces de reaccionar dos veces con otros monómeros, los cual los hace grandes candidatos para la polimerización, debido a que cuando reaccionan por primera vez aún mantienen un segundo grupo funcional capaz de reaccionar de nuevo. Esto permite que la cadena pueda seguir aumentando su masa molecular indefinidamente. ≥3 Una funcionalidad de 3 o mayor permite a los monómeros crecer en distintas direcciones, por lo que pueden crear polímeros muy ramificados, incluso pudiéndose lograr redes macro moleculares tridimensionales.

18. En este tipo de polimerización la masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero. Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemolítica: Iniciación: CH2= CHCl + catalizador ⇒ •CH2–CHCl• Propagación o crecimiento: 2 •CH2–CHCl• ⇒ •CH2–CHCl–CH2–CHCl• Terminación: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado. Polimerización por Adición Tipos de polimerización por adición Existen cinco tipos: Suma de moléculas pequeñas de un mismo tipo por apertura del doble enlace sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización de tipo vinilo .). Suma de pequeñas moléculas de un mismo tipo por apertura de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización tipo epóxido .). Suma de pequeñas moléculas de un mismo tipo por apertura de un doble enlace con eliminación de una parte de la molécula (polimerización alifática del tipo diazo .). Suma de pequeñas moléculas por ruptura del anillo con eliminación de una parte de la molécula (polimerización del tipo a - aminocarboxianhidro .). Suma de birradicales formados por deshidrogenación (polimerización tipo p-xileno .).

19. Los polímeros son grandes moléculas llamadas macromoléculas, que por lo general son orgánicas y están formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros, formando enormes cadenas de las formas más diversas. ¿Qué es un polímero sintético? Existen varios tipos de polímeros con propiedades y estructuras químicas diferentes. Los polímeros sintéticos son aquellos que son obtenidos en laboratorio o en la industria. Algunos ejemplos de polímeros sintéticos son el nylon, el poliestireno, el Policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc. Los Polímeros sintéticos son creados por el hombre a partir de elementos propios de la naturaleza. Estos polímeros sintéticos son creados para funciones especificas y poseen características para cumplir estas mismas. Polímeros sintéticos

20. polímeros sintéticos son.  1. POLIESTIRENO (utilizado para hacer lo que conocemos como durapac)  2. POLICLORURO DE VINILO(se usa para la fabricación de tubería abreviado PVC)  3. NYLON (para hacer cuerdas de pescar, trajes de buso, etc.)  4.POLIETILENO (se usa para fabricar los vasos, platos, tenedores, cucharas todo desechable)  También dentro de los polímeros sintéticos están los plásticos  1 Termoestables  2 Termoplásticos  3 Elastómeros Ejemplos de polímeros sintéticos

21. Polietileno (PE) (HDPE o LDPE, alta y baja densidad) Polipropileno (PP) Poliestireno (PS) Poliuretano (PU) Policloruro de vinilo (PVC) Politereftalato de etileno (PET) Polimetilmetacrilato (PMMA) Polímeros comunes

22. Nailon (poliamida 6, PA 6) Polietilenimina Polilactona Policaprolactona Poliéster Polisiloxanos Polianhidrido Poliurea Policarbonato Polisulfonas Poliacrilonitrilo Acrilonitrilo Butadieno Estireno Polióxido de etileno Policicloctano Poli (n- butil acrilato) Tereftalato de Polibutileno (PBT) Estireno Acrilonitrilo (SAN) Poliuretano Termoplástico (TPU) Polímeros de ingeniería

23. Copolímeros Los Copolímeros industriales más conocidos son: el plástico Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), el caucho estireno-butadieno (SBR), el caucho de nitrilo, estireno Acrilonitrilo, estireno- isopreno -estireno (SIS) y etileno-acetato de vinilo (más conocido como goma Eva). Los polipéptidos de las proteínas o de los ácidos nucleicos son los Copolímeros aleatorios más comunes. Un ejemplo de distribución periódica es el del peptidoglucano. Polímeros funcionales

24. Polímeros Características físicas y químicas Polietileno de alta densidad (HDPE) Tanques de agua Algunos envases de leche Y detergentes El polietileno (PE) es un plástico translúcido, es decir, permite el paso de poca luz a través de él; también se puede deformar con calor. El polietileno es uno de los plásticos más baratos y mas sencillos químicamente; su monómero consta de dos átomos de carbono y dos de hidrógeno: el etileno. Básicamente, esta formado por una molécula de etileno que se repite formando cadenas moleculares muy largas. H H \ / C=C / \ H H Características físicas y químicas de algunos polímeros:

25. Polietileno de baja densidad (LDPE) Bolsas para la basura En general, hay dos tipos de polietileno: de baja densidad y de lata densidad. El de alta densidad se utiliza para fabricar recipientes de gran dureza, como los botes de basura y las tinas de baño. Por el contrario, el de baja densidad lo podemos encontrar en las distintas bolsas de supermercado y de basura. Tereftalato de polietileno (PET) envases Es un polímero cuya unidad estructural se encuentra la molécula de etileno, pero a diferencia del polietileno está unida a otros átomos de carbono y oxígeno. Entre otras propiedades el PET casi no reacciona químicamente, por lo que se puede estar en contacto con alimentos y bebidas, tiene mucha resistencia al desgaste y es altamente reciclable. En general es transparente aunque permite ser coloreado. Una gran cantidad de envases y botellas se fabrican con PET.

26. Nylon Estambres ropa Cuerdas de guitarra Las poliamidas o nylon son plásticos cuyas estructura esta formada por la molécula amida, conformada por un átomo de carbono, uno de oxígeno, uno de nitrógeno y uno de hidrogeno. Esta unidad se repite formando cadenas muy largas y ordenadas. Una de las mayores aplicaciones de nylon se ad en la industria textil, ya que permite obtener fibras muy resistentes. Caucho Llantas Botas para la lluvia El caucho es un material cuyas dimensiones pueden cambiar en gran medida cuando se someten a esfuerzos; es decir, se estiran, y retornan a sus dimensiones originales al cesar la fuerza deformante. El caucho natural se produce comercialmente a partir del látex del árbol Hevea brasiliensis, que se cultiva en plantaciones del sudeste asiático. El látex liquido se recolecta de setos arboles, se diluye en agua y luego se coagula con un ácido orgánico.

27. Aletas de buzo El material en gránulos se comprime con rodillos para eliminar el agua y producir un material en forma de lamina. Las láminas se secan, mediante corrientes de aire caliente. Además del caucho natural existe una gran variedad de cauchos sintéticos, los cuales pueden ser mejorados para la fabricación de llantas mediante vulcanización. La vulcanización se refiere generalmente al entrecruzamiento de las cadenas moleculares de caucho con azufre, dando como resultado un mejoramiento de sus propiedades como elastómero.

28. Policloruro de vinilo (PVC) Piezas de tubería forros Es un plástico sintético que se usa ampliamente debido a su baja reactividad química - no se oxida ni se corroe - y a su capacidad única para mezclarse con aditivos y producir un gran numero de compuestos con una amplia variedad de propiedades físicas y químicas. El PVC se conoce como un material blanco que comienza a reblandecerse a los 80º C y descomponerse a los 140º C . Tiene una buena resistencia a la corriente eléctrica y al fuego. En la industria existen dos tipos: Rígido: para envases, ventanas, tuberías, las cuales han reemplazado en gran medida al hierro(que se oxida fácilmente) Flexible: cables, juguetes, calzado, pavimento, recubrimientos o plásticos para forrar. La unidad química estructural que se repite en el PVC es un vinilo. Los vinilos se obtienen remplazando un átomo de hidrogeno por otro. En el caso del PVC un átomo de hidrogeno se sustituye por uno de cloro.

29. identificación de materiales plásticos Código Siglas Nombre Usos PET Tereftalato de polietileno Envases de bebidas gaseosas, jugos, jarabes, aceites comestibles, bandejas, medicamentos, etc. PEAD (HDPE) Polietileno de alta densidad Envases de leche, detergentes, champús, baldes, bolsas, tanques de agua, etc. PVC Policloruro de vinilo Tuberías de agua, desagües, aceites, mangueras, cables, imitación de piel, bolsas para sangre, etc. PEBD (LDPE) Polietileno de baja densidad Bolsas para basura PP Polipropileno Envases de alimentos, materiales para la industria automotriz, bolsas de uso agrícola, tuberías de agua caliente, envolturas, pañales desechables, etc. PS Poliestireno Envases de alimentos congelados, aislante para heladeras, juguetes, etc. Otros Resinas epoxídicas Adhesivos e industria plástica; industria de la madera y carpintería; elementos moldeados; espuma de colchones, rellenos de tapicería etc.

30. Diariamente donde quiera que estemos nos encontramos con por lo menos 1 polímero, ya que estos son muy esenciales en todas las actividades que realizamos. Simplemente nos satisfacen necesidades para hacernos la vida más fácil, ya que estos se encuentran en un gran porcentaje de materiales que usamos para un sin numero de cosas, desde alimentarnos hasta transportarnos en largas distancias. Que sin ellos no seriamos lo que somos ahorita. Aunque año con año las tecnologías avanzan junto con los polímeros. Polímeros en nuestra vida

31. Gracias por su atención!!