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Materiales polimericos

materiales

La principal característica de estos materiales, que los diferencia de los materiales cerámicos y metálicos, es que están formados por macromoléculas. Como cualquier molécula, los materiales poliméricos están formados (en su mayor parte) por átomos de elementos no metálicos unidos entre sí por enlaces covalentes y se les ha llamado el nombre genérico de polímeros (o macromoléculas) porque son moléculas gigantescas compuestas de unidades repetitivas. Hay casos en los que el polímero está formado por átomos de elementos no metálicos y semimetálicos.

A continuación se resume la información correspondiente a los materiales poliméricos.

  • Estructura a escala atómica de materiales poliméricos
  • Se componen, en su mayor parte, de átomos no metálicos.
  • El enlace covalente explica cómo los átomos se unen para formar las moléculas de los materiales poliméricos.
  • Las fuerzas de Van der Waals explican los débiles enlaces que existen entre las moléculas de los materiales poliméricos.
  • Esta estructura a escala atómica explica por qué estos materiales tienen las propiedades que los caracterizan.

Materiales polimericos definicion

Por definición, los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de unidades fundamentales que se repiten en una cadena llamada monómeros. El gran número de monómeros que
componer un polímero que confiere a la sustancia un elevado peso molecular.

Hay miles de polímeros, tanto naturales como artificiales. Los polímeros naturales incluyen, por ejemplo, el
celulosa, ADN y almidón, mientras que los polímeros sintéticos incluyen nylon, polietileno y polímeros de gran interés industrial como epoxi y polipropileno o PP.

Estos materiales afectan la vida diaria más que cualquier otro producto de síntesis orgánica. De hecho, constituyen una gran parte de nuestra ropa, vehículos, contenedores, juguetes, pinturas, muebles y artículos de goma. Hoy en día es casi imposible vivir sin utilizar, varias veces al día, materiales poliméricos que eran absolutamente desconocidos hasta hace menos de un siglo. Nuestra calidad de vida no podría mantener los niveles actuales sin el uso de productos sintéticos de química orgánica industrial.

Materiales de polimeros

Los polímeros son estructuras complejas compuestas de moléculas grandes o relativamente grandes que están formadas por moléculas más pequeñas.

Un polímero, en otras palabras, está compuesto de muchos monómeros (moléculas más pequeñas). Los monómeros forman cadenas de estructuras para formar un polímero. El proceso por el cual los monómeros pasan a formar una cadena y por lo tanto constituyen un polímero se llama polimerización.

Existen tres grupos principales de polímeros. Los llamados polímeros naturales, polímeros semisintéticos y polímeros artificiales.

Polímeros naturales

Son los que se encuentran naturalmente en la naturaleza. Es decir, su existencia no depende de la intervención de la mano del hombre. Ejemplos de ello son las cadenas de ADN (en nuestros genes), las proteínas, la celulosa, los almidones y los ácidos sacáridos.

Este tipo de polímero cumple funciones esenciales para la supervivencia. También se llaman biopolímeros.

Algunos ejemplos:

  • Seda
  • Caucho
  • Algodón
  • Madera
  • Chitin
  • Lana
  • Almidón
  • Celulosa
  • baquelita
  • Nylon

Polímeros semisintéticos

Son los que se obtienen mediante la intervención de procesos químicos. Ejemplos de ello son la nitrocelulosa o la etonita. Estos dos primeros grupos tienen una composición bastante similar, ya que ambos están formados por cadenas de monómeros similares.

Algunos ejemplos:

  • Nitrocelulosa
  • Etonita
  • Caucho vulcanizado

Polímeros artificiales

Existe un tercer grupo llamado polímeros sintéticos o artificiales. En este tipo de polímeros interviene la mano del hombre. Por ejemplo, nylon, polietileno, cloruro de polivinilo y derivados plásticos.

Algunos ejemplos son:

  • Estireno de acrilonitrilo butadieno
  • Estireno Acrilonitrilo
  • Metacrilato
  • Nylon
  • Poli (acrilato de n-butilo)
  • Poliacrilonitrilo
  • Polianhídrido
  • Policaprolactona
  • Policarbonato

Proceso de polimerización

Hay dos maneras posibles de lograr esta polimerización:

  • Polimerización por adición. Cuando los monómeros se adhieren entre sí. Un ejemplo de esto ocurre con el etileno, que luego forma el polietileno. En este tipo de polimerización, la misma cantidad de monómeros se retiene desde el principio de la cadena hasta el final. En otras palabras, no se fusionan entre sí.
  • Polimerización por condensación. Aquí se pierde parte de los monómeros iniciales. Porque cuando dos monómeros se juntan, parte de ellos se pierde.

Al referirnos a los polímeros, debemos tener en cuenta que su peso molecular es mucho mayor. A menudo llegando a 100.000 o más.

Tipo de monómeros

Dependiendo de cómo sean los monómeros, se puede hacer una clasificación:

  • Homopolímeros. Estos están compuestos de monómeros iguales. Dentro de este grupo se encuentran los polímeros naturales como la celulosa o el caucho y los polímeros artificiales como el PVC y el polietileno.
  • Copolímeros. Están formados por dos o más monómeros diferentes. Ejemplos de este tipo son la seda y la baquelita.

Dentro de este grupo, la combinación de diferentes monómeros puede ser:

  • Aleatorio
  • Alternando
  • Los bloques
  • Injertados

Ejemplos de materiales polimericos

Ejemplos de polímeros naturales

  • Proteínas, que cuando se despolimerizan son una fuente de aminoácidos y energía.
  • Albúmina de huevo, que se coagula con el calor y representa uno de los componentes más nutritivos del huevo.
  • Lana y seda, clasificada como fibras proteicas
  • Lino y Algodón, clasificados como Fibras de Carbohidratos

La celulosa, el polisacárido que es el principal componente de las fibras vegetales, está compuesta por largas cadenas de moléculas de glucosa C6H12O6, de cientos a miles de eslabones, unidos por eslabones O-Glucosídicos. La celulosa es un precursor de productos como la seda artificial o el rayón, y el celofán, utilizado para envolver 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, creado por Charles y Nelson Goodyear al transformar el Caucho de la hevea, un material termoplástico pegajoso, calentándolo con pequeñas cantidades 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.
  • Colodion, fue el primer termoplástico artificial, utilizado por Chardonnet como reactivo para obtener seda artificial. Menard lo obtuvo disolviendo nitrato de celulosa en una mezcla de etanol y éter etílico.
  • Nylon-66, poliamida producida por condensación de Adípico Acid HOOC(CH2)4COOH (Dicarboxílico de seis carbones) y Hexametilendiamina H2N(CH2)6NH2.

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