Polímeros ( Sesión 41 )

Polímeros Orgánicos Un descubrimiento clave a finales del siglo XIX fue que los átomos de carbono pueden formar enlaces con hasta otros cuatro átomos, organizándose de tal modo que forman las esquinas de un tetraedro o pirámide. Muchos átomos de carbono pueden unirse, formando cadenas moleculares de gran longitud o polímeros, en miles de millones de posibles combinaciones diferentes. http://www7.nationalacademies.org/spanishbeyonddiscovery/bio_008231-01.html

Polímeros Los polímeros son moléculas muy grandes que contienen cientos o miles de átomos. Se caracterizan por tener un alto peso molecular, que oscila entre los miles y los millones de gramos. También se les conoce con macromoléculas. Los polímeros se forman a través de la unión de muchas unidades químicas conocidas con el nombre de monómeros. Los monómeros son compuestos químicos que reaccionan entre sí o con otros monómeros diferentes para formar macromoléculas o polímeros. Los polímeros formados por dos o más monómeros distintos se conocen como copolímeros.

Naturales o Sintéticos Los polímeros naturales son la base de todos los procesos de la vida, y nuestra sociedad tecnológica es dependiente en gran medida de los polímeros sintéticos. Ejemplos de polímeros naturales: proteínas, polisacáridos como el almidón y la celulosa, ácidos nucléicos, el hule natural, gomas, etc. Ejemplos de polímeros sintéticos: nylon, dacrón, teflón, polietileno, polipropileno, PVC, poliestireno, poliacrilonitrilo, etc.

Propiedades Las propiedades de los polímeros difieren mucho de las propiedades de los monómeros de los cuales se forman. Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl C = C - C – C – C – C – C - Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Monómero Polímero Tetracloroetileno

La gran variedad de polímeros que existen hace imposible definir características comunes para ellos, ya que dependiendo de su proceso de producción y de las materias primas usadas, los polímeros pueden tener características muy diversas como: resistencia a los golpes, al calor, a los cambios de temperatura, flexibles, suaves, duros, elásticos, impermeables, resistentes a la oxidación, a los ácidos, biodegradables o no, maleables, de alta o baja densidad, etc.

Los polímeros sintéticos se fabrican aprovechando el comportamiento químico de los grupos funcionales de sus monómeros. Con base en esto se conocen dos tipos de reacciones de polimerización: Polimerización por adición Polimerización por condensación

Polimeración por Adición Los monómeros de dobles ligaduras C = C, como el tetrafluoroetileno, F2C = CF2, pueden reaccionar uno con otro por reacciones de adición. La polimerización del tetrafluoroetileno produce el teflón: F F F F F F F F F F F F C = C + C = C + C = C  - C – C – C – C – C – C - F F F F F F F F F F F F Teflón

En una reacción de polimerización por adición, se rompen los enlaces pi y los electrones forman nuevos enlaces sigma entre las unidades del monómero. Se emplean muchos alquenos para sintetizar polímeros. CH2 = CH2 CH3 – CH = CH2 CH2 = CH – CH = CH2

Ejemplos Etileno Polietileno Propileno Polipropileno Polimerización por Adición.                                               Etileno Polietileno Propileno Polipropileno http://www7.nationalacademies.org/spanishbeyonddiscovery/bio_008231-05.html

Polimeración por Condensación Los polímeros más importantes que se obtienen a partir de este tipo de reacción son las poliamidas y los poliésteres. Poliamidas importantes: el Nylon y el Kevlar. Poliésteres importantes: Dacrón y PET (polietilentereftalato).

Polimeración por Condensación Las poliamidas se forman por la reacción de condensación entre los grupos carboxílicos y los grupos aminos de monómeros diferentes. [ H2N – (CH2)6 – NH2 + HOOC – (CH2)4 – COOH ]n O … - HN – (CH2)6 – NH - C – (CH2)4 – C – NH – (CH2)6 -…+ H2O O Poliamida (Nylon)

Polimeración por Condensación Los poliésteres se forman por la reacción de condensación entre los grupos carboxílicos y los grupos alcohol de monómeros diferentes. [ HO – R1 – OH + HOOC – R2 – COOH ]n … - C – O – R1 – O – C – R2 – C – O – R1 – O – C - … O O O O

Polímeros Naturales Hule natural Hule + Azufre  Caucho S S S S S S Caucho estirado http://www.inpol.es/images/arbol.jpg

Polímeros Naturales Almidón http://www.cepis.org.pe/eswww/repamar/gtzproye/impacto/image18.gif

Polímeros Naturales Glucógeno http://www.arrakis.es/~lluengo/gglucogeno.gif

Polímeros Naturales Proteínas http://www.agronort.com/informacion/abcbiotec/FIG9.gif0000000000000000 http://www.inicia.es/de/proteoma/images/peptido.gif

Polímeros Naturales DNA (Ácido desoxirribonucléico)

Algunos Polímeros Sintéticos Monómero Polímero Usos Etileno Polietileno Bolsas, botellas, juguetes Estireno Poliestireno Artículos moldeados, espumas aislantes Acrilonitrilo Poliacrilonitrilo Fibras (orlón, milón) Ácido adípico y hexametilen -diamina Nylon 66 Medias, cuerdas, telas, etc. Etilenglicol y ácido tereftálico Dacrón Telas

Bibliografía Bloomfield, M. (1997). Química de los Organismos Vivos. 1era ed. México: Editorial LIMUSA Garritz A. y Chamizo J.A. (1994). Química. 1era ed. Estados Unidos: Editorial Addison-Wesley Solomons, G. (1996). Fundamentos de Química Orgánica. 2da. ed. México: Editorial LIMUSA