Alejandro Oyola Leandro Isla Los Polímeros Alejandro Oyola Leandro Isla

Definición Son macromoléculas, es decir, moléculas gigantes (generalmente orgánicas) formadas por la unión de miles, cientos de miles e incluso millones de moléculas más pequeñas: los monómeros. La palabra polímero significa: Poli=varios Mero=partes

Cómo se forman los polímeros? A) A través de un enlace muy particular llamado doble enlace se van uniendo sucesivamente sus partes o monómeros (polímeros por adición). B) Por pérdida de una molécula pequeña (generalmente agua) cada vez que se une un nuevo monómero. (polímeros por condensación)

Nomenclatura de los Polímeros Según el origen del material: “goma de Brasil” también llamado caucho por el nombre “cahuchu” dado por los nativos al árbol del que se extraía (Hebea Brazilensis).

Según quién los descubrió La “Baquelita” o “Bakelita” fue desarrollada por Baekeland. La “Parkesina” por Parkes.

Como “poli-monómeros” Polietileno (poli-metacrilato de metilo) PVC (poli-cloruro de vinilo) Teflón (poli- tetrafluoroetileno)

Clasificación de los polímeros Naturales De Síntesis o sintéticos

Polímeros naturales o Biopolímeros Provienen de los seres vivos (seda, almidón, celulosa, algodón, caucho, lana, etc). Son ampliamente utilizados por el hombre, pero sólo representan el 25% del total. El otro 75% corresponde a polímeros sintéticos.

Ejemplos de polímeros naturales Las proteínas El almidón La celulosa y sus derivados *Algodón pólvora* *Piroxilina* *Celofán* *Cuero artificial* *Laca duco*

La celulosa La celulosa es un polisacárido compuesto exclusivamente de moléculas de glucosa; es rígido, insoluble en agua, y contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de β-glucosa. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.

Estructura de la glucosa

Historia y aplicaciones La celulosa es la sustancia que más frecuentemente se encuentra en la pared de las células vegetales, y fue descubierta en 1838. La celulosa constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales. También se utiliza en la fabricación de explosivos (el más conocido es la nitrocelulosa o "pólvora para armas"),celuloide, seda artificial, barnices, (laca duco) etc. Algunos derivados de la celulosa son….

a) Algodón pólvora Es el producto más nitrado de la celulosa (aprox 13% de N). (c6H7O2(OH)3)n H2SO4/HNO3_> (C6H7O2(NO3)3)n Por sus propiedades explosivas se le utiliza en la fabricación de “pólvora sin humo” Mezclada con Nitroglicerina forma el explosivo llamado “cordita”

b) Piroxilina Corresponde al dinitrato de celulosa (es nitrada al 12% aprox.). Es inflamable, pero no explosiva. Presenta varias aplicaciones:

b.1) Laca Duco Es piroxilina disuelta en acetato de butilo. Con plastificantes y pigmentos coloreados forma la “pintura al duco”, que es de secado rápido, dejando una película coloreada de piroxilina

b.2) Celuloide Es un plástico que se obtiene mezclando piroxilina con alcanfor y alcohol; se le empleó en la fabricación de bolas de billar en lugar de las de marfil. Si la masa se prensa o se lamina, al evaporarse el alcohol queda el sólido que se empleó para películas de cine y fotográficas (de allí la expresión “artistas del celuloide” dada a los actores de cine). Por ser muy inflamable hoy ha sido dejado de lado.

b.3) Cuero Artificial Se cubren los tejidos de algodón con piroxilina, un plastificante derivado del aceite de ricino y pigmentos y se estampan imitando al cuero.

b.4) Colodión Se disuelve la piroxilina en una mezcla de éter y alcohol y se obtiene una solución viscosa utilizada en medicina para cubrir heridas.

c) Acetato de celulosa Es un producto poco soluble en solventes corrientes, forma películas o hilos quebradizos. Por hidrólisis se pueden obtener láminas o hilos flexibles.

d) Rayón Las fibras sintéticas que derivan de la celulosa se conocen como Rayón. Un derivado importante del rayón es el “celofán”. El que transformado en hilo forma la “seda viscosa”.

e) Hidroxietilcelulosa Este polímero se utiliza como laxante y para espesar champúes, donde además contribuye con sus acción limpiadora.

Caucho Natural o Goma Natural Proviene del látex que se extrae del árbol del caucho. Esta sustancia es un polímero del “isopreno” unido en forma cis-1,4. El caucho al extraerse se reseca y se pone quebradizo

Elastómeros Metil caucho o goma metil: Primer caucho sintético fabricado en Alemania durante la Primera Guerra Mundial, por polimerización del 2,3-dimetilbutadieno. Caucho Buna: También sintetizado en Alemania a partir del butadieno con sodio metálico Neopreno: Caucho sintético con propiedades superiores al caucho natural, sintetizado a partir del cloropreno. Caucho Buna “S” o “GRS”. Fabricado en Alemania en 1936. Es un copolímero del butadieno y del estireno. De amplio uso en la fabricación de neumáticos.

Charles Goodyear en 1839 Encontró que el caucho (quebradizo) al calentarlo con azufre adquiere propiedades elásticas y de gran resistencia. Proceso llamado posteriormente “vulcanización” en homenaje al Dios romano del fuego “Vulcano”. El cambio en las propiedades del caucho se atribuye a la formación de enlaces cruzados de cadenas vecinas mediante puentes de azufre.

Polímeros sintéticos Son creados artificialmente por el hombre, no existen en la naturaleza, aunque muchos de ellos son una imitación de los polímeros naturales. Se preparan industrialmente o en laboratorios de investigación. Permiten reemplazar otros materiales que pueden escasear, por ejemplo: acero, madera, fibras, etc.

Ejemplo de polímeros sintéticos Los Plásticos son polímeros que pueden ser fundidos y moldeados varias veces sin descomponerse. Las Resinas experimentan transformación química al fundir. Los Cauchos poseen alta elasticidad. Las fibras forman hilos que pueden estirarse sin romperse, dentro de ciertos límites.

Clasificación de los polímeros sintéticos Según sus propiedades físicas: Elastómeros, plastómeros y fibras. Por ejemplo: poliestireno. Según la reacción de polimerización: de adición y de condensación. Por ejemplo: poli(alfa-cianoacrilato de metilo)

Plastómeros o plásticos propiamente dichos. Son polímeros de estructura rígida, no deformables, sin propiedades elásticas, pero que se pueden moldear. Se clasifican en 2 grupos: A.1) Termoplásticos: se ablandan por calentamiento, pueden moldearse una o más veces. Por ejemplo: Polietileno Polipropileno Poliestireno PVC

Fibras Presentan propiedades textiles (igual que las fibras naturales).. Por ejemplo: Nylon Trevira Orlón

A.2) Plásticos termofijos o termorrígidos Corrientemente fraguan en un molde por calentamiento, y una vez formados, son infusibles, se destruyen por el calor. Por ejemplo: Bakelita Melmac Gliptales Resina urea-formaldehido.

Polímeros por reacción de polimerización De adición: resultan de la rápida adición de monómeros, generalmente insaturados. Pueden ser de 3 tipos: A) Vía radicales libres (Generalmente peróxidos u oxígeno) B) iónica (aniónica o catiónica) C) Por coordinación (a través de catalizadores)

Polímeros por reacción de polimerización (2ª parte) De condensación: Cuando 2 moléculas se unen eliminando una pequeña molécula, generalmente agua, alcohol u otra. Por ejemplo: Poliésteres Poli(tereftalato de etileno) PET. Bakelita Nylon Poliuretanos Aramidas (kevlar) Policarbonatos Resinas epoxi (adhesivos) Policianocrilatos (super glue) Siliconas Plastificantes

Código de identificación de plásticos 1= PET o PETE Politereftalato de etileno 2= HDPE o PEAD Polietileno de alta densidad 3= V o PVC Policloruro de vinilo 4= LDPE o PEBD polietileno de baja densidad 5= PP Polipropileno 6= PS Poliestireno 7= Otros Todos los demás polímeros o resinas.

Algunas fechas importantes en la Historia de los Polímeros. 1770 Priestley utiliza la palabra “rubber” (goma) para el caucho. 1826 Faraday analiza el caucho, encontrando que sólo estaba formado por carbono e hidrógeno. 1827 Berzelius introduce el término polímero 1839 Goodyear descubre la vulcanización del caucho 1870 Hyatt patenta el celuloide 1894 Cross y Bevan patentan el acetato de celulosa 1900 Kondakov polimeriza el 2,3-dimetilbutadieno 1909 Baekeland patenta la Bakelita 1911 Branderburger inicia la obtención del celofán 1912 Ostronislensky obtiene PVC 1932 ICI desarrolla el polietileno 1933 Plunket descubre el Teflón 1935 Carothers de la Du Pont descubre el nylon 1937 Se inicia la síntesis de poliuretanos 1941 Whinifield y Dickson sintetizan el terilén (trevira) 1950 Se desarrolla el Orlón (lana sintética) 1953 Staudinger recibe el Premio Nobel y es considerado “el padre de los polímeros” 1956 Se producen comercialmente los policarbonatos. 1987 Israel produce aditivos biodegradables para los polímeros 1980 Se obtiene el Kevlar, poli(p-fenilentereftalamida) con una fuerza tensil superior al acero (fibras delgadas) y gran resistencia al fuego.