Polímeros

Polímeros La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros son la base de todos los procesos de la vida, y nuestra sociedad tecnológica es dependiente en gran medida de los polímeros.

¿ Qué son los Polímeros? Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos y otras tienen ramificaciones. Si hay un monómero único o varios, se forman homopolímeros o heteropolímeros. Monómeros Polímero Monómeros Polímero

Polímero Polimeración: Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl La unión de un monómero hace una macromolécula (polímero), donde la unidad monomérica se repite y se representa entre corchete. Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl C = C - C – C – C – C – C - C - Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl C - C n Monómero Tetracloroetileno Polímero Polimeración: Es la reacción para producir un polímero (como la que se observa arriba).

Naturales o Sintéticos Los polímeros se clasifican en : Naturales: proteínas, polisacáridos (almidón), ácidos nucleicos, el hule natural, etc. Sintéticos: nylon, teflón, polietileno, PVC, poliestireno, poliéster, etc.

Polímeros naturales

Proteínas Polímero (Proteína) Monómeros (aminoácidos)

Modelo De WATSON-CRICK ADN ADN Modelo De WATSON-CRICK

Hule natural Hule + Azufre  Caucho S S S S S S Caucho estirado

Almidón Monómero (glucosa) Polímero (almidón) Carbohidrato formado por Glucosa (azúcar) y que se utiliza como fuente de energía. Esta presente en organismos vegetales

Polímeros sintéticos

Propiedades 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.

Monómero: tetrafluoretileno Las macromoléculas orgánicas se forman por unión sucesiva de muchas unidades pequeñas, todas del mismo tipo, denominadas MONÓMEROS MONÓMERO polimerización POLÍMERO  C C  F n Polímero: teflón C  C F Monómero: tetrafluoretileno polimerización Recubrimientos de teflón

Polímero: polietileno POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN Por adición: la unión sucesiva de las moléculas del monómero da un único producto Formación de polietileno a partir de etileno:  C C  H n Polímero: polietileno C  C H Monómero: etileno Polimerización Catalizador

Policloruro de vinilo (PVC) Polímeros de adición Monómero Polímero Usos típicos CH2CH2 Eteno [CH2CH2 ] n Polietileno Contenedores, tuberías, bolsas, juguetes, cables aislantes. [CH2CH ] n CH3 Polipropileno Fibras para alfombras, redes de pesca, cuerdas, cesped artificial. CH2CH CH3 Propeno [CH2CH ] n Cl Policloruro de vinilo (PVC) Cañerías, mangueras, discos, cuero artificial, envoltorios para alimentos, baldosas. CH2CHCl Cloroeteno [CH2CH ] n CN Poliacrilonitrilo Fibras para ropa, alfombras, tapices. CH2CHCN Acrilonitrilo CH2CH  Estireno [CH2CH ] n Poliestireno Espuma de poliestireno, vasos para bebidas calientes, embalajes, aislamientos. CF2CF2 Tetrafluoreteno [CH2CH2 ] n Teflón Recubrimientos antiadherentes para utensilios de cocina.

Ejemplos: polímeros de adición Eteno o etileno Polietileno Usado en bolsas de plástico y juguetes Cloruro de vinilo o cloroeteno PVC Cloruro de polivinilo Usado en las tuberías de drenaje Recuerda que el radical vinilo es una cadena de 2 átomos de carbono unidos por un doble enlace.

POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN Por condensación: los monómeros se unen produciendo dos tipos de compuestos (polímero + agua) Formación de almidón a partir de glucosa: + n glucosas Glucosa (C6H12O6) Glucosa Maltosa (dímero) n Almidón (polímero)

POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN Monómero 1: ácido adípico Monómero 2: hexametilendiamina NAILON poliamida El grupo –COOH del ácido adípico reacciona con el grupo –NH2 de la hexametilendiamina, desprendiéndose una molécula de agua: Por adición sucesiva de ambos monómeros, se forma finalmente, el polímero:

POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN POLIÉSTERES Polimerización de ácidos carboxílicos y alcoholes: Un tipo importante de poliésteres son los POLICARBONATOS, empleados en la fabricación de lentes ópticas

Ejemplos: polímeros de condensación nylon Usado en cuerdas, medias, textiles poliéster Usado en Textiles

Polímeros o macromoléculas Vídeo qt Son moléculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por la repeticiones de una o más unidades simples llamadas “monómeros” unidas entre sí mediante enlaces covalentes. Forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas y por puentes covalentes.

Tipos de macromoléculas Artificiales: Plásticos Fibras textiles sintéticas Poliuretano Baquelita Naturales: Caucho Polisacáridos. Almidón. Celulosa. Proteínas. Ácidos nucleicos

Tipos de polímeros Según su composición: Homopolímeros Un sólo monómero Copolímeros Dos o más monómeros Según su estructura: Lineales Ramificados Si algún monómero se puede unir por tres o más sitios. Por su comportamiento ante el calor: Termoplásticos Se reblandecen al calentar y recuperan sus propiedades al enfriar. Termoestables Se endurecen al ser enfriados de nuevo por formar nuevos enlaces.

Polímeros según su naturaleza

Propiedades de los polímeros sintéticos. Plásticos. Termoplasticos: se moldean en caliente de forma repetida. Termoestables: una vez moldeados en caliente, quedan rígidos y no pueden volver a ser moldeados. Fibras. Se pueden tejer en hilos (seda). Elastómeros. Tienen gran elasticidad por lo que pueden estirarse varias veces su longitud (caucho).

Tipos de polimerización. Adición. La masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero. Condensación. Se pierde en cada unión de dos monómeros una molécula pequeña, por ejemplo agua. Por tanto, la masa molecular del polímero no es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Reacción de adición. Iniciación: Propagación o crecimiento: 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.

Polímeros de adición. MONÓMEROS POLÍMEROS metacrilato de metilo Eteno Propeno cloroeteno tetraflúoreteno propenonitrilo butadieno fenileteno metacrilato de metilo 2-clorobutadieno POLÍMEROS Polietileno Polipropileno policloruro de vinilo teflón poliacrilonitrilo polibutadieno poliestireno polimetilmetacrilato neopreno

Estructura y usos de algunos polímeros de adición (1) MONÓMERO POLÍMERO USOS PRINCIPALES CH2=CH2 –CH2–CH2–CH2–CH2– Bolsas, botellas, juguetes... etileno polietileno CH2=CH–CH3 –CH2–CH–CH2–CH– Películas, útiles de cocina, | | CH3 CH3 aislante eléctrico... propileno polipropileno CH2=CHCl –CH2–CHCl–CH2–CHCl– Ventanas, sillas, aislantes. cloruro de vinilo policloruro de vinilo CH2=CH –CH2–CH–CH2–CH– Juguetes, embalajes estireno aislante térmico y acústico. poliestireno

Estructura y usos de algunos polímeros de adición (2) MONÓMERO POLÍMERO USOS PRINCIPALES CF2=CF2 –CF2–CF2–CF2–CF2– Antiadherente, aislante... tetraflúoretileno PTFE (teflón) CH2=CCl–CH=CH2 –CH2–CCl=CH–CH2– Aislante térmico, 2-clorobutadieno cloropreno o neopreno neumáticos... CH2=CH–CN –CH2–CH–CH2–CH– Tapicerías, alfombras | | CN CN tejidos... acrilonitrilo poliacrilonitrilo CH3 CH3 CH3 Muebles, lentes y equipos | | | CH2=C–COOCH3 –CH2–C—CH2—C— ópticos | | COOCH3 COOCH3 metacrilato de metilo PMM (plexiglás)

Principales polímeros de condensación. Homopolímeros: Polietilenglicol Siliconas. Copolímeros: Baquelitas. Poliésteres. Poliamidas.

Polímeros de condensación: Polietilenglicol. Suele producirse por la pérdida de una molécula de agua entre 2 grupos (OH) formándose puentes de oxígeno. CH2OH–CH2OH etanodiol (etilenglicol)  CH2OH–CH2–O–CH2–CH2OH + H2O  ...–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O... (polietilenglicol)

Polímeros de condensación: Siliconas Proceden de monómeros del tipo R2Si(OH)2 Se utiliza para sellar juntas debido a su carácter hidrofóbico. © Ed. Santillana. Química 2º Bachillerato.

Polímeros de condensación: La baquelita Se produce por copolimerización por condensación del fenol y el metanal. Se utiliza como cubierta en diferentes electrodomésticos, como televisores...

Polímeros de condensación: La baquelita H C 2 O H C 2

Copolímeros de condensación: Poliésteres Se producen por sucesivas reacciones de esterificación (alcohol y ácido) Forman tejidos. El más conocido es el “tergal” formado por ácido tereftálico (ácido p-benceno dicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol). © Ed Santillana. Química 2º Bach.

Copolímeros de condensación: Poliamidas Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo ácido y el amino con formación de amidas. Forman fibras muy resistentes. La poliamida más conocida es el nailon 6,6 formado por la copolimerización del ácido adípico (ácido hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina © Ed Santillana. Química 2º Bach

Polímeros naturales Caucho. Polisacáridos. (Se forman por la condensación de la glucosa en sus dos estados ciclados α y β). Almidón: por condensación dela “α-glucosa” Celulosa: por condensación dela “β-glucosa” Proteínas. Se producen por la condensación de los aminoácidos formando dos estructuras: “α-hélice”: Estructura espiral “estructura β”: Estructura plana Ácidos nucleicos. Se producen por la condensación de nucleótidos.

Estructura del ADN. Citosina (C) Guanina (G) Adenina (A) Timina (T) © Ed Santillana. Química 2º Bach.

MATERIAL COMPLEMENTARIO http://macronatsin.blogspot.mx/p/macromoleculas-sinteticas.html http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=140576 http://macromoleculasnaturalesysintenticas.blogspot.mx/p/macromoleculas-sinteticas.html http://normexico-creations.blogspot.mx/