Polímeros Integrantes: Oscar Brellenthin- Felipe Matulich- Gustavo Moreno- Roberto Ormeño Curso: IVºA Fecha: 12/09/17 Asignatura: Química Profesora:

Presentación del tema: "Polímeros Integrantes: Oscar Brellenthin- Felipe Matulich- Gustavo Moreno- Roberto Ormeño Curso: IVºA Fecha: 12/09/17 Asignatura: Química Profesora:"— Transcripción de la presentación:

1 Polímeros Integrantes: Oscar Brellenthin- Felipe Matulich- Gustavo Moreno- Roberto Ormeño Curso: IVºA Fecha: 12/09/17 Asignatura: Química Profesora: Marianet Zerené

2 Introducción Hoy en día gracias a la gran variedad de materiales poliméricos que existen y que van a la par del descubrimiento y síntesis de los materiales plásticos, la creatividad del hombre ha ido creando formas para moldearlos con el objeto de satisfacer sus necesidades. El consumo de polímeros o plásticos ha aumentado en los últimos años. Estos materiales petroquímicos (que derivan de la producción del petróleo) han sustituido parcial y en muchos casos totalmente a muchos materiales naturales como la madera, el algodón por otros nuevos que permiten obtener una gran mejoría de propiedades, facilidad de obtención y, las necesidades del presente siglo, y esto se debe a la gran posibilidad de implementar producciones a gran escala de artículos de alto consumo a bajo costo.

3 ¿Qué son? Del griego poly=muchos y mero=partes.
Son macromoléculas constituidas por un gran número de unidades estructurales de baja masa molecular, llamadas monómeros, que se repiten y mantienen unidas con enlaces covalentes. Hay que destacar que tienen características muy diferentes de las moléculas pequeñas, por lo que es muy común que posean propiedades completamente distintas a la de los monómeros que las constituyen.

4 Orígenes de los polímeros
Los polímeros siempre han estado presente en la vida del hombre y en la naturaleza desde los comienzos, como las proteínas o el mismo ADN, tal es el caso de los polímeros naturales, entre estos resaltan materiales como las fibras vegetales, la madera, lana, seda, y varias más que han tenido mucha importancia en la historia del ser humano. Se tardó mucho tiempo saber la composición y la forma de sintetizar artificialmente a los polímeros, el término de “macromolécula” fue presentado tardíamente en la historia de la química. El término “polímero” se utilizó por primera vez en 1866 por el químico e historiador Francés Marcellin Berthelot.

5 Los primeros polímeros artificiales surgieron a mediados del siglo diecinueve desarrollándose hasta nuestros días, se obtuvieron a base de la transformación de polímeros naturales (caucho, seda, algodón, etc). Se cree que el primer polímero fue elaborado por Charles Goodyear en 1839 con el vulcanizado del caucho. El primer polímero totalmente sintético fue desarrollado por el químico estadounidense Leo Hendrik Baekeland y es conocido como “la baquelita”. Luego surgieron otros polímeros artificiales que revolucionaron a la industria, polímeros como el poliestireno y el policloruro de vinilo (PVC) en 1911 y respectivamente. El avance de la industria de los polímeros se intensificó de manera incrementada a partir de 1926, cuando el químico alemán Hermann Staudinger expuso su teoría de los polímeros: largas cadenas de pequeñas unidades por enlaces covalentes (fundamento de la química macromolecular).

6 La industria volvió a sufrir un gran avance en la guerra mundial, puesto que muchos de los países involucrados no podían recibir materias primas porque quién se los suministraba estaba del bando contrario, o las rutas estaban muy controladas, se vieron en la obligación de crear nuevos polímeros para sustituir a las materias primas con las que tradicionalmente se fabricaban las armas o productos necesarios. Ejemplo de esto puede ser el caucho sintético usado por Alemania para las ruedas de los tanques y el nailon, desarrollado por los E.E.U.U.  usado para fabricar textiles como paracaídas o prendas combinándalo con lana o algodón. Durante la postguerra y hasta la actualidad, la industria de los polímeros ha seguido avanzando a pasos agigantados, muestra de ello pueden ser nuevos polímeros que se han desarrollado últimamente como el polietileno o el polipropileno, ambos son de los polímeros más usados en la actualidad

7 Características y propiedades
Los polímeros tienen gran cantidad de usos, pues, encontramos polímeros con diversas propiedades debido a las estructuras que presentan. De esta manera, podemos mencionar propiedades que presentan todos los polímeros como: -Un bajo costo de producción -Alta relación resistencia mecánica/densidad -Alta resistencia al ataque de sustancias químicas, como los ácidos o las bases -No son conductores de la electricidad -Baja absorción de humedad

8 Sin embargo, hay otras propiedades que no están presentes en todos los polímeros, y de las cuales depende el uso que se les dará. Estas propiedades son:  1)Propiedades mecánicas: Estas propiedades se relacionan con el comportamiento del polímero frente a distintos procesos mecánicos…. a) La resistencia: que se relaciona con la firmeza de un polímero frente a la presión ejercida sobre ellos sin sufrir cambios en su estructura. b) La dureza: que es la capacidad de un polímero de oposición a romperse. c) La elongación: es la capacidad de un polímero de estirarse sin romperse cuando se ejerce una presión externa. Los polímeros que poseen esta propiedad también se denominan elastómeros.

9 2)Propiedades físicas: Según las características físicas que tenga el polímero, estos se pueden clasificar como a) Fibras: Presentan baja elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables. b) Elastómeros: Son materiales con alta extensibilidad y elasticidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. c)Plásticos: Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. d)Recubrimientos: Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad. e)Adhesivos: Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial. 3)Comportamiento del polímero frente al calor: Frente al comportamiento de los polímeros frente al calor y la temperatura, podemos encontrar dos tipos de polímeros a)Termoplásticos: Son polímeros que se caracterizan por presentar cadenas lineales y ramificadas no unidas, por lo cual, las fuerzas intermoleculares son fáciles de vencer con la temperatura, poniéndose cada vez más blandos. A temperatura ambiente son rígidos. Por lo tanto se pueden fundir varias veces para poder moldearlos y posteriormente, adquieran la forma que se busca, sin que experimenten cambios en su composición ni su estructura. b)Termoestables: Son polímeros cuyas cadenas están interconectadas entre sí, provocado por el calor, dándole una forma permanente, que no se puede volver a procesar. Son materiales rígidos, frágiles y con cierta resistencia térmica. Una vez moldeados no se pueden volver a calentar, ya que al hacerlo cambia su estructura y sus propiedades, pues, se descomponen químicamente.

10 Clasificaciones 1)Según su origen:
Polímeros naturales: son los que forman parte de los seres vivos, ejem: almidón, proteínas, ácidos nucleicos y seda Polímeros sintéticos: son los que son preparados en un laboratorio o industria química, ejem: polietileno o poliéster Polímeros semisintéticos: se obtienen por la transformación de polímeros naturales, ejem caucho vulcanizado, nitrocelulosa.

11 2)Según la estructura de su cadena:
Lineales: cuando el monómero que lo forma tiene dos puntos de ataque, de modo que el polímero se forma unidireccionalmente, formando cadenas lineales. Estos dan alta flexibilidad y baja dureza (blandos y moldeables) Ramificadas:  se forman porque el monómero posee tres o más puntos de ataque, de modo que la polimerización ocurre tridimensionalmente, es decir, en las tres direcciones del espacio. En base a esto es que podemos encontrar variadas formas: redes, dendritas y estrellas. Estos dan alta rigidez y es quebradizo.

12 3)Según la estructura molecular:
Homopolímero: son aquellos donde hay presente una sola clase de monómeros Copolímero: son aquellos en donde hay presente dos o más clases de monómeros, dispuestos al azar, alternadamente, en bloques o siendo injertados en una cadena principal.

13 4)Según composición química:
Polímeros inorgánicas: Los polímeros inorgánicos son aquellos polímeros que no poseen átomos de carbono en su cadena principal. Sus monómeros presentan elementos distintos al carbono, como el silicio y el fosforo. El enlace entre el silicio y el oxígeno es muy fuerte, pero muy flexible. Por lo tanto, las siliconas pueden soportar altas temperaturas sin descomponerse. Polímeros orgánicos : son los que están formadas por cadenas hidrocarbonadas o derivadas de ellas. Polímeros orgánicos vinílicos:  son polímeros obtenidos a partir de monómeros vinílicos; es decir, pequeñas moléculas conteniendo dobles enlaces carbono-carbono. Constituyen una gran familia de polímeros. Polímeros orgánicos no vinílicos: Además de carbono, tienen átomos de oxígeno o nitrógeno en su cadena principal.

14 ¿Cómo se forman? (Polimerización)
Los polímeros se forman a través de un proceso denominado polimerización, en donde un grupo de monómeros va formando largas cadenas, utilizando calor, luz o algún catalizador. Este proceso se puede llevar a cabo de dos maneras: a través de un proceso de adición o de un proceso de condensación.  1)Polimerización por adición: En este tipo de polimerización, todos los monómeros pasan a formar parte del polímero. El monómero presenta uno o más enlaces dobles o triples, que se transforman en enlaces sencillos durante el proceso de polimerización. Tiene tres etapas que son la iniciación, la propagación y la terminación: - En la iniciación, participa una molécula denominada iniciador, que comienza el proceso rompiendo el doble o triple enlace de un monómero para unirse a otro. - En la propagación, la cadena comienza a hacerse cada vez más grande, por repetición del monómero. - Y finalmente, en la terminación la cadena deja de crecer, pues, se interrumpe el proceso por la falta de monómeros.  En resumen: Un polímero se denomina de adición cuando la unión sucesiva de las moléculas del monómero no saturado origina como único producto el polímero.

15 2) Polimerización por condensación:
En los polímeros formados por condensación, los monómeros que intervienen tienen más de un grupo funcional, que es capaz de reaccionar con el grupo funcional de otro monómero. En este tipo de reacción, por cada nuevo enlace que se forma entre los monómeros se libera una molécula más pequeña. En resumen: Un polímero se denomina de condensación cuando la unión de varias moléculas del monómero produce, además del polímero, agua, etanol u otras moléculas pequeñas.

16 Aplicación de polímeros
1) Naturales: se usan en: La lana y la seda son usados como fibras y telas. La celulosa que se emplea para hacer telas y papel. El caucho natural que con el podemos hacer neumáticos, llantas, etc. Del algodón podemos sacar productos naturales como aceites, y demás materias primas. 2)Sintéticos: usados mayoritariamente en la industria de embalaje de productos alimenticios, fármacos y químicos, electrodomésticos, herramientas, utensilios domésticos, juguetes, componentes automotrices etc. Lo favorece su fácil creación, bajo costo de producción y fácil maleabilidad.

17 Códigos de identificación de los polímeros
Los símbolos presentes en los polímeros fueron desarrollados en 1988 por la Sociedad de la Industria de Plásticos (SPI por sus siglas en inglés) e identifican las diferencias entre estos. Sus propósitos fueron: -Brindar un sistema coherente para facilitar el reciclado de los plásticos usados; -Concentrarse en los recipientes plásticos; -Ofrecer un medio para identificar el contenido de resina de las botellas y recipientes que se encuentran normalmente en los residuos residenciales; y -Ofrecer una codificación para los seis tipos de polímeros más comunes, y una séptima categoría para todos los otros tipos que no estén dentro de los códigos 1 al 6. Cada grupo de polímero plástico se identifica por su Código de Identificación Plástico o PIC (por sus siglas en inglés)

18 Polímeros Naturales

19 Almidón Monómeros Glucosa Nomenclatura IUPAC
2,3,4,5,6-pentahidroxihexanal Tipo de estructura Ramificadas Tipo de polimerización Adición ¿De dónde se obtiene? Se obtienen de las semillas de cereales, varios tipos de arroz, raíces y tubérculos. Grupos funcionales Aldehído y alcohol ¿Para qué se utilizan? Fuentes de energía necesarias para mantener los niveles adecuados de glucosa en la sangre

20 Proteína Monómeros Aminoácidos (ejemplo alanina) Nomenclatura IUPAC
ácido 2-aminopropanoico Tipo de estructura Lineal Tipo de polimerización Condensación ¿De dónde se obtiene? Provienen de la carne, el pescado, los huevos, la leche, las legumbres, los frutos secos, etc. Grupos funcionales ácido carboxílico y amina. ¿Para qué se utilizan? Funciones en el organismo: estructural, hormonal, defensiva, transporte, contráctil y enzimática.

21 Quitina Monómeros N-Acetilglucosamina (derivado de la glucosamina)
Nomenclatura IUPAC N-acetil-β-D-glucosamina Tipo de estructura Lineal Tipo de polimerización Adición ¿De dónde se obtiene? Comercialmente del exoesqueleto de cangrejos y camarones Grupos funcionales Amina, acetilo, glucosa ¿Para qué se utilizan? Como pared celular de muchos hongos y muchos organismos superiores

22 Polímeros sintéticos

23 Resina fenol-formalaldehido (baquelita)
Monómeros Fenol; formaldehído Nomenclatura IUPAC fenol-metanal (o formaldehído) Tipo de estructura Ramificada Tipo de polimerización Condensación ¿De dónde se obtiene? De la síntesis que se realiza a partir de moléculas de fenol y formaldehído Grupos funcionales Fenol, aldehído ¿Para qué se utilizan? Mangos de ollas, mangos de sartenes, teléfonos antiguos, tableros de circuitos, etc.

24 Poliestireno (plumavit)
Monómeros Estireno Nomenclatura IUPAC vinil-benceno Tipo de estructura Lineal Tipo de polimerización Adición ¿De dónde se obtiene? Polimerización del estireno Grupos funcionales Vinilo, benceno ¿Para qué se utilizan? Fabricación de fibras, juguetes, vasos de plástico, recubrimiento de laminas, partes de automóviles,etc.

25 Politetraflúoroetileno (teflón)
Monómeros Tetraflúoroetileno Nomenclatura IUPAC 1,1,2,2-tetraflúor-eteno Tipo de estructura Lineal Tipo de polimerización Adición ¿De dónde se obtiene? La polimerización del tetraflúoroetileno  Grupos funcionales Flúor, alqueno ¿Para qué se utilizan? Base antiadherente de las sartenes, ayuda a evitar fugas de agua en tuberías

26 Conclusión Para ir concluyendo, los polímeros son unos de los descubrimientos/inventos más significativos de la humanidad, importancia radica en que de hecho, mucho de lo que nos rodea, casi todo, son polímeros y dado el bajo costo de producción de estos mismos, su alta resistencia a diferentes factores externos, su baja conductividad eléctrica y sobre todo la variedad de aplicaciones que el hombre le ha dado a estos materiales por la estructura molecular que estos presentan, pudiendo tener así diferentes aplicaciones, estando estos presentes en muchos alimentos o materias primas que consumimos, o en los textiles, en la electricidad, en la construcción, en productos químicos como el cloro, en la silicona, etc. Todos estos materiales son utilizados por diferentes razones ya que brindan propiedades distintas a cada uso: elasticidad, plasticidad, pueden ser adhesivos, resistencia al daño, etc. Y es por esto, que los polímeros han sido uno de los grandes logros de la historia del hombre, constituyendo gran importancia en la vida actual del ser humano.