Polímeros

Los Polímeros Son estructuras formadas por más de una molécula, monómeros, por medio de enlaces covalentes, los cuales constituyen una cadena. Normalmente estas moléculas resultantes están formadas en su mayoría de carbono, por lo que pueden ser consideradas en algunos casos compuestos orgánicos.

Un Ejemplo para polímeros es tomar un segmento de hilo, a ese segmento añadirle botones ya sea de un solo tipo o varios. Al añadir n botones tendremos una cadena, que en este caso la llamaremos Polímero.

Características de los Polímeros:

-                         -  Los Polímeros tienen una excelente resistencia mecánica, producto de las grandes cadenas                    poliméricas que se atraen

-                         -  Presentan una alta resistencia térmica

-                         -  Son poco reactivos ante bases y ácidos

-                         - Al Ser moléculas granes, sus estructuran generalmente son amorfas 

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El origen de los polímeros se divide en dos grupos, los polímeros naturales y los polímeros sintéticos.  Los sintéticos normalmente tienen uno o tres tipos de u monómeros que se repiten, mientras que los naturales como la celulosa, el ADN, o las proteínas presentan estructuras más complejas.  

Celulosa                                                                        Poliestireno

 

En Este caso, hablaremos especialmente de los polímeros Sintéticos, debido a su gran uso e importancia Comercial.

La Formación de los Polímeros es un proceso en el cual las moléculas de Monómeros se unen. Este Proceso se llama Polimerización. La Polimerización se puede dar de 2 maneras, estas son llamadas, Poliadición y Policondensación. 

Poliadición

-          El Polímero Final se forma a partir de la adición de una molécula ya formada (monómero iniciador) a monómeros con enlaces dobles)

 

-          La Mayoría de los polímeros formados a partir de este proceso presentan una estructura repetitiva

-          Otro concepto, puede ser, a partir del monómero iniciador se genera un radical (radical o ion) que se adiciona a la insaturación del monómero, prosiguiendo a través de una reacción en cadena.

-          Las Cadenas Formadas generalmente son lineales, por lo que son más manejables.

Policondensación

-          Se produce por reacción entre  dos (2) monómeros diferentes, y cada uno de ellos con grupos funcionales, cada uno de ellos en un extremo de la molécula

-          Generalmente se busca la eliminación de una molécula, como en algunos casos, la molécula de agua.

   -    La Mayoría de los Polímeros formados por este Proceso están compuestos por dos o más monómeros diferentes, por lo que sus estructuras tienden a hacer más complejas.

   -     La mayoría de las estructura son entrecruzadas, o ramificadas, por lo que su uso es muy limitado, debido a que con el aumento de temperatura, los enlaces que la forman la molécula se rompen, degradando la estructura

Existen muchas maneras de Clasificar a los monómeros, entre ellas, según su composición,  su estructura, la manera de cómo se ordenan los monómeros, su comportamiento frente al calor.

·         Según Su composición:

Está clasificación se basa, en la variedad de monómeros que presenta el polímero.

-          Homopolímero: Toda la estructura o cadena está formada por un solo monómero, también se puede decir, que en este caso, el monómero iniciador es la estructura repetitiva. 

-        Heteropolímero: Su estructura está formada por 2 o más monómeros. Cuando está formado por 2 monómeros suele llamarse Copolímero.

Ejemplo con 2 monómeros

Estructuras Repetitivas 

·         Según su estructura

En esta clasificación, lo que influye es un la organización de las cadenas de las moléculas 

-          Lineales: Formados Por polímeros difuncionales. Ejemplo el Polietileno.

-          Ramificados: Formados por Polímeros Trifuncionales. Ejemplo poliestireno

-          Entrecruzados: Cadenas Lineales adyacentes unidas linealmente con enlaces covalentes. Ejemplo, el caucho 

-          Reticulados: Con cadenas ramificadas entrelazadas en las tres direcciones del espacio. Ejemplo, Resina Epoxy

·         Según su Ordenamiento

En esta clasificación, los criterios que se utilizan es en la manera en como se ordenan los monómeros. Dentro de este grupo solo entran aquellos polímeros que tengan 2 o más monómeros en su estructura, es decir, los Heteropolímeros.

-          Cadena Aleatoria: está formado por una disposición aleatoria de monómeros. No presentan una unidad Repetitiva 

-          Cadena en Bloque: Tiene Bloques de monómeros de diferentes Tipos, por lo que se le considera al primer bloque la unidad repetitiva

-          Cadena de injerto: Posee una cadena de formada por un solo monómero, que incluye con ramificaciones de otro(s) monómero(s). 

 ·         Según su Comportamiento al calor

En esta clasificación, lo que determina en qué grupo estará el polímero es en la forma cómo se comportamiento ante la variación de la temperatura.

Termoplásticos: Son aquellos Polímeros que al aumentar la temperatura no se degradan, al contrario, entran en un estado de viscosidad el cual les permite ser moldeables. Este proceso puede ser repetitivo, por lo que son reutilizables o reciclables. Todo esto se debe a que las cadenas de la estructura sin lineales, entonces, al calentarse el material se desarma, y al enfriarse se  puede reconstruir.

Ejemplo puede ser el Polipropileno 

 - Termoestables: Son aquellos polímeros que al aumentar la temperatura no se ablandan, sino que se degradan. Por lo tanto, estos materiales después de conformarse y darles formas no se pueden alterar en su estructura, lo que los hace, no reciclables.

Temperatura de Transición Vítrea

-          Es la temperatura en la cual un termoplástico comienza a cambiar su estado de rigidez, a un estado viscoso. En sí, la temperatura de transición vítrea no es un punto de temperatura, es más que el intervalo donde empieza un Polímero a perder rigidez, densidad y dureza.

Tipos de Moldeo de los Polímeros  (Métodos de Conformado)

Estos métodos consisten en darle y forma a los polímeros; en convertirlos en productos de uso, ya sea industrial o casero. Entre ellos están:

-          Inyección.

Básicamente, el plástico se calienta por encima de su Tg y después se somete a altas presiones para rellenar el contenido de un molde. El plástico fundido es comprimido en el molde por un émbolo. Se deja enfriar y luego se saca del molde en su forma final. La ventaja del método es la velocidad; este proceso puede ser ejecutado varias veces por segundo.

-          Extrusión.

Es parecido a la inyección excepto que el plástico se fuerza a través de un troquel. Sin embargo, la desventaja de la extrusión

es que los objetos así hechos deben tener la misma sección. Ej: los tubos de plástico.

-          Hilado.

La fabricación de fibras se llama hilado. Hay tres tipos: Hilado de fusión: se usa para polímeros que funden fácilmente. Hilado seco: se disuelve el polímero en una disolución que puede ser evaporarse. Hilado húmedo: se utiliza cuando el disolvente no puede evaporarse y se elimina por medios químicos. En todos los tipos de hilado usa el mismo principio, se presiona sobre la superficie de un disco de metal que contiene agujeros muy pequeños, llamados hiladores.