Polimeros
Los polímeros se
definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas
(monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.
Un
polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el
centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían
los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero.
La
parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades
químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por
ejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a
lo largo de toda la cadena.
Polietileno
= etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-…
En función de la
repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en:
Homopolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por
el mismo monómero a lo largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o
polipropileno son ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia. Copolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por
al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR
son ejemplos pertenecientes a esta familia.
La formación de las cadenas poliméricas se
producen mediante las diferentes polireacciones que pueden ocurrir entre los
monóneros, estas polireacciones se clasifican en:
En función de cómo se encuentren enlazadas o
unidas (enlaces químicos o fuerzas intermoleculares) y la disposición de las
diferentes cadenas que conforma el polímero, los materiales poliméricos
resultantes se clasifican en:
Tipos:
En función de la
composición química, los polímeros pueden ser inorgánicos como por ejemplo el
vidrio, o pueden ser orgánicos como por ejemplo los adhesivos de resina epoxi,
los polímeros orgánicos se pueden clasificar a su vez en polímeros naturales
como las proteínas y en polímeros sintéticos como los materiales termoestables.
Existen diferentes parámetros que miden las
propiedades de los polímeros como el radio de giro, la densidad del polímero,
la distancia media entre las cadenas poliméricas, la longitud del segmento
cuasi-estático dentro de las cadenas poliméricas, etc...
Entre
las propiedades que definen las propiedades de los polímeros, las más
importantes son:
La temperatura de transición vítrea del polímero
El peso medio molecular del polímero
La
temperatura de transición vítrea determina la temperatura en la cual el
polímero cambia radicalmente sus propiedades mecánicas, cuando la temperatura
de transición vitrea es ligeramente inferior a la temperatura ambiente el
polímero se comporta como un material elástico (elastómero), cuando la
temperatura de transición vitrea es superior a la temperatura ambiente el
polímero se comporta como un material rígido (termoestable).
El
peso molecular medio determina de manera directa tanto el tamaño del polímero
así como sus propiedades tanto químicas como mecánicas (viscosidad, mojado,
resistencia a la fluencia, resistencia a la abrasión …), polímeros con alto
peso molecular medio corresponden a materiales muy viscosos.
Existen
un gran abanico de materiales cuya composición se basan en polímeros, todos los
plásticos, los recubrimientos de pintura, los adhesivos, los materiales
compuestos, etc... son ejemplos de materiales basados en polímeros que
utilizamos en nuestro dia a dia.
¿Qué son los polímeros?
La
materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas
gigantes llamadas polímeros.
Los
polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas
denominadas monómeros que constituyen enormes cadenas de las formas más
diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. Algunas más se
asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.
Existen
polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado
por fibras de celulosas.
La celulosa se encuentra en la
madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y
papel.
La seda es otro polímero natural muy
apreciado y es una poliamida semejante
al nylon.
La lana, proteína del pelo de las ovejas,
es otro ejemplo de polímero natural.
El hule de los árboles
de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales
importantes.
Sin embargo, la mayor
parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con
propiedades y aplicaciones variadas.
Polímeros naturales:
Son aquellos provenientes directamente del reino vegetal o animal, como la
seda, lana, algodón, celulosa, almidón, proteínas, caucho natural (látex o
hule), ácidos nucleicos, como el ADN, entre otros.
Polímeros semisintéticos: Se obtienen por transformación de polímeros naturales.
Por ejemplo, la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado.
Polímeros sintéticos: Son los transformados o “creados” por el hombre. Están
aquí todos los plásticos, los más conocidos en la
vida cotidiana son el nylon, elpoliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) y el polietileno. La gran variedad de
propiedades físicas y químicas de estos compuestos permite aplicarlos en
construcción, embalaje, industria automotriz, aeronáutica, electrónica,
agricultura o medicina.
Lo que
distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de
tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen
una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas
se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición
química del polímero y pueden ser de varias clases.
Celulosa: La
celulosa es un hidrato de carbono que forman las paredes de las células
vegetales. Es el principal polímero constituyente de las plantas y los árboles.
La madera, el papel y el algodón contienen celulosa. La celulosa es una
excelente fibra.
Almidón: es un
polímero que se encuentra en las plantas y que forma parte importante de la
dieta humana. Alimentos como el pan, el maíz y las papas se encuentran llenos
de almidón.
Similitudes y diferencias
El almidón y la celulosa son dos polímeros muy
similares, ambos están constituidas por el mismo monómero, la glucosa. Lo único que los diferencia
es su estructura.
En el
almidón, todas las unidades de glucosa repetidas están orientadas en la misma
dirección. Pero en la celulosa, cada unidad sucesiva de glucosa esta rotada
180° alrededor del eje de la columna vertebral del polímero, en relación a la
última unidad repetida.
En
nuestro cuerpo existen enzimas especiales que rompen el almidón en unidades de
glucosa, así que nuestro cuerpo puede quemarla para producir energía.
Si estás
siguiendo una dieta sana, consigues así la mayor parte de tu energía a partir
del almidón. Pero el cuerpo humano no tiene enzimas para destruir la celulosa y
así poder obtener la glucosa.
Algunos
animales como las termitas, que comen madera, sí son capaces de romper la
celulosa.
l almidón
es soluble en agua caliente y con él pueden hacerse útiles objetos. La
celulosa, por otra parte, es altamente cristalina y prácticamente no se
disuelve en nada.
El
algodón es una forma de celulosa que empleamos en casi toda nuestra ropa.
El hecho
de que sea insoluble en agua caliente es importante. De lo contrario, nuestra
ropa se disolvería al lavarla.
La
celulosa posee también otra fantástica propiedad que hace posible que se vuelva
lisa y achatada cuando la humedecemos y le pasamos una plancha caliente por
encima.
Esto hace
que nuestra ropa de algodón se vea elegante (al menos por un tiempo) pero no
obstante permite una fácil limpieza cada vez que la lavamos.
En resumen, los polímeros son sustancias que
consisten en grandes moléculas formadas por muchas unidades muy pequeñas que se
repiten, llamadas monómeros.
Para dar un paseo por los polímeros ir
