EL MUNDO DE LOS POLMEROS

EL MUNDO DE LOS POLMEROS

Bernal Gomez MisaelGonzlez Aguilar LizbethMuoz Jimnez EstebanSnchez Tovar Brandon

Qu son los polmeros y por qu son tan importantes?Definicin de polmeros :Los polmeros se definen como macromolculas compuestas por una o varias unidades qumicas (monmeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.

1. IMPORTANCIA DE LOS POLIMEROS:

La importancia de los polmeros reside especialmente en la variedad de utilidades que el ser humano le puede dar a estos compuestos. As, los polmeros estn presentes en muchos de los alimentos o materias primas que consumimos, pero tambin en los textiles (incluso pudindose convertir en polmeros sintticos a partir de la transformacin de otros), en la electricidad, en materiales utilizados para la construccin como el caucho, en el plstico y otros materiales cotidianos como el poliestireno, el polietileno, en productos qumicos 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 dao, etc.

Clasificacin de los polmeros

Los polmeros pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez, esas clasificaciones, pueden subdividirse en otras. Partimeros de lo ms bsico a lo ms complejo:De acuerdo a su origen: Naturales y sintticos.

Naturales.Los polmerosnaturalesson todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos.Las protenas, los polisacridos, los cidos nucleicos son todos polmeros naturales que cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolmeros.Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodn, la madera (celulosa), la quitina, etc.

Sintticos.Los polmerossintticosson los que se obtienen por sntesis ya sea en una industria oen un laboratorio, y estn conformados a base de monmeros naturales, mientras que los polmerossemisintticosson resultado de la modificacin de un monmero natural. El vidrio, la porcelana, el nailon, el rayn, los adhesivos son ejemplos de polmeros sintticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de polmeros semisinteticos.

2. ESTRUCTURA QUIMICA DE LOS POLIMEROS

Concepto de monmero y polmero:Los monmeros son compuestos de bajo peso molecular que pueden unirse a otras molculas pequeas (ya sea iguales o diferentes) para formar macromolculas de cadenas largas comnmente conocidas como polmeros.

Los polmeros son mezclas de macromolculas de distintos pesos moleculares.

Grupos funcionales presentes en la estructura de los monmeros:

La mayora de los monmeros funcionales son solubles en agua al mismo tiempo y se utilizan para incorporar centros hidroflicos dentro de polmeros hidrofbicos a fin de estabilizar las partculas y lograr adherencia y aceptacin de pigmentos.Los grupos funcionales que pueden estar involucrados en este tipo de monmeros son:

1. grupos carboxilos(Ej: Acidos acrlico y metacrlico)

2. Grupos epoxi (Ej:de monmeros tales como glicidil metacrilato). Usualmente son utilizados para mejorar la resistencia qumica, la dureza del film, la resistencia qumica y la resistencia a l calor y a la abrasin.

3. Derivados de acrilamida(Ej: N-Metilolacrilamida). Este tipo de monmeros es usualmente utilizados en proporciones de 1 a 7% y generan la incorporacin de sitios de reticulacin dentro de las partculas del ltex. Puede sufrir reticulacin va puente hidrgeno a temperatura ambiente, como as tambin, pueden ser reticulados a temperatura ms elevada (120 150C) con formacin de enlaces covalentes entre distintos grupos N-Metilol presentes en la cadena.

4. Cloruros(Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son monmeros con sitios electroflicos que pueden ser reaccionados post-polimerizacin con nuclefilos tales como aminas, mercaptanos, etc.

5. Grupos isocianato(Ej: TMI). Estos grupos pueden ser reticulados postpolimerizacin , mediante grupos amino o hidroxilo , o bien reticular durante el proceso de formacin del film.

6. Grupos amino(Ej: de monmeros funcionales como dietilaminoetilmetacrilato)

7. Grupos sulfonato(Ej:estireno sulfonato de sodio)

8. grupos hidroxilo(Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)

Los monmeros que contienen carboxilos se introducen a menudo para actuar como sitio para las reacciones de reticulacin de la post-polimerizacin, modificacin reolgica del polmero en dispersin o para realizar la estabilidad coloidal de las partculas de latex. Estos grupos tienden a mejorar la estabilidad mecnica, de cizallamiento y congelamiento - descongelamiento del latex, para mejorar la tolerancia para con los electrolitos, para mejorar la dureza de la pelcula y la adherencia de una pelcula de latex a un substrato.Los grupos carboxilos son capaces de formar enlaces hidrgeno y enlaces covalentes y pueden ser reticulados inicamente.Los cidos acrlico y metacrlico son los ms usualmente utilizados, ambos son muy solubles en agua y presentan una gran tendencia a la autoreticulacin.

Cmo se obtienen los polmeros sintticos?

Al principio del carbn y actualmente del petrleo.La fabricacionde gasolinas por rotura (craqueo) de las grandes cadenasde hidrocarburos del petrleo, deja compuestos con cadenas carbonadas cortas (C2 a C4). Estas fracciones ligeras se comenzaron a aprovechar en Estados Unidos hacia 1930, pero en Europa se comenz mediado el siglo XX.Con el nacimiento de la industria quimicase origin una bajada de los precios de los polmeros obtenidos a partir de estas sustancias sencillas. Este hecho, junto con el desarrollo por Ziegler y Natta de nuevos catalizadores rgano metlicos (compuestos orgnicos que contienen metales pesados), trajo consigo un incremento de aplicaciones y consumo. ltimamente y debido a los problemas derivados de la acumulacin de residuos no biodegradables, se est prestando atencin a polmeros, como el cido poli-lctico (PLA), que puede obtenerse a partir de los hidrolizados de residuos ricos en almidn o en celulosa.Reacciones de adicion y condensacin de polmeros sintticos.

Reacciones de adicin y condensacin de polmeros sintticosDesde el punto de vista qumico los polmeros se clasifican de acuerdo a la manera en la que se sintetizan en:polmeros de adicincuando se van agregando unidades de monmero sin prdida de tomos, es decir, la composicin qumica de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones qumicas de los monmeros que la conforman ypolmeros de condensacincuando se combinan unidades de monmero y pierden tomos al pasar a formar parte del polmero. Por lo general se pierde una molecula pequea, como agua o cido clorhdrico gaseoso.

Las cadenas formadas de polmeros, pueden ser:

Lineales. Formados por una nica cadena de monmeros.

Ramificados. La cadena lineal presenta ramificaciones.

Redes polimricas. Se forman al enlazarse tomos de diferentes cadenasLos hidrogeles son redes polimricas, hidroflicas y tridimensionales capaces de retener grandes cantidades de agua o fluidos biolgicos, razn por la que presentan una consistencia blanda. Resultan muy tiles en el campo de la industria farmacutica en la obtencin de sistemas de liberacin completa.

Clasificacin de polmeros y copolimeros

Los polmeros pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez, esas clasificaciones, pueden subdividirse en otras. Partimeros de lo ms bsico a lo ms complejo:De acuerdo a su origen: Naturales y sintticos:

Naturales.Los polmerosnaturalesson todos aquellos que provienen delos seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos.Las protenas, los polisacridos, los cidos nucleicos son todospolmeros naturalesque cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolmeros.Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodn, la madera (celulosa), la quitina, etc.

Sinteticos.Los polmerossintticosson los que se obtienen por sntesis ya sea en una industria oen un laboratorio, y estn conformados a base de monmeros naturales,mientras quelos polmerossemisinteticosson resultado de la modificacin de un monmero natural. El vidrio, la porcelana, el nailon, el rayn, los adhesivos son ejemplos de polmeros sintticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de polmeros semisinteticos.La sntesis de polmeros se dio en el 1869 al obtener celuloide a partir de la celulosa; aos despus, al descubrirse la estructura de la seda, se creo laseda artificialllamada nailon.Hoy en da, al fabricarse polmeros se le puden agregar ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad, resistencia, dureza, elongacin, etc...

Loscopolimerosestn constituidos por 2 o mas monmeros diferentes, como por ejemplo, la seda como copolimero natural, y la baquelita como sinttico.Ahora bien, en los copolimeros encontramos una subclasificacion, que depende de la forma en que estn ordenados los monmeros:Al azar:Es cuando los monmeros no presentan orden alguno, por tanto presentan un patrn azaroso.Alternado:Se observa un patrn de monmeros alternados.En bloque:Son los que presentan un patrn alternado, pero bloques o paquetes.Injertado:Es cuando se ve una cadena principal formada por un solo monmero, y contiene ramificaciones formas por el otro monmero unidas a la cadena principal.

Propiedades de los polmeros Clasificacin de los polmeros de acuerdo a sus caractersticas.Polmeros reticulares y lineales.las cadenas de polmeros pueden ser, lineales ramificadas e incluso entrelazadas.Un polmero lineal es una molcula polimrica en la cual los tomos se arreglan ms o menos en una larga cadena. Esta cadena se denomina cadena principal, por lo general algunos de estos tomos de la cadena estn enlazados a su vez, a pequeas cadenas de tomos, estas cadenas se denominan grupos pendientes. Las cadenas de los grupos pendientes son mucho ms pequeas que la cadena principal. Normalmente tienen unos pocos tomos de longitud, pero la cadena principal posee generalmente cientos de miles de tomos. Un polmero lineal no tiene ms ramificasiones que los grupos colgantes asociados al monmero, por ejemplo, el grupo fenil de poliestireno.

Los polmeros de cadena ramificada se caracterizan por poseer enlaces no solo en la direccin de la estructura lineal, sino que tiene cadenas laterales que a su vez estn enlazadas a otras cadenas. Estos enlaces en varias direcciones proporcionan mayor compacidad al polmero que, en general, es termo fijo. Muchos tipos de caucho, como el poliisopreno y el polibutadieno, son entre cruzados.

Polmeros de alta y baja densidad.

El polietileno es probablemente el el polmero que mas se ve en la vida diaria, es el plstico mas popular del mundo, este es con el que hacen las bolsas del almacn, los frascos de champ, los juguetes de los nios, e incluso chalecos a prueba de balas. Por ser una material tan verstil, tiene una estructura muy simple, la mas simple de todos los polmeros comerciales. Una cadena de polietileno no es nada mas que unas que unas cadena larga de atomos de carbono, con dos atomos de hidrogeno unidos a cada atomo de carbono.

En ocasiones es mas complicado. Aveces algunos de los carbonos, en lugar de tener hidrgenos unidos a ellos, tienen asociadas largas cadenas de polietileno. Esto se llama polietileno ramificado o de baja densidad, o LDPE. Cuando no hay ramificaciones, se llama polietileno lineal, o HDPE. El polietileno lineal es mucho mas fuerte que el polietileno ramificado, pero el ramificado es mas barato y fcil de hacer.

Polmeros termo plsticos y termo estables

Termo plsticosLos termo plsticos hacen referencia al conjunto de materiales que se estn formando por polmeros que se encuentran unidos por fuerzas intermoleculares o fuerzas de van der Waals, formando estructuras lineales o ramificadas.Un material termoplstico lo podemos asemejar a un conjunto de cuerdas enredadas que tenemos encima de una mesa, cuan mayor sea el grado de enredo de las cuerdas mayor ser el esfuerzo que tendremos que realizar para separar las cuerdas unas de otras dado a que el rozamiento que se produce entre cada una de las cuerdas ofrece resistencia a separarlas, en este ejemplo las cuerdas representan a los polmeros, y el rozamiento representa las fuerzas intermoleculares que los mantienen unidos.

Termo estables Los termo estables hacen referencia al conjunto de materiales formados por polmeros unidos mediante enlaces qumicos adquiriendo una estructura final altamente reticulada.La estructura altamente reticulada que poseen los materiales termo estables es la responsable directa de las altas resistencias mecnicas y fsicas que presentan dichos materiales comparados con los materiales termoplsticos y elastmeros. Por el contrario es dicha estructura altamente reticulada la que aporta una baja elasticidad, proporcionando a dichos materiales su caracterstica fragilidad.

Los polmeros naturales existen en la naturaleza como tales. Las biomolculas pueden ser consideradas polmeros naturales. Otro ejemplo es el caucho.

Son aquellos que proceden de los seres vivos. Algunos se conocen desde la antigedad, tales como el algodn, la seda y el caucho. Los polisacridos, las protenas y los cidos nucleicos son polmeros naturales que cumplen funciones biolgicas de extraordinaria importancia en los seres vivos y por eso se llaman biopolmeros.

Los polmeros sintticos son obtenidos industrialmente, haciendo reaccionar al monmero correspondiente. Ejemplos de polmeros sintticos son el polietileno, nylon o poliestireno son aquellos que se obtienen por sntesis ya sea en una industria o en un laboratorio.

Muchos de los materiales que utilizamos estn hechos de polmeros sintticos, es decir, macromolculas creadas artificialmente en un laboratorio o en la industria. El polietileno de los envases plsticos, el poliuretano de las zapatillas y el rayn de una prenda de vestir son polmeros sintticos. Entre los polmeros naturales y sintticos no hay grandes diferencias estructurales, ambos estn formados por monmeros que se repiten a lo largo de toda la cadena.

EFECTOS SOCIOECONOMICOS Y AMBIENTALES DE LA PRODUCCION Y USO DE POLIMEROS EN MEXICO.

La gran cantidad de basura que se tira anualmente en Mxico est creando serios problemas, sobre todo cuando llega el momento de deshacernos de ella.-Si se quema, contamina el aire. -Si se entierra, se contamina el suelo.-Y si se desecha en ros, mares y lagos, el agua tambin se contamina.

Da a da se consumen ms productos que provocan la generacin de ms y ms basura, cada vez existen menos lugares en donde ponerla. Para ayudar a la conservacin de nuestro medio ambiente, podemos empezar por revisar nuestros hbitos de consumo. Al comprar, evita los empaques excesivos, y prefiere los que estn hechos de material reciclado (o reciclable), pregntate si realmente lo necesitas , despus , si lo puedes reutilizar, o bien , reciclar. Lo que compras, comes, cultivas, quemas o tiras, puede establecer la diferencia entre un futuro con un medio ambiente sano, o una destruccin de la naturaleza con rapidez asombrosa. T puedes ser parte de la solucin al problema de la basura al reducir o mezclar (separar) para que esta se pueda reutilizar y reciclar.