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Polímeros sintéticos - xente.mundo-r.com · Polímeros sintéticos 1. ¿Qué son los polímeros? 2. Clasificación según su composición 3. Clasificación por su origen 4. Clasificación

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Text of Polímeros sintéticos - xente.mundo-r.com · Polímeros sintéticos 1. ¿Qué son los polímeros?...

  • Polmeros sintticos1. Qu son los polmeros?2. Clasificacin segn su composicin3. Clasificacin por su origen4. Clasificacin segn su estructura5. Clasificacin por su comportamiento frente al calor6. Clasificacin segn la reaccin de polimerizacin:

    a) Por reaccin en cadena (o adicin)b) Por crecimiento en pasos (o condensacin)

    7. Propiedades fsicas generales de los polmeros8. Usos de los polmeros a) Polmeros de adicin b) Polmeros de condensacin9. Breve historia de los polmeros10.Bibliografa

    Pedro L. Rodrguez Porca. 2010-16

    file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%202file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%203file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%204file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%205file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%206file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%207file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%208file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%209file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%2010file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%2011file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%2012file:///D:/OneDrive/Dropbox/2-BACH-QUIMICA/Presentaciones/%23Slide%2013

  • 1. Qu son los polmeros?

    Polmeros: del griego Polys (muchos) + meros (parte)

    Molcula muy grande (macromolcula) constituda por la unin

    repetida de muchas unidades moleculares pequeas (monmeros), generalmente orgnicas, unidas entre si por enlaces covalentes y que se form por reacciones de polimerizacin.

    monmeros de etileno Polietileno (PE)

    La unidad estructural que se repite a lo largo de la cadena polimrica se denomina unidad repetitiva.

  • 2. Clasificacin segn su composicina) Homopolmeros: Formados a partir de un solo tipo de monmero.

    b) Heteropolmeros: Formados por dos o ms monmeros distintos. Cuando estn formados solo por dos tipos de monmeros, reciben el nombre de copolmeros.

    Metacrilato de metilo Polimetacrilato(Plexigls)

    Ejemplo con 2 monmeros: Unidades repetitivas:

    Metacrilato de metilo Estireno

    Estas unidades repetitivas pueden distribuirse de distinta manera a lo largo de la cadena del polmero:

    Al azar: ABBABAABA... Alternada: ABABAB... En bloque: AABBBAABBB... Etc.

  • 3. Clasificacin por su origena) Polmeros naturales: Polisacridos, protenas, cidos nucleicos, caucho, lignina, etc.

    b) Polmeros semisintticos: Se obtienen por transformacin de polmeros naturales. Ejemplo: caucho vulcanizado, etc.

    c) Polmeros sintticos: Se obtienen industrialmente. Ejemplos: nailon, poliestireno, PVC, polietileno, etc.

    Celulosa, a basede glucosa

    Enlaces peptdicos en una protena

    Nucletido, la basedel cido nucleico

    PolisterPolietileno (PE) Policloruro de vinilo

    PVC

  • 4. Clasificacin segn su estructuraa) Lineales: Formados por monmeros difuncionales. Ejemplos: Polietileno, poliestireno,

    kvlar.

    b) Ramificados: Formados por monmeros trifuncionales. Ejemplo: Poliestireno (PS).

    c) Entrecruzados: Cadenas lineales adyacentes unidas linealmente con enlaces covalentes. Ejemplo: Caucho.

    d) Reticulados: Con cadenas ramificadas entrelazadas en las tres direcciones del espacio. Ejemplo: Epoxi.

    HOOC COOH H2N NH2O N

    O

    H

    N

    H+

    cido 1,4-bencenodioicocido tereftlico

    1,4-diamino benceno Kvlar

    b) c) d)

  • 5. Clasificacin por su comportamiento frente al calor

    a) Termoplsticos: Despus de ablandarse o fundirse por calentamiento, recuperan sus propiedades originales al enfriarse.

    En general son polmeros lineales, con bajas Tf y solubles en disolventes orgnicos.

    Ejemplos: derivados polietilnicos, poliamidas (o nailon), sedas artificiales, celofn, etc.

    b) Termoestables: Despus del calentamiento se convierten en slidos ms rgidos que los polmeros originales.

    Este comportamiento se debe a que con el calor se forman nuevos entrecruzamientos que provocan una mayor resistencia a la fusin.

    Suelen ser insolubles en disolventes orgnicos y se descomponen a altas temperaturas.

    Ejemplos: baquelita, ebonita, etc.

    Nailon

    Baquelita

  • 6. Clasificacin segn la reaccin de polimerizacin (1) a) Por reaccin en cadena (o adicin)

    A partir del monmero (generalmente vinlico) se genera un reactivo (radical o ion) que se adiciona a la insaturacin del monmero, prosiguiendo a travs de una reaccin en cadena.Como otras reacciones radiclicas, transcurren en tres etapas. As, para la adicin vinlica:Iniciacin (a partir de, por ejemplo, un perxido):

    Propagacin:

    Terminacin (por acoplamiento, por ejemplo):

    C

    O

    OR O C R

    O

    2 R + 2 CO2

    +R C CH

    H

    H

    RR C

    H

    H

    C

    H

    R

    C CH

    H

    H

    R R C

    H

    H

    C

    H

    R

    C

    H

    H

    C

    H

    R

    . . .

    C CR

    H

    H

    H

    R

    + C C

    H

    R

    H

    H

    R C CR

    H

    H

    H

    R

    C C

    H

    R

    H

    H

    R

    Polimerizacin vinlica

    Monmero R Polmero

    Etileno H Polietileno (PE)

    Estireno Ph Poliestireno (PS)

    Cloruro de vinilo

    Cl Plicloruro de vinilo (PVC)

    Propileno CH3

    Polipropileno (PP)

    Acrilonitrilo CN Poliacrilonitrilo

    Acetato de vinilo

    OCOCH3

    Acetato de polivinilo

    (no existe) OH Alcohol polivinlico

    C CH

    H

    H

    R

    Otros polmeros de adicin:

    Tefln n CF2=CF

    2 (CF

    2CF

    2)

    n

    CauchosSintticos (elastmeros)

    Policloropropeno (neopreno)

    H2C C CHCH2

    Cl

    H2C C C

    H

    H2C

    Cl

    . . . . . .n

  • 6. Clasificacin segn la reaccin de polimerizacin (2) b) Por crecimiento en pasos (o condensacin)Se produce por reaccin entre dos monmeros diferentes, cada uno de ellos con dos grupos funcionales, uno en cada extremo de la molcula. La unin entre los monmeros supone la eliminacin de una molcula pequea, normalmente agua.La reaccin transcurre en varias etapas, y los polmeros que se forman son ms pequeos que los de adicin. Son adems, heteropolmeros.Formacin de poliamidas (nailon 6,6, kvlar, etc):

    Formacin de polisteres (PET, baquelita, etc):

    Otros polmeros de condensacin: Poliuretanos, policarbonatos, resinas epoxi, siliconas,etc.

    NH

    H

    (CH2)6 N

    H

    H HOOC (CH2)4 COOH+HN (CH2)6

    HN OC (CH2)4 CO + H2O

    dicido poliamida (nailon 6,6)diamina

    HOOC + N N

    H

    O

    OH H COC N

    H

    O

    NH + H2OH

    H

    cido 1,4-bencenodioicocido tereftlico 1,4-diaminobenceno kvlar

    HOOC +

    O

    OH

    cido 1,4-bencenodioicocido tereftlico

    HOH2C

    H2C OH OC

    O

    OH2C

    H2C O + H2O

    1,2-etanodioletilenglicol

    politereftalato de etilenopolister (PET)

    Siliconas: Tienen naturaleza inorgnica (esqueleto de tomos de Si unidos entre s por puentes de O) y naturaleza orgnica (radicales con C)

    Si O

    R

    R

    Si

    R

    R

    O

  • 7. Propiedades fsicas generales de los polmeros Las propiedades fsicas de estas molculas difieren bastante de las propiedades de los

    monmeros que las constituyen.

    Las propiedades van a estar influenciadas por la estructura interna, presencia de fuerzas intermoleculares, etc.

    Al ser molculas grandes, la estructura es generalmente amorfa.

    Notable plasticidad, elasticidad y resistencia mecnica. Alta resistividad elctrica. Poco reactivos ante cidos y bases. Unos son tan duros y resistentes que se utilizan en construccin: PVC, baquelita, etc. Otros pueden ser muy flexibles (polietileno), elsticos (caucho), resistentes a la tensin

    (nailon), muy inertes (tefln), etc.N Abreviatura Polmero1 PET Polietilentereftalato2 PEAD/HPDE Polietileno de alta densidad3 PVC Policloruro de vinilo4 PEBD/LDPE Polietileno de baja densidad5 PP Polipropileno6 PS Poliestireno

    En la base de los recipientes de plstico existe un smbolo de reciclar con un n. en su interior que indica el material con el que est hecho. Cuanto ms bajo sea ese n., ms fcil es su reciclado.

  • 8. Usos de los polmeros (1) a) Polmeros de adicin

    Polietileno (PE): Termoplstico, aislante trmico, inerte qumicamente. Tuberas, persianas, bolsas, botellas, vasos, film transparente, etc.

    Polipropileno (PP): Reciclable, verstil, transpirable. Alfombras, juguetes, prendas trmicas, salpicaderos, etc.

    Policloruro de vinilo (PVC): Termoplstico, duro y resistente, aislante, no biodegradable. Tuberas, platos, envases, discos, impermeables, etc.

    Poliestireno (PS): Termoplstico, duro, aislante. Juguetes, envases, aislante, etc.

    Politetrafluoretileno (PTFE = Tefln): No se oxida, insoluble, no reacciona con cidos o bases. Industria, fontanera, medicina, etc.

    Caucho sinttico (elastmeros): Elsticos. Neumticos, prendas acuticas, etc.

  • 8. Usos de los polmeros (2) b) Polmeros de condensacin

    Nailon 6,6 (una poliamida): Resistencia a la rotura, no arde, no atacado por polillas, no encoge ni necesita plancha. Fibras textiles.

    Kvlar (una poliamida): Ms fuerte que el acero, flexible y ligero, no biodegradable, gran resistencia qumica, resistente al fuego. Industria textil, paracadas, blindajes aviones, raquetas tenis, trajes espaciales, etc.

    Polietilentereftalato (PET, nombre comercial: dracn; un polister): No se arruga, termoplstico. Envasado alimentos, medicamentos, etc.

    Poliuretanos: Fibras elsticas tipo Lycra, colchones, etc.

    Baquelita: Insoluble en agua, resistente a los cidos y al calor, termoestable. Enchufes, mangos utensilios cocina, telfonos color negro, etc.

    Policarbonatos: Cristales de seguridad.

    Resinas epoxi: Pavimentos, pinturas, etc.

    Siliconas: Naturaleza inorgnica (Si) y orgnica (radicales alquilos o railos) a la vez. Inodoras, incoloras, inertes, inmiscibles con el agua. Lubricantes, adhesivos, aplicaciones mdicas, etc.

  • 9. Breve historia de los polmeros Los polmeros naturales, lana, seda, celulosa, etc., se han empleado y han tenido mucha

    importancia a lo largo de la historia. 1839. Charles Goodyear (USA), de forma accidental, realiza el vulcanizado del caucho.

    Mont un negocio de maquinaria que fracas. El comprador fund la compaa Goodyear. 1844. Louis Chardonnet (FRA) obtiene la primera fibra artificial a partir de la celulosa, de

    tacto similar a la seda y que se denomin ms tarde rayn debido a su aspecto brillante. 1869. John Hyatt (USA) obtuvo el primer polmero sinttico: el celuloide, a partir de fibra de

    celulosa. 1909. Leo H. Baekeland (BEL) obtiene el primer polmero totalmente sinttico: la baquelita. 1914. Durante la 1 Guerra Mundial se empieza a producir caucho sinttico debido a las

    dificultades que tenan los ejrcitos para el suministro del caucho natural. 1926. Hermann Staudinger (ALE) expone su hiptesis de que los polmeros son largas

    cadenas de unidades pequeas unidas por enlaces covalentes, que fue aceptada a partir de 1930, por la que recibi el Premio Nobel en 1953.

    1938. El investigador R.J. Plunkett, de la compaa Du Pont, sintetiza el tefln. 2 Guerra Mundial: EEUU pide a sus mujeres que donen sus medias de nailon para

    utilizarlas en la fabricacin de paracadas. 1950-1960: Karl Ziegler (ALE) y Giulio Natta (ITA) desarrollan catalizadores heterogneos

    para producir polmeros por adicin. Compartieron Premio Nobel en 1963. Aos 1990. Las botellas de PVC fueron sustituidas por PET, con propiedades ms

    adecuadas para conservar alimentos y es ms fcil de reciclar.

  • 10. Bibliografa

    ALLINGER, N. y otros. (1978). Qumica orgnica. Edit. Revert S.A., Madrid. GUARDIA, C. y otros. (2009). Qumica 2 Bachillerato. Edit. Santillana. Madrid. MAIER, M. POLMEROS (Consultado en mayo 2010). RODRGUEZ, . y otros. (2007). Qumica 2 Bachillerato. Edit. McGraw-Hill. Madrid. Wikipedia

    http://www.google.es/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=2&ved=0CBoQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.detextiles.com%2Ffiles%2FESTRUCTURA%2520DE%2520LOS%2520POLIMEROS.pdf&ei=vVPqS8rOMYGFOKDmyYoL&usg=AFQjCNHo4rloWw_6yZN5V2Xyy3W3mVq5_Ahttp://es.wikipedia.org/

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