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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICOColegio de Ciencias y Humanidades
Plantel Naucalpano Química IVo Grupo 666 Lab. 27bo Turno Vespertinoo Equipo IV
Carbajal Carrasco CelesteMartínez Belman María de JesúsMaya Montes de Oca Liliana MarleneMejia Garrido Lesly SinaiRojas Peral Cyndi Jennifer
Los polímeros son macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.
Clasificación de los polímeros
Se clasifican en naturales y artificiales
Sintéticos Homopolímero - Se le
denomina así al polímero que está formado por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena.
.
Copolímero - Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena
Productos del polietileno
Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales
Recubrimiento de acequias
Envasado automático de alimentos y productos industriales: leche, agua, plásticos, etc.
Base para pañales desechables;Bolsas para suero
Contenedores herméticos domésticos;Bazar
Tubos y pomos: cosméticos, medicamentos y alimentos;Tuberías para riego.
Copolimeros productosSe utiliza comúnmente en aplicaciones:Automotrices: Partes cromadas, partes internas en las
vestiduras e interiores y partes externas pintadas en color carrocería. Para partes no pintadas se usa el ASA.
Jugueteras: Bloques de LEGO, TENTE y Airsoft, piezas plásticas de casi todas las figuras de acción de BANDAI
Electrónicas: Como carcasas de televisores, radios, ordenadores, ratones, impresoras.
Oficina: En grapadoras, carpetas pesadas.
Tipos de CopolimerosExisten cuatro clases de copolímeros, cada una de
las cuales ofrece diferentes propiedades como módulo elástico, tenacidad, viscosidad del
fundido y estabilidad térmica pondremos de ejemplo el caso de a y b esos serán los
monómeros
Cuando los dos monómeros están organizados en un patrón alternativo, se tiene un copolímeros alternativo:
Copolímero alternativo
En un copolímero random (aleatorio), los monómeros están ubicados en cualquier orden:
Copolímero random
En un copolímero block (bloque), cada tipo de monómero está agrupado con los de su misma clase y se unen en sus extremos
con un grupo de los del otro monómero
Copolímero block
Cuando las cadenas de copolímeros B están ancladas a la cadena principal de copolímeros A, tenemos un copolímero graft
(injertado):
Copolímero graft
Polímeros Naturales
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.
Según su forma: Lineales o Ramificados
Los monómeros al unirse pueden dar diferentes formas de polímeros, lo que influye en sus propiedades, por ejemplo, el material blando y moldeable tiene una forma lineal con cadenas unidas por interacciones (fuerzas) débiles.
Los lineales se forman cuando el monómero que lo origina tiene 2 puntos de “ataque” (de unión), de modo que la polimerización ocurre en una sola dirección, pero en ambos sentidos.
Los polímeros ramificados, se forman debido a que, a diferencia del lineal, estos tiene 3 o más puntos de “ataque”, de tal forma que la polimerización ocurre en forma tridimensional.
Un polímero puede ser resistente a la compresión o al estiramiento, es decir, puede soportar golpes sin perder su forma o no estirarse con facilidad, respectivamente. También hay ciertos polímeros que son resistente al impacto, y por tanto no se destruyen al golpearlos.
Resistencia
Durezadureza, un polímero puede ser rígido o flexible. El primer tipo
suelen ser resistentes y casi no sufren deformaciones, pero al no ser duros, se quiebran con facilidad; el segundo tipo, por el contrario, aguantan bastante bien la deformación y no se rompe tan fácilmente como los rígidos.
elongaciónelongación respecta, los polímeros llamados elastómeros pueden
ser estirados entre un 500% y un 1.000% y aun así volver a su longitud original sin haber sufrido rotura alguna. Al fin y al cabo, la elongación es el cambio de forma que sufre un polímero cuando es sometido a tensión; es la capacidad de estiramiento sin que se rompa.
termoplásticos y termoestables:
Los termoplásticos son materiales rígidos a temperatura ambiente, pero se vuelven blandos y moldeables al elevar la temperatura, por lo que se pueden fundir y moldear varias veces, sin que por ello cambie sus propiedades, esto los hace reciclables. Están presentes en el poliestireno, el polietileno; la seda, la lana, el algodón (fibras naturales), el poliéster y la poliamida (fibras sintéticas).
TermoestablesLos termoestables son materiales
rígidos, frágiles y con cierta resistencia térmica. Una vez que son moldeados no se pueden volver a cambiar en la que a forma respecta, porque no se ablandan cuando se calientan, volviéndolos esto no reciclables. Son termoestables porque sus cadenas están interconectadas por medio de ramificaciones que son mas cortas que las cadenas principales.
Grupos funcionales en los monómeros
Los monómeros funcionales en su mayoría son solubles en agua al mismo tiempo y se utilizan para incorporar centros hidrofílicos dentro de polímeros hidrofóbicos a fin de estabilizar las partículas y lograr adherencia y aceptación de pigmentos.
Los grupos funcionales que pueden estar involucrados en este tipo de monómeros son:
1. grupos carboxilos (Ej: Acidos acrílico y metacrílico).
Grupos epoxiGrupos epoxi (Ej:de monómeros tales como glicidil metacrilato).
Usualmente son utilizados para mejorar la resistencia química, la dureza del film, la resistencia química y la resistencia a l calor y a la abrasión.
Derivados de acrilamidaEste tipo de
monómeros es usualmente utilizados en proporciones de 1 a 7% y generan la incorporación de sitios de reticulación dentro de las partículas del látex.
ClorurosCloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son monómeros con sitios electrofílicos que pueden ser reaccionados post-polimerización con nucleófilos tales como aminas, mercaptanos, etc.
Grupos isocianatoGrupos amino (Ej: de monómeros funcionales como
dietilaminoetilmetacrilato)
Grupos sulfonato (Ej:estireno sulfonato de sodio) Grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)
Los monómeros que contienen carboxilos se introducen a menudo para actuar como sitio para las reacciones de reticulación de la post-polimerización, modificación reológica del polímero en dispersión o para realizar la estabilidad coloidal de las partículas de latex. película de latex a un substrato.
Los grupos carboxilos son capaces de formar enlaces hidrógeno y enlaces covalentes y pueden ser reticulados iónicamente. Los ácidos acrílico y metacrílico son los más usualmente utilizados, ambos son muy solubles en agua y presentan una gran tendencia a la autoreticulación.
Abreviatura Nombre Monómero
PE Polietileno CH2 = CH2
PP Polipropileno H2C=CH–CH3
PS Poliestireno
PVC Policloruro de vinilo
PAN Poliacrilonitrilo
PMMA Polimetacrilato de metilo
BUNA Polibutadieno
POM Polióxido de metileno
Polimerización por condensaciónLa polimerización por condensación
exige moléculas distintas, bifuncionales y reactantes, en proporción estequiométrica, con/sin eliminación de subproducto, normalmente agua, durante la polimerización.
Reactantes Polímero
Dioles HOH2C - R - CH2OH Poliésteres
Diácidos HOOC-R'-CO OH -R - CH2- COO - R'-
Diaminas H2N - R - NH2 Poliamidas
Diácidos HOOC-R'-CO OH -R-NHCO-R' -
Dioles HOH2C - R - CH20H Poliuretanos
Diisocianatos OCN - R'- NCO - R - CH2 - NHCOO - R'-
en cadena en etapas
El monómero y las especies propagantes pueden reaccionar entre si.
Cualesquiera de las especies moleculares en el sistema pueden reaccionar entre si.
La polimerización involucra al menos dos procesos cinéticos.
La polimerización tiene solo un proceso cinético.
El monómero se consume progresivamente durante la reacción.
El monómero se consume en un más del 99 % al comienzo de la reacción, dejando el resto para el final.
La velocidad de reacción crece con el tiempo hasta alcanzar un valor máximo, en el que permanece.
La velocidad de reacción es máxima en el comienzo y decrece con el tiempo.
El peso molecular de los polímeros formados al inicio es elevado, y no se altera con el progreso de la reacción.
El peso molecular de los polímeros formados crece lenta y paulatinamente con el progreso de la reacción.
La composición química % del polímero es igual que la del monómero que lo origina.
La composición química % del polímero es diferente del monómero original.
Polimerización en cadena y en etapas
Reacción por poli condensación (por condensación): sucede entre monómeros que tienen dos o más grupos funcionales, formando adicionalmente moléculas de bajo peso molecular como agua u amoníaco .
Policondensación
Polimerizaciones en cadena
La iniciación de una polimerización: en cadena puede ser inducida por calor, por agentes químicos (iniciadores) o por radiación (ultravioleta y rayos ).El calor o la radiación provocan la rotura de los enlaces dobles del monómero (homólisis), que dejan uniones libres (radicales libres) listas para enlazarse con otros monómeros en las mismas.
La polimerización radicalSe refiere a la
polimerización iniciada por iniciador que forma radicales libres. Si el iniciador es un catión la polimerización se denomina catiónica, y si es un anión la polimerización se dice aniónica
polimerización por coordinaciónEl caso de la polimerización por coordinación designa al
hecho que los iniciadores son también catalizadores. Estos compuestos pueden estar constituidos por metales de transición o ser órgano-metálicos, como los de Ziegler-Natta.
Polimerización en etapasLa funcionalidad del monómero determina en las
polimerizaciones en etapas el polímero determina si el polímero sea lineal, ramificado, o con entrecruzamientos.
Los polímeros pueden también sintetizarse por medio de la modificación química sobre otros polímeros. Los grupos químicos de un polímero pueden reaccionar con determinadas sustancias modificándoles sus propiedades.
Técnicas de Polimerización
Las técnicas industriales empleadas en la polimerización de un monómero son:
La polimerización en masa.La polimerización en solución.La polimerización en suspensión.La polimerización en emulsión.La polimerización interfacial.Cada una de estas técnicas tiene condiciones particulares que
dan origen a polímeros con características diferentes
TIPO VENTAJAS DESVENTAJAS
MasaAlto grado de pureza
Requiere equipos sencillos
Control de temperatura difícilDistribución de peso molecular
ancha
SoluciónControl de temperatura fácil
La disolución polimérica formada puede ser utilizada directamente
El disolvente causa reducción en el peso molecular y en la velocidad de
reacciónDificultades en la extracción del
disolvente
EmulsiónPolimerización rápida
Obtención de polímeros con alto peso molecular
Fácil control de la temperaturaContaminación del polímero con agentes emulsionantes y agua
SuspensiónControl de temperatura fácil
Obtención del polímero en forma de perlas
Contaminación del polímero con agentes estabilizadores y agua
Requiere agitación continua
Polimerización Interfacial
El polímero se forma en esta interfase, luego se remueve a fin de permitir la continuidad de la polimerización. Este método es limitado a un pequeño número de polimerizaciones en etapas, debido a las condiciones de reacción necesarias.
Procesos de Polimerización
Polimerización de AdiciónEn esta clase de polimerización los polímeros son sintetizados
por la adición de monómeros insaturados a la cadena creciente. Un monómero insaturado es aquel que tiene un enlace covalente, o doble, entre sus átomos, estos enlaces covalentes son bastante reactivos y al ser eliminados permiten que el monómero se pueda acoplar con otros monómeros insaturados.
Polimerización de CondensaciónA diferencia de la polimerización de adición, en la polimerización de condensación algunos átomos del
monómero no son incluidos en el polímero resultante, por lo que se produce una pequeña molécula como
residuo. Usualmente agua o gas de ácido clorhídrico (HCl).
Propiedades de los Polímeros
Los polímeros pueden clasificarse de
diferentes maneras, y a su vez, pueden
subdividirse en otras.
Propiedades físicas de los polímeros
Las propiedades físicas de estas moléculas difieren bastante de las propiedades van a estar influenciadas por la estructura interna, presencia de fuerzas intermoleculares, etc
Estructura es generalmente amorfa. Notable plasticidad.
Elasticidad y resistencia mecánica, alta resistividad eléctrica.
Poco reactivos ante ácidos y bases. Duros y resistentes que se utilizan en
construcción.
Polímero Lineal:
Un polímero lineal es una molécula en la cual los átomos se arreglan más o menos en una cadena larga
No todos los polímeros son lineales. Existen cadenas unidas, cuya longitud es compatible. Denominados polímeros ramificados
Polímeros ramificados
Los polímeros ramificados se caracterizan por poseer enlaces
en cadenas laterales que a su vez están enlazadas a otras
cadenas. Estos enlaces proporcionan mayor capacidad
al polímero, en general es termofijo.
POLÍMEROS DE ALTA Y BAJA DENSIDAD
Una molécula de polietileno es una cadena larga de átomos de carbono, con dos de hidrógeno
unidos a casa átomo de carbono
A veces los carbonos, en lugar de tener hidrógenos unidos a ellos, tiene
asociadas largas cadenas de polietileno. A esto se le llama
polietileno ramificado o de baja intensidad .
Cuando no hay ramificaciones, se le llama polietileno lineal, siendo este mucho más fuerte, por lo que el ramificado es más barato y más fácil de hacer.
Polímeros naturales y sintéticos
La diferencia es que uno es echo por el hombre y el otro no , por ejemplo, un polímero natural es la proteína , sus monómeros son aminoácidos , otro polimero natural es el ADN sus monómeros son nucleótidos.
Polímeros sintéticos son por ejemplo, el polietileno cuyo monómero es etileno o simplemente una botella, una alfombra,etc...
Efectos socioeconómicos y ambientales de la producción de polímeros en México
Los polímeros naturales como el almidón y la celulosa son materiales de alta disponibilidad en la naturaleza, de fácil degradación en agua, dióxido de carbono, en comparación con los polímeros sintéticos como los plásticos que resultan de muy difícil degradación a pesar delos bajos costos de producción
Polímeros sintéticos convencionales se fabrican a partir de los derivados del petróleo, por lo que se van acumulando grandes cantidades de contaminantes difíciles de degradar y por generar sustancias toxicas afectando de manera notable el ambiente, lo que resulta más costoso para eliminar.
Debido a estos problemas de contaminación se han venido desarrollando diversos polímeros biodegradables, que ofrecen una serie de ventajas ya que estos son degradados a compuestos como el agua y el dióxido de carbono que no dañan al ambiente. Se clasifican en cuatro grupos: naturales como:
A)las proteínas B)el almidón C) la celulosa D) biopolímeros
Los problemas ambientales que se pueden producir por el consumo de plásticos no reciclables que se desechan como basura al ambiente, van desde la recolección, traslado a la planta transformadora y la disposición final, por ejemplo en la actualidad la mayoría de las empresas embotelladoras utilizan envases no retornables en lugar de los retornables alterando el ambiente
Por lo tanto es recomendable para solucionar este problema que al comprarlos verificar que presenten el código de identificación para su clasificación y reciclado de acuerdo al material del envase.
Fuenteshttp://
www.losadhesivos.com/definicion-de-polimero.htmlhttp://www.pslc.ws/spanish/copoly.htmhttp://
www.quidelta.com.mx/Productos-Servicios/Familias/Monomeros
http://www.textoscientificos.com/polimeros/fabricacion-polimeros-sinteticos
http://docencia.udea.edu.co/ingenieria/moldes_inyeccion/unidad_1/polimerizacion.html
http://www.fjrtampico.edu.mx/pizarron/archivos/23e11d726d31bc3f38c6_2.pdf
http://www.cch-naucalpan.unam.mx/guias/quimica/quimica_4.pdf
