Polímeros Un polímero es un compuesto químico cuyas moléculas están formadas por cadenas en las que se repite una unidad básica. Esta unidad que se repite se denomina monómero.

Vamos a explicar el concepto de polímero, qué tipos hay, cómo se forman y cuáles son sus propiedades más importantes.

¿Qué son los polímeros?

Los polímeros se definen como macromoléculas que se obtienen por la unión de una o más moléculas pequeñas repetidas a lo largo de una cadena. La unidad que se repite en el polímero es el monómero y la reacción por la que se forman es la reacción de polimerización.

La unión repetitiva de etileno da lugar al polietileno Los polímeros pueden ser inorgánicos, por ejemplo el vidrio, pero la mayoría de polímeros de interés industrial son compuestos orgánicos formados por hidrocarburo asociados a diferentes elementos, es decir, moléculas formadas por cadenas de átomos de carbono a los que se unen otros elementos.

Propiedades generales de los polímeros Cada polímero tiene unas propiedades determinadas. Conociendo las propiedades requeridas de un material para un uso en particular, puede escogerse un polímero u otro, incluso puede diseñarse la síntesis en laboratorio de un nuevo polímero buscando dichas propiedades específicas.

Es común asociar a los polímeros con propiedades elásticas pero en realidad las propiedades de los polímeros son muchos más amplias y no todos los polímeros presentan elasticidad.

Además, en función del uso final se elegirá un polímero en concreto atendiendo a sus propiedades. Entre las propiedades más buscadas de los polímeros destacan:

Elasticidad Reflectante Resistencia Dureza Fragilidad Opacidad, transparencia o translucidez Maleabilidad Aislante Otras características y propiedades

Clasificación Un mito común relacionado con los polímeros es su asociación a la química de laboratorio pero esto no es real. Existen innumerables polímeros naturales, por ejemplo, muchas proteínas son polímeros formados por cadenas de aminoácidos.

Otro ejemplo de polímero natural es el caucho, un material utilizado desde hace miles de años y formado por polimerización natural.

Por supuesto, la química moderna ha hecho posible sintetizar de forma artificial en laboratorio muchos polímeros para satisfacer necesidades concretas, por ejemplo el teflón.

En la actualidad existen muchísimos polímeros que se clasifican en función de diferentes criterios.

En función de su origen:

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

Los polímeros artificiales han sido obtenidos mediante la transformación de un polímero natural. El caucho vulcanizado, componente de las llantas, es un ejemplo: se produce al hacer reaccionar caucho con azufre, a altas temperaturas.

Los polímeros sintéticos son obtenidos industrialmente, haciendo reaccionar al monómero correspondiente. Ejemplos de polímeros sintéticos son el polietileno, nylon o poliestireno (Tecnoport).

En función del número de monómeros:

Homopolímeros: cadenas de polímero formadas por monómeros idénticos.

Copolímeros: cadenas de polímero formadas por dos o más unidades químicamente

diferentes que se repiten y que pueden estar en distintas secuencias (aleatoria, alterna, en bloque, injertadas…).

En función de las propiedades del polímero, se pueden distinguir tres tipos generales de polímeros:

Termoplásticos: polímeros que al calentarlos se funden y al enfriarse adoptan su forma y recuperan sus propiedades iniciales (proceso que puede repetirse un cierto número de veces). Suelen estar formados por polímeros lineales: polietileno, polipropileno, poliamida, PVC o ABS.

Termoestables: polímeros que una vez que han adoptado su forma, no pueden ser moldeados de nuevo por calentamiento. Esto se debe a que en el proceso de formación se forman estructuras reticulares que restringen su fluidez e impiden su fundido, por lo que la aplicación de calor sólo provocaría su descomposición. Es el caso de los poliésteres o las resinas epoxídicas.

Elastómeros: polímeros que recuperan la forma original después de estar sometidos a una tensión o estiramiento, como el caucho el poliuretano.

Según su estructura:

Polímeros lineales: formados por la unión regular de monómeros en una única cadena.

Polímeros ramificados: formados por monómeros con varios sitios de enlace que

pueden dar lugar a ramificaciones en la molécula.

Polímeros entrecruzados: formados por cadenas que establecen enlaces entre sí en una estructura bidimensional.

Polímeros reticulares: formados por redes tridimensionales de cadenas poliméricas conectadas entre sí.

Polimerización Un polímero está formado por la unión repetida de moléculas un mismo monómero para formar una cadena larga. La unión de estos monómeros es el proceso de polimerización. Existen varios métodos de polimerización: polimerización de crecimiento en cadena y polimerización por crecimiento en etapas.

Polimerización de crecimiento en cadena: los monómeros se unen a la cadena de uno en uno. Así, se pasa de monómero a dímero (dos monómeros unidos), luego a trímeros, luego a tetrámeros, etc.

Polimerización de crecimiento en etapas: en este caso la formación del polímero es similar al anterior método pero los monómeros pueden unirse de formas diferentes. Por ejemplo, un dímero se podría unir a otro dímero para formar un tetrámero. En otras palabras, es posible la unión de oligómeros (cadenas cortas de monómeros) entre sí y con otros monómeros. Incluso una cadena larga en formación puede reaccionar con otra cadena larga para formar una cadena aún más larga. El proceso de polimerización es mucho más rápido pues en la polimerización de crecimiento en cadena únicamente un monómero puede reaccionar con una cadena en formación para que vaya creciendo. Elegir un método u otro dependerá de las características físico-químicas de las moléculas y de la tecnología disponible.

Además, la polimerización puede ser:

Por adición: una polimerización será por adición si el monómero no pierde ningún átomo cuándo se une a la cadena en formación. Es decir, la composición del polímero es igual a la suma de la composición de cada uno de los monómeros, de ahí el nombre de adición. Como resultado de la reacción de polimerización por adición no se generan subproductos.

Por condensación: si en el proceso de polimeración el monómero pierde átomos respecto a su estado anterior. Para que el monómero se una a la cadena es frecuente que tenga que perder algunos átomos, por lo general en forma de pequeñas moléculas como puede ser H2O. Se genera, por tanto, subproductos de la reacción y el polímero resultante no tiene una composición igual a la suma de la composición de los monómeros.

Por lo general, las características moleculares de la cadena de polímero suelen trasladarse a las características macro. Por ejemplo, si las moléculas de la cadena presentan elasticidad, es muy probable que el polímero resultante tenga propiedades elásticas. De igual modo, si los monómeros se unen entre sí mediante enlaces muy fuertes será de esperar que el polímero sea bastante resistente.

La polimerización es en la práctica un proceso que puede ser muy complejo y se escapa a la profundidad de este artículo qué solo pretende explicar qué es un polímero.

Ejemplo de polimerización:

Polimerización del poliestireno

Polímeros con enlaces cruzados

Esquema de un polímero ramificado La mayoría de polímeros no presentan enlaces cruzados entre cadenas salvo interacciones moleculares no covalentes (no hay unión átomo-átomo entre distintas cadenas de polímero).

Esto significa que las cadenas de polímero pueden ser separadas y ser utilizadas de nuevo, lo que hace posible que se puedan reciclar con cierta facilidad.

Por ejemplo, las típicas botellas de plástico de refresco se funden y se puede utilizar para fabricar nuevas botellas o para fabricar cualquier otro producto en el que se necesite este plástico, y tan sólo se necesita aplicar un poco de calor. A estos plásticos se les conocen comúnmente como termoplásticos ya que su plasticidad aumenta notablemente con un poco de calor.

Los polímeros con enlaces cruzados presentan enlaces covalentes entre distintas cadenas de polímero y son difíciles de volver a formar una vez que se hayan roto.

Como desventaja es evidente que no se pueden reutilizar con tanta facilidad pero presentan algunas propiedades que pueden ser requeridas para ciertos fines.

Por ejemplo, los polímeros con enlaces cruzados suelen presentar mayor dureza y rigidez así como una mayor resistencia a la temperatura. Por ejemplo, los termoplásticos son polímeros con enlaces cruzados.

Ejemplos de polímeros En la vida diaria de cualquier persona están presentes multitud de polímeros. Si no te lo crees lee estos nombres, seguro que muchos te suenan:

Polipropileno (PP): se usa en muchos tejidos como tapicerías y alfombras. Polietileno de baja densidad (LDPE): el típico plástico de las bolsas para comida Polietileno de alta densidad (HDPE): lo puedes encontrar, entre otros, en botellas

rígidas, como las botellas de muchos productos de limpieza domésticos, o en muchos muñecos de plástico.

Cloruro de polivinilo (PVC): con sus siglas PVC seguro que ya sabes dónde encontrarlo en tu casa, por ejemplo en tuberías.

Poliestireno (PS): se utiliza en muchos utensilios y productos domésticos y puede que el más conocido sea la espuma de poliestireno, las típicas bolitas blancas utilizadas para amortiguar golpes dentro de cajas de transporte.

Politetrafluoretileno (PTFE, Teflón®): recubre nuestras sartenes antiadherentes, entre otros.

Polimetilmetacrilato (PMMA, Plexiglas®): un material plástico completamente transparente, muy utilizado en productos de decoración, en mamparas o en claraboyas.

Acetato de polivinilo (PVAc): base de multitud de productos de droguería como pinturas y pegamentos.

Policloropreno (Neopreno®)

Clasificación Características Ejemplos

origen Natural

Artificial

Sintético

Propiedades

Numero de monómero

Estructura

Resinas

¿Qué son las resinas?

Para conocer las resinas, tipos de resinas y sus aplicaciones primero debemos conocer que

una resina en sí se refiere a cualquier resina natural modificada de manera química, o

también asintéticos polimerizados de forma física y similar a la natural.

En estas últimas resinas, tipos de resinas están incluidos los materiales termoplásticos

como polivinilo, poliestireno y polietileno y los termorrígidos como poliésteres, epóxidos y

siliconas, los cuales son usados con los estabilizadores, pigmentos y otros elementos para

crear plásticos.

Por tanto, es posible considerar como resina a las sustancias orgánicas que segregan

muchas plantas, principalmente los árboles tipo conífera. Estos pasan por un proceso de

polimerización o secado generando productos sólidos. Es común ver en un estado más

líquido estas resinas en los troncos de los árboles, pero no tardan mucho en hacerse sólidas.

¿Cuáles son las propiedades y aplicaciones de las

resinas?

A continuación colocaremos un listado de resinas, tipos de resinas, así como sus

aplicaciones y propiedades. Esta lista no tiene un orden de importancia en especial.

Fenólicas Propiedades:

Poseen una fuerza considerable, son estables a entornos de calor y tienen buena resistencia

a impactos. Además manejan una gran resistencia a la corrosión generada por químicos y a

la penetración de humedad y maquinabilidad.

Aplicaciones:

Útil para la impregnación de resinas

Se usa en el revestimiento de freno

De utilidad para procesos de laminado

Empleada en adhesivos para cemento

Al igual se usa en adhesivos aglomerados

Ideal para la creación de moldes

Poliéster Propiedades:

Entre las resinas, tipos de resinas y demás, el poliéster es famoso al menos en nombre a

comparación de otros materiales. Éste tiene gran flexibilidad en los procesos en los que se

utilice, ello gracias a su estupenda resistencia al calor, químicos y llama. Además tienen un

costo accesible y muy buenas propiedades mecánicas y eléctricas.

Aplicaciones:

Es empleado en la industria de la construcción

Sirve para los procesos de laminado

Eficaz para la auto reparación de masillas

Es un material que se usa en los esquís para nieve

Utilizado en las cañas de pescar

Útil para diversos componentes en los aviones y barcos

Cuenta con gran eficacia para recubrimientos

Empleado en gran escala en los accesorios decorativos

Muchas botellas se hacen con ayuda de este material

Epóxicas o Epóxidas Propiedades:

Tienen una estupenda resistencia química, excelentes propiedades de adhesión, así como

buenas características eléctricas y alta resistencia al calor.

Aplicaciones:

Se usan en laminados

Útiles para los adhesivos

Gran presencia en pisos

Empleados en forros

Destacan por su uso en hélices

Aminas Propiedades:

Las resinas generadas a partir de aminas presentan buena resistencia al calor, a solventes y

químicos, así como al descoloramiento. También cuentan con una dureza superficial muy

importante.

Aplicaciones:

Se utilizan en compuestos de moldeo

Son útiles para adhesivos

Sirven en la generación de resinas de laminado

De utilidad en el recubrimiento de papel

Empleadas en el tratamiento de textiles

Usadas para generación de madera laminada

Empleadas en estructuras de decoración

Policarbonatos Propiedades:

Este material tiene índice de refracción alto, así como estupendas propiedades químicas,

eléctricas y térmicas. Tiene gran estabilidad dimensional, cuenta con resistencia al

manchado y a la filtración. Se caracteriza por ser transparente.

Aplicaciones:

Es útil para el reemplazo de metales

Se usa en cascos de seguridad

Empleado en diversos tipos de lentes

Útil en los componentes eléctricos

Es utilizado en la película fotográfica.

Eficaz para los aisladores

Poliamidas Propiedades: Se caracteriza por contar con un moldeo sencillo, el cual genera productos fuertes, resistentes y ligeros. Además tiene buena resistencia a la abrasión, un bajo coeficiente de fricción y adecuada resistencia química. Aplicaciones:

Usado en cojinetes no lubricados Está presente en diversas fibras Sirve para los engranes Es útil para la generación de neumáticos Empleado en correas de reloj Material eficiente para diversos empaquetados Por sus características se usa en diversos tipos de botellas

Celulósicos Propiedades: Es conocido por su magnífica dureza, gran resistencia al impacto, baja conductividad térmica, y gran superficie lustre.

Se usan en acabados de papel y textiles Empleados para los agentes espesantes Se encuentra en las tapas magnéticas También es de utilidad para diversos sistemas de empaquetado Se emplean en tubos

Cloruro de polivinilo Propiedades: Tiene excelentes características físicas, gran resistencia química, es sencillo de procesar. Resalta por sus costos relativamente bajos y la capacidad que tiene de mezclarse con más resinas. Aplicaciones:

Se utiliza en tubos y tuberías de producción Es empleado en adhesivos De gran utilidad en paneles de construcción Se usa en grandes cantidades para los zapatos Útil para la generación de impermeables

Fluorocarbonos Propiedades:

Tienen un bajo coeficiente de fricción, así como una permeabilidad y absorción de

humedad. Resaltan por su magnífica inercia química y baja fuerza dieléctrica.

Aplicaciones:

Son de utilidad para el aislamiento eléctrico

Se emplean en sellos mecánicos

Utilizados para empaquetados

Usados para el revestimiento de equipos químicos

Se utilizan en cojinetes

Destacan en las aplicaciones criogénicas

Siliconas Propiedades:

Cuentan con una buena estabilidad térmica y oxidativa. Son flexibles, y tienen

estupendaspropiedades eléctricas, principalmente por la inercia que manejan.

Aplicaciones:

Son de gran utilidad en hules

Se usan en grandes cantidades en diversos laminados

Útiles para las resinas encapsuladas

Funcionan como agentes antiespumantes

Son buenos para diferentes aplicaciones que requieran resistencia al agua

Polietileno Propiedades:

Entre las resinas, tipos de resinas destaca por su alta resistencia química. También tiene un

bajo factor de potencia, lo que repercute en una pobre fuerza mecánica. Sin embargo

maneja una estupenda resistencia al vapor y a la humedad, de modo que tiene un extenso

grado de flexibilidad.

Aplicaciones:

Se usa para empaques con láminas y películas

De gran utilidad en contenedores

Es usado en aislamientos, especialmente en el alambre de los cables

Es de utilidad en recubrimientos

Se usa en diversos juguetes

Bueno para creación de moldes

Usado en forros

Se encuentra en una gran variedad de tubos

Polipropileno Propiedades:

Es incoloro e sinsabor, tiene una baja densidad y una estupenda resistencia térmica, incluso

se podría decir que es “irrompible”. Asimismo maneja una gran resistencia química y muy

buenas propiedades eléctricas.

Aplicaciones:

Su uso destaca en la esterilización de equipo médico

Se emplea en diversos juguetes

Es utilizado en una amplia gama de componentes electrónicos

Usado en tuberías de producción

Empleado en distintas fibras y filamentos

Utilizado en varios recubrimientos

Polibutileno Propiedades:

Destaca por su dureza, su resistencia química y a los abrasivos. Cabe señalar que tiene una

mejor resistencia al calor que el polietileno.

Aplicaciones:

Se usa en tubos y tubería de producción

Si se utiliza en una mezcla garantiza fuerza y dureza

Acrílicos Propiedades:

Tiene una claridad similar a la del cristal, además de una gran resistencia a la tensión,

impactos y a la exposición ultravioleta.

Aplicaciones:

Son usados en tableros estructurales y decorativos

Útiles para los adhesivos

Se emplean para los elastómeros

Buenos para los recubrimientos

Usados en azulejos translúcidos

Poliestireno Propiedades:

Tienen un bajo costo de producción por la facilidad de ésta. Son resistentes a los ácidos,

álcalis, sales. Se vuelve blando con hidrocarburos, y cuenta con una gran claridad y

flexibilidad.

Aplicaciones:

Es de utilidad para el aislamiento

Utilizado en una gran variedad de tubos

Útil para espumas

Destaca por su uso en torres de enfriamiento

Bueno para los hules

Se emplea en instrumentos y tableros automotrices

Furanos Propiedades:

Posee gran resistencia a los ácidos y bases, además de tener buenas propiedades de

adhesión.

Aplicaciones

Se usa en los procesos de laminados

De utilidad para recubrimientos

Usados en volantes abrasivos

Poliéter Propiedades:

Encontrarse en soldadura de costura y máquina para rellenar cualquier clase, forma o

tamaño de la estructura.

Aplicaciones:

Es de gran utilidad en recubrimientos

Se usa en válvulas

Usado en diferentes engranes de bombas

Es utilizado en piezas del medidor de agua

Se encuentra en la superficie de cojinete

Poliamidas Propiedades:

Pueden soportar altas temperaturas.

Aplicaciones:

Útil en piezas de moldeo

Se usa en diversas películas

Utilizadas en resinas laminadas que pueden llegar a estar a temperaturas que

rebasan los180°C

Alquídicas Propiedades:

Resistencia a la electricidad y entornos térmicos. Tienen versatilidad en la flexibilidad y

rigidez así como una buena resistencia química.

Aplicaciones:

Útiles para el aislamiento eléctrico

Se usan en componentes electrónicos

Empleadas en masillas Putty

Se encuentran en las pinturas