POLIMERIZACIÓN

Ma. Guadalupe Rodríguez MarthellAngel Alberto García Guerrero

Leonardo García Lamas3° C

Introducción

Una estructura lógica usada para sintetizar y analizar los diagramas

de flujo en las industrias químicas, en las cuales el concepto

básico es que todos los esquemas del proceso

pueden estar compuestos y pueden

descomponerse en una serie de unidades

individuales, o pasos. Si un paso involucra un

cambio químico, se llama un proceso

unitario; si el cambio es físico, una operación

unitaria.

OPERACIONES UNITARIAS

El concepto de operaciones unitarias es un conjunto de principios y reglas para el

diseño de unidades de proceso según el tipo de operación de la unidad en lugar del propio proceso. Gran cantidad de

operaciones unitarias han sido extensamente desarrolladas

como las técnicas para separación de sólidos de los

fluidos, y métodos de controlar el transporte a través de los límites de las fases como el

secado. Las operaciones físicas realizadas para producir estos

cambios, tales como transmisión de calor, flujo de fluidos, destilación, etc., son

llamadas Operaciones Unitarias.

PROCESOS UNITARIOS

Son procesos que involucran cambios químicos de los

materiales, como resultado de la reacción química que tiene

lugar. Por ejemplo, en la combustión de carbón, los

materiales que entran y salen difieren químicamente uno de otros. La combustión es, por

consiguiente, un proceso unitario, los cuales también se

refieren a las conversiones químicas. Los cambios

químicos que ocurren en el reactor o reacciones químicas

como oxidación, polimerización, reducción, etc., se conocen con el nombre de

Procesos Unitarios.

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS UNITARIOS.

Los procesos unitarios están clasificados de

acuerdo con el tipo de reacción química

involucrada. En 1945, en su texto "The Chemical Process

Industries" el profesor R. N. Shreve clasificó

los principales procesos unitarios de la siguiente manera:

Combustión

Oxidación

Neutralización

Electrólisis

Doble descomposición

Calcinación

Reducción

Condensación

Polimerización

Fermentación

Isomerización

POLIMERIZACIÓN

Proceso químico por el que los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso

molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso,

llamada polímero, o bien una cadena lineal o una macromolécula tridimensional. El proceso

de construir una molécula polimérica, y por ende obtener un material plástico, se

denomina polimerización. Se diferencian dos tipos de procesos de polimerización, de adición

y de condensación.

TIPOS DE POLIMERIZACIÓN

Existen muchos tipos de polimerización y varios

sistemas para categorizarlos. Las

categorías principales son:

Polimerización por adición

Polimerización por condensación.

Polimerización por adición

Una polimerización es por adición si la molécula de monómero pasa a formar

parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir, la

composición química de la cadena resultante es igual a la

suma de las composiciones químicas de los monómeros

que la conforman.

Tipos de adición• Polimerizació

n de tipo vinilo

Adición de moléculas pequeñas de un mismo tipo unas a otras por apertura del doble enlace sin eliminación de ninguna parte de la molécula

• Polimerización tipo epóxido

Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la molécula

• Polimerización alifática

Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un doble enlace con eliminación de una parte de la molécula

• Polimerización del tipo A

Adición de pequeñas moléculas unas a otras por ruptura del anillo con eliminación de una parte de la molécula

• (polimerización tipo p-xileno.).

Adición de birradicales formados por deshidrogenación

Polimerización de Adición

En 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.

Por ejemplo, al monómero de etileno se le rompe el enlace covalente entre sus dos átomos de carbono dejando dos electrones disponibles. Esto atrae otro monómero de etileno, rompiéndole el enlace covalente y acoplándolo. Así

puede continuar indefinidamente la reacción formando la cadena polimérica.

                     

Obviamente, cuando se va a iniciar la reacción, el primer monómero no es capaz por sí solo de romper el enlace

covalente, por lo que se utilizan iniciadores. Los iniciadores son

moléculas que tienen la particularidad de romper por sí mismas uno de sus enlaces. Luego de haberse dividido

tenemos dos fragmentos, denominados fragmentos iniciadores, cada uno con

un electrón libre. Moléculas como estas son el peróxido benzoico y el 2,2'-azo-

bis-isobutirilnitrilo (AIBN).Peróxido benzoico

2,2'-azo-bis-isobutirilnitrilo

(AIBN)

PROCESO DE POLIMERIZACIÓN

      

             

2,2'-azo-bis-isobutirilnitrilo

(AIBN)

Peróxido benzoico

Estos electrones no desarrollados buscarán

cualquier electrón con el fin de reproducirse. Este electrón lo obtienen al

romper el enlace covalente de un

monómero, dejando a su vez a este monómero con

un electrón no desarrollado que

reacciona, de igual manera que el iniciador,

con otro monómero propagándose la reacción

de polimerización por adición.

Hay dos maneras de terminar la reacción. La primera es

llamada acoplamiento. Sucede cuando dos electrones no

desarrollados de dos cadenas diferentes que están creciendo

se encuentran, permitiendo que sus respectivas cadenas se

acoplen.

La segunda forma de terminación de la reacción es la desproporcionalización. En ella, cuando se encuentran las dos cadenas crecientes, uno de los electrones no desarrollados en lugar de acoplarse sencillamente con el de la otra cadena, lo que hace es arrebatarle un átomo de hidrógeno, terminando su crecimiento y dejando a la última cadena con dos electrones no desarrollados entre los cuales se forma un enlace doble que también cierra esta cadena.

Polimerización por condensación

La polimerización es por condensación si la molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte

del polímero. Por lo general se pierde una molécula pequeña, como agua. La polimerización

por condensación genera subproductos y la

polimerización por adición no.

Tipos de condensación

Formación de poliésteres,

poliamidas, etc., por eliminación de agua o

alcoholes, con moléculas

bifuncionales, como ácidos o glicoles,

diaminas, entre otros (polimerización del tipo poliésteres y

poliamidas.).

Formación de polihidrocarburos por eliminación de

halógenos , con ayuda de

catalizadores metálicos

(policondensación del tipo de Friedel-

Craffts y Ullmann.).

Formación de polisulfuros, por

eliminación de cloruro de sodio, con haluros

bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros

alcalinos (policondensación del

tipo Thiokol.).

Polimerización de Condensación

A 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).

genera (2n-1)H2O más

 una poliamida conocida como nylon

6.6.

Por ejemplo, la reacción de diamina hexametilénica y ácido adifático

PolímerosLos procesos de

polimerización descritos anteriormente se utilizan para

la obtención tanto de polímeros termoplásticos

como de polímeros termoestables.Resinas termoestables:

La mas conocida es el Teflón.

Resinas

termoplásticas

polímerosLos polímeros son grandes moléculas

formadas por muchas unidades pequeñas

que se repiten, llamadas monómeros.

Planta Propílico S. A.

A continuación se muestra cómo luce en la realidad una planta de polimerización para la obtención de polipropileno.

CUESTIONARIO

1.- ¿Qué son los Monómeros?Los monómeros son compuestos de bajo

peso molecular.

2.- ¿Qué son los Polímeros?Los polímeros son grandes moléculas

formadas por muchas unidades pequeñas que se repiten, llamados monómeros.

CUESTIONARIO

3.- ¿Qué es la Polimerización?Proceso químico por el que los reactivos, monómeros se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de

gran peso, llamada polímero.

4.- ¿Cuáles son los tipos de Polimerización principales?

Polimerización por adición.

Polimerización por condensación.

CUESTIONARIO

5.- ¿Qué es una polimerización por adición?Una polimerización es por adición si la

molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos.

6.- ¿Qué es una polimerización condensación?

La polimerización es por condensación si la molécula de monómero pierde átomos

cuando pasa a formar parte del polímero.

Existe una gran variedad de aplicaciones de la

polimerización, y es por ello que este procesos químico es muy importante tanto

para la industria como en la vida diaria. Si la

polimerización no fuese posible no existirían todos

estos productos…

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