Transcript Clase_1_Polimeros

Colegio The Angel´s School.
Química
4º medio
Los Polímeros
Por:
Carolina Urrutia.
Polímeros
naturales y
sintéticos

Todas estas moléculas poseen
una masa molecular muy alta,,
característica por la cual se
llaman macromoléculas (de
macro = grande).

Están formadas por unidades
estructurales que se repiten
siguiendo, casi siempre, un
patrón determinado. Esta
particularidad les confiere el
nombre de polímeros, donde
cada unidad se conoce como
monómero.

los términos polímero y
macromolécula se usan para
designar las mismas
estructuras químicas.
Los polímeros naturales



En la naturaleza se encuentra una
cantidad considerable de polímeros.
Algunos se conocen desde la
antigüedad, tales como el algodón, la
seda y el caucho. Los polisacáridos, las
proteínas y los ácidos nucleicos son
polímeros naturales que cumplen
funciones biológicas de extraordinaria
importancia en los seres vivos y por eso
se llaman biopolímeros.
Los polímeros naturales son aquellos
que proceden de los seres vivos.
Los polímeros sintéticos

Muchos de los materiales que utilizamos están hechos de
polímeros sintéticos, es decir, macromoléculas creadas
artificialmente en un laboratorio o en la industria. El polietileno de
los envases plásticos, el poliuretano de las zapatillas y el rayón
de una prenda de vestir son polímeros sintéticos.

Los polímeros sintéticos son aquellos que se obtienen por
síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio.

Entre los polímeros naturales y sintéticos no hay grandes
diferencias estructurales, ambos están formados por monómeros
que se repiten a lo largo de toda la cadena.
UN POCO DE HISTORIA…
•1844. LUIS M CHARDONNET obtiene la primera fibra
artificial a partir de celulosa parcialmente nitrada
•1869. JOHN HYATT obtiene el celuloide, tomando como
base la celulosa nitrada
•1941. 1ª GUERRA MUNDIAL, se comienza a producir
caucho sintético
•1939 – 1945 en EEUU se desarrolla un sustituto sintético
del caucho natural
•1950 – 1960 KARL ZIEGLER Y GIULIO NATTA,
desarrollaron catalizadores heterogéneos para la estéreo
selectividad de la polimerización (premio nobel 1963)
En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland
(1863-1944) sintetizó un polímero de interés comercial,
Homopolímeros y copolímeros.

De acuerdo al tipo de monómeros que forman la
cadena, los polímeros se clasifican en: homopolímeros
y copolímeros.

Homopolímeros. Son macromoléculas formadas por la
repetición de unidades monómeras idénticas. La
celulosa y el caucho son homopolímeros naturales. El
polietileno y el PVC son homopolímeros sintéticos.

Copolímeros. Son macromoléculas constituidas por dos
o más unidades monómeras distintas. La seda es un
copolímero natural y la baquelita, uno sintético.
Los copolímeros más comunes están formados por dos monómeros
diferentes que pueden formar cuatro combinaciones distintas.

El puntapié inicial en la síntesis de polímeros fue en 1869,
con la obtención de un nuevo material a partir de la celulosa:
el celuloide, y con ello, el nacimiento del cine. Años más
tarde, el descubrimiento de la estructura de la seda, un
polímero natural, permitió comprender sus asombrosas
propiedades y poder sintetizar la seda artificial, a la que se
llamó nylon.
Polimerización: síntesis de polímeros
Polimerización
Es un proceso químico por el cual, mediante
calor, luz o un catalizador, se unen varias
moléculas de un compuesto generalmente de
carácter no saturado llamado monómero para
formar una cadena de múltiples eslabones,
moléculas de elevado peso molecular y de
propiedades distintas, llamadas macromoléculas
o polímeros.
Tipos de Reacciones de Polimerización
adición y condensación.
En las polimerizaciones de adición, todos los
átomos de monómero se convierten en partes
del polímero.
En las reacciones de condensación algunos de
los átomos del monómero no forman parte del
polímero, sino que son liberados como H2O,
CO2, ROH, etc.
Polímeros de adición



1.
2.
3.
Se forman por la unión sucesiva de monómeros, que tienen uno o
más enlaces dobles y triples.
Son reacciones en las que enlaces múltiples se transforman en
enlaces sencillos. Pueden ser reacciones de adición a enlaces
carbono–carbono dobles (C=C) o triples (C Ξ C), a grupos
carbonilo (C=O) o a grupos nitrilo (C Ξ N).
Etapas:
Iniciación, en la que participa como reactivo una molécula llamada
iniciador;
Propagación, en la que la cadena comienza a alargarse por
repetición del monómero
Terminación, en la que se interrumpe el proceso de propagación y
la cadena deja de crecer ya que se han agotado los monómeros.
Polímeros de adición
Reacciones de polimerización. Una reacción de polimerización de un alqueno
puede ser considerada como una reacción de autoadición (CH2–CH2)x
Reacción de iniciación
Ataca al
doble enlace
Propagación
Reacciones de terminación
•Combinación
•Desproporción
Polímeros de adición
Polímeros de condensación

El polímero se forma porque los
monómeros que intervienen
tienen más de un grupo funcional
capaz de reaccionar con el grupo
de otro monómero.

Los grupos ácido carboxílico,
amino y alcohol son las funciones
más utilizadas en estos fines. En
este tipo de reacción, por cada
nuevo enlace que se forma entre
los monómeros, se libera una
molécula pequeña.
Polímeros de condensación
Polímeros de adición: el polipropileno
El polipropileno es una sustancia parecida al
caucho. Se emplea para fabricar recipientes para
microondas y alfombras artificiales.
Polímeros de adición: el polietileno
Una de las aplicaciones del polietileno es la
protección de cultivos en invernaderos.
Polímeros de condensación:
el polietilentereftalato
El caucho sintético es un material impermeable,
elástico y tenaz; se utiliza para fabricar neumáticos,
tuberías y aislantes.
CLASIFICACIONES
Según sus aplicaciones

Atendiendo a sus propiedades y usos finales, los polímeros pueden clasificarse
en:

Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta
extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero
recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo.

Plásticos. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente
intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original.

Fibras. Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que
permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables.

Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la
superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo
resistencia a la abrasión.

Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta
cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.
CLASIFICACIONES
Según su comportamiento al elevar su temperatura

Para clasificar polímeros, una de las formas empíricas más sencillas consiste en
calentarlos por encima de cierta temperatura. Según si el material funde y fluye o por el
contrario no lo hace se diferencian dos tipos de polímeros:

Termoplásticos, que fluyen (pasan al estado líquido) al calentarlos y se vuelven a
endurecer (vuelven al estado sólido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos
(o ningún) entrecruzamientos. Ejemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de
polivinilo PVC.

Termoestables, que no fluyen, y lo único que conseguimos al calentarlos es que se
descompongan químicamente, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una
estructura con muchos entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de
las moléculas.

Elastómero, plásticos con un comportamiento elástico que pueden ser deformados
fácilmente sin que se rompan sus enlaces no modifique su estructura.
La clasificación termoplásticos / termoestables es independiente de la clasificación
elastómeros

Codificando los polímeros

Con el propósito de conocer los distintos polímeros y
favorecer su clasificación, se ha difundido entre los
fabricantes un código de identificación internacional.

El sistema identifica solamente los seis polímeros más
usados que corresponden a los que se emplean en la
fabricación de casi todos los productos conocidos. Se los
identifica con un número dentro de un triángulo con flechas,
indicando así que el material es reciclable.
Estructura y propiedades de los Polímeros

Los polímeros se clasifican
según su forma en lineales y
ramificados.

Un polímero lineal se forma
cuando el monómero que lo
origina tiene dos puntos de
ataque, de modo que la
polimerización ocurre
unidireccionalmente y en
ambos sentidos.

Un polímero ramificado se
forma porque el monómero que
lo origina posee tres o más
puntos de ataque, de modo que
la polimerización ocurre
tridimensionalmente, en las tres
direcciones del espacio.
Propiedades y usos de los polímeros

Estas características se llaman propiedades
mecánicas y las más importantes son:
resistencia, dureza y elongación.
La capacidad de resistencia es la medida de cuánta
tensión se necesita para romper un polímero.
Dureza de un polímero. Los polímeros pueden ser
rígidos, como el poliestireno, o flexibles, como el
polietileno y el polipropileno. Los primeros tienden a ser
resistentes, prácticamente no sufren deformación, pero no
son duros, se quiebran con facilidad. Los segundos,
soportan muy bien la deformación y no se rompen
fácilmente.
La elongación es el cambio de forma que
experimenta un polímero cuando se le somete a
tensión, es decir, cuánto es capaz de estirarse sin
romperse.
El poliisopreno es un polímero
de estructura ramificada,
también llamado elastómero
porque es un material que
puede estirarse con
gran facilidad.