El mundo de los polímeros original

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EL MUNDO DE LOS POLIMEROS

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El mundo de los polímeros original

  1. 1. EL MUNDO DE LOS POLÍMEROS KIMBERLY MATAMOROS GARCIA
  2. 2. ¿Qué son los polímeros y por qué son tan importantes?  Los polímeros son moléculas grandes formadas por la repetición de unidades simples. La palabra polímero se deriva del griego poly, que significa “muchos” y mero, que significa “parte”. Frecuentemente se emplea el término macromolécula como un sinónimo de polímero.  Los polímeros son sintetizados a partir de moléculas simples llamadas monómeros, las cuales pueden ser iguales o diferentes.
  3. 3. Clasificación de polímeros en naturales y sintéticos Al proceso mediante el cual se obtiene un polímero se denomina reacción de polimerización. Los polímeros pueden clasificarse de acuerdo con varios criterios, de acuerdo con su origen podemos distinguir entre polímero naturales y sintéticos NATURALES :  Los polímeros naturales son los que, como su nombre lo indica, se encuentran en la naturaleza; como ejemplo de ellos tenemos la celulosa, los ácidos nucleicos, la seda, el algodón, etc. SINTETICOS:  Los polímeros sintéticos, son aquellos que son obtenidos por el hombre mediante el proceso denominado polimerización, entre los más comunes podemos mencionar al polietileno, polipropileno, los poliésteres como el polietilentereftalato, y las poliamidas como el nylon 6 6, la bakelita, PVC, etc
  4. 4. Importancia de los polímeros por sus aplicaciones y usos  En el ámbito de la polímeros son sustancias muy importantes debido a que pueden tener varios y muy diversos usos en la vida cotidiana. Los polímeros pueden ser descriptos como sustancias compuestas en las cuales se entremezclan varias moléculas de monómeros formando moléculas más pesadas y que pueden ser encontradas en diversos objetos y elementos naturales.
  5. 5. Estructura química de los polímeros  Estructura de los polímeros:  Para abordar este estudio se hace referencia a la estructura química y estructura física.  La estructura química : hace referencia a la construcción de la molécula original, en el cual se estudia el efecto de la naturaleza de los átomos que constituyen en la cadena principal y los sustituyentes de la mismas, las uniones entre los monómeros, el peso molecular y su distribución; así como, el efecto de las ramificaciones o entrecruzamientos en la cadena principal. De igual manera las diferentes configuraciones que pueden adoptar los sustituyentes de la cadena principal condicionan las propiedades de los polímeros y son parte de su estructura química. La estructura física: al ordenamiento de unas moléculas respecto a otras. Hace referencia la orientación y cristalinidad, que dependen en gran medida de la estructura química.
  6. 6. Concepto de monómero y polímero. MONOMERO 1. Los monómeros son compuestos de bajo peso molecular que pueden unirse a otras moléculas pequeñas (ya sea iguales o diferentes) para formar macromoléculas de cadenas largas comúnmente conocidas como polímeros. POLIMERO  Los polímeros son mezclas de macromoléculas de distintos pesos moleculares.  Por lo tanto no son especies químicas puras y tampoco tienen un punto de fusión definido.  Cada una de las especies que forman a un polímero sí tiene un peso molecular determinado (Mi) y por lo tanto, para caracterizar una muestra de polímero se busca caracterizar la distribución de pesos moleculares de las moléculas de las especies que lo conforman: la proporción (generalmente en peso, wi) de cadenas de cada Mi que forma la mezcla. 
  7. 7. . ¿Cómo se obtienen los polímeros sintéticos?  Los Polímeros sintéticos son aquellos que son creados por el hombre a partir de elementos propios de la naturaleza. Estos polímeros sintéticos son creados para funciones especificas y poseen características para cumplir estas mismas .
  8. 8. . Reacciones de adición y condensación de polímeros sintéticos  POLIMEROS DE ADICION :  La polimerización no implica la liberación de ningún compuesto de baja masa molecular. Esta polimerización se genera cuando un "catalizador", inicia la reacción. Este catalizador separa la unión doble carbono en los monómeros, luego aquellos monómeros se unen con otros debido a los electrones libres, y así se van uniendo uno tras uno hasta que la reacción termina.  POLIMEROS DE CONDENSACION:  La reacción de polimerización implica a cada paso la formación de una molécula de baja masa molecular, por ejemplo agua.
  9. 9. Clasificacion de polímeros y copolimeros  . Polímeros Naturales: Son los que se pueden presentar en la naturaleza (reino vegetal y animal), por ejemplo: la celulosa, el caucho natural, las resinas, etc. Polímeros semisintéticos: Son los obtenidos por la transformación química de los polímeros naturales, sin que se destruya de modo apreciable su naturaleza macromolecular. Ej. : la seda artificial obtenida a partir de la celulosa. Polímeros Sintéticos: Son los que se obtienen por vía puramente sintética a partir de sustancias de bajo peso molecular.
  10. 10. Copolimeros : están constituidos por 2 o mas monómeros diferentes, como por ejemplo, la seda como copolimero natural, y la baquelita como sintético. Ahora bien, en los copolimeros encontramos una subclasificacion, que depende de la forma en que estén ordenados los monómeros: Al azar: Es cuando los monómeros no presentan orden alguno, por tanto presentan un patrón azaroso. Alternado: Se observa un patrón de monómeros alternados. En bloque: Son los que presentan un patrón alternado, pero bloques o “paquetes”. Injertado: Es cuando se ve una cadena principal formada por un solo monómero, y contiene ramificaciones formas por el otro monómero unidas a la cadena principal.
  11. 11. . propiedades de los polímeros  Propiedades Mecánicas  Hablamos mucho de polímeros "resistentes" (o "fuertes"), "duros", y hasta "dúctiles". La resistencia, la dureza y la ductilidad son propiedades mecánicas  Elongación  Pero las propiedades mecánicas de un polímero no se remiten exclusivamente a conocer cuán resistente es. La resistencia nos indica cuánta tensión se necesita para romper algo. Pero no nos dice nada de lo que ocurre con la muestra mientras estamos tratando de romperla. Ahí es donde corresponde estudiar el comportamiento de elongación de la muestra polimérica. La elongación es un tipo de deformación. La deformación es simplemente el cambio en la forma que experimenta cualquier cosa bajo tensión. Cuando hablamos de tensión, la muestra se deforma por estiramiento, volviéndose más larga. Obviamente llamamos a esto elongación.  Dureza  El gráfico de tensión versus estiramiento puede darnos otra valiosa información Si se mide el área bajo la curva tensión-estiramiento, coloreada de rojo en la figura de abajo, el número que se obtiene es algo llamado dureza. 
  12. 12.  PROPIEDADES QUIMICAS  Las propiedades químicas se manifiestan a través de la afinidad que tengan los elementos constitutivos del polímero con el medio al cual están expuestos. Todos los átomos de los polímeros están combinados, sin embargo existe el riesgo de la disolución la cual hace que los elementos se separen del polímero, y debido a esto no deben ser expuestos a solventes (acetona, alcohol, etc.). Son permeables a muchos fluidos. La exposición a la radiación solar puede hacer que el material se averíe, pierda pigmento, se fracture y se rompa según la cantidad de calor. No son afectados por el fenómeno de corrosión; los elementos ya están oxidados naturalmente. No reaccionan con ácidos. Fenómeno en el cual los elementos combinados tienen una mayor afinidad con algún elemento del medio que lo rodea, que con los elementos del mismo polímero. Fenómeno en el cual fluidos, líquidos y gases, puedan pasar a través de los intersticios de los polímeros. Infrarrojo (Gran longitud de onda) – Espectro visible – Ultravioleta (Baja longitud de onda)
  13. 13. Clasificación de los polímeros de acuerdo a las siguientes propiedades: 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, mientras que un polímero rígido y frágil tiene una estructura ramificada, y así vemos muchas otras características. 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. 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, en las 3 direcciones del espacio. Dentro de los polímeros ramificados encontramos 3: los con forma de estrella, de red y de dendritas.
  14. 14. 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. Son termoplásticos debido a que sus cadenas, sean lineales o ramificadas, no están unidas, o sea, presentan entre sus cadenas “fuerzas” intermoleculares, que se debilitan con un aumento en la temperatura, provocándose el reblandecimiento. Están presentes en el poli estireno, el polietileno; la seda, la lana, el algodón (fibras naturales), el poliéster y la poliamida.
  15. 15.  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. La energía calórica es la principal responsable del entrecruzamiento que da una forma permanente a este tipo de plásticos y es por esto que no pueden volver a procesarse. Los encontramos en la baquelita, el PVC y el plexiglás. 
  16. 16. Polímero de alta densidad: El proceso de polimerización del polietileno de alta densidad se lleva a cabo a baja presión y con catalizadores en suspensión. Se obtiene así un polímero muy cristalino, de cadena lineal muy poco ramificada, la ausencia de la ramificación produce una estructura compacta con una densidad más alta y una resistencia química un poco más alta que el PEBD. La presión en la fabricación del HDPE está por debajo de 14 MPa, en muchos casos, hasta por debajo de 7 MPa. Hay tres procesos comerciales importantes usados en la polimerización del HDPE: los procesos en disolución, en suspensión y en masa. Los catalizadores usados en la fabricación del HDPE, por lo general, son o del tipo óxido de un metal de transición o del tipo Ziegler - Nattalas. Las resinas de HDPE funcionaran adecuadamente, aun si se hacen mediante diferentes procesos.
  17. 17. Polímero de baja densidad Es un polímero de la familia de los polímeros olefinicos como el polipropileno y los polietilenos Es un polímero termoplástico conformado por unidades repetitivas de etileno Se designa como LDPE (por sus siglas en ingles Lo Density Polyethylene) o PEBD, polietileno de baja densidad. Estructura química El polietileno de baja densidad es un polímero con una estructura de cadenas muy ramificadas; esto hace que tenga una densidad más baja que la del PEAD (0,92-0,94 g/cm3). Características del polietileno de baja densidad El polietileno de baja densidad es un polímero que se caracteriza por: Buena resistencia térmica y química. Buena resistencia al impacto. Es de color lechoso, puede llegar a ser trasparente dependiendo de su espesor. Muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar por los métodos de conformado empleados para los termoplásticos, como inyección y extrusión. Es más flexible que el polietileno de alta densidad ,Presenta dificultades para imprimir, pintar o pegar sobre él. Densidad de 0.92 g/cc.
  18. 18. . ¿Existen diferencias entre polímeros naturales y sintéticos? NATURALES  Los polímeros naturales reúnen, entre otros, al almidón cuyo monómero es la glucosa y al algodón, hecho de celulosa, cuyo monómero también es la glucosa. La diferencia entre ambos es la forma en que los monómeros se encuentran dispuestos dentro del polímero. Otros polímeros naturales de destacada importancia son las proteínas, cuyo monómero son los aminoácidos. Por otro lado, la lana y la seda son dos de las miles de proteínas que existen en la naturaleza, éstas utilizadas como fibras y telas. Todo lo que nos rodea son polímeros. Los tejidos de nuestro cuerpo, la información genética se transmite mediante un polímero llamado ADN, cuyas unidades estructurales son los ácidos nucleicos SINTETICOS  Este polímero sintético es más resistente a la oxidación y a la abrasión que el caucho natural, pero sus propiedades mecánicas no son tan óptimas. Al igual que el caucho natural, el caucho estireno- butadieno contiene dobles enlaces capaces de formar enlaces cruzados. Este material se usa, entre otras cosas, para la fabricación de neumáticos.
  19. 19. Efectos socioeconómicos y ambientales de la producción y uso de polímeros en México  En los últimos años, el consumo de plásticos ha experimentado un gran crecimiento debido a las innumerables aplicaciones que estos materiales tienen hoy en día. Pero a pesar de esto, la contribución que hacen a los residuos domésticos, es pequeña puesto que constituyen solo un 7% en peso. Muy a menudo los plásticos se consideran como elementos de corta vida y que dejan gran cantidad de residuos. Esto hace que las cualidades que tienen los plásticos para satisfacer requisitos de larga duración se vean mermadas y no se aprecien. Estudios realizados en diferentes países, han constatado que solo la quinta parte de los plásticos tiene una duración inferior a un año. La conclusión a la que se llega es que la cantidad de plásticos generados cada año, es inferior a la cantidad consumida, porque los artículos de larga duración necesitan de un año para convertirse en residuos.
  20. 20. Como nota importante hay que decir que en Europa occidental se recuperan más de la quinta parte de los plásticos usados, el 7% es reciclado y el 15% es procesado para si partimos de la producción, el plástico necesita menos recursos energéticos que otros sectores. Actualmente en Europa Occidental solo el 4% del petróleo es usado para la elaboración de plásticos, mientras que el 86% se destina al transporte, calefacción y energía. Recuperar su poder energético. Si partimos de la producción, el plástico necesita menos recursos energéticos que otros sectores. Actualmente en Europa Occidental solo el 4% del petróleo es usado para la elaboración de plásticos, mientras que el 86% se destina al transporte, calefacción y energía.
  21. 21. BIBLIOGRAFIAS: De la Llata Loyola Ma. Dolores Química Orgánica, ed. Progerso,México, 2001. Dingrando, L. y col. Química. Materia y Cambio. Colombia, Mc Graw Hill, 2002. Domínguez A., X., Química Orgánica, Ed. CECSA, México 1994. Fox, M. A. y Whitesell, J.K. Química Orgánica. Addison Wesley, 2000. Www.bing.com/images/search?q=plexiglass&qs=AS&form=QBIR&pq=plexi&sc=8- 5&sp=1&sk=#a http://www.xente.mundo-r.com/explora/quimica3/Polimeros.pdf http://www.polimerossinteticos.com/es/ http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/PolimerosCeluloAlmid.htm

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