1. EL MUNDO DE LOS
POLIMEROS

2. 1. POLIMEROS
 Polímeros: del griego polys (muchos) + meros
(parte).
 Molécula muy grande (macromolécula) constituida
por la unión repetida de muchas unidades
moleculares pequeñas (monómeros), generalmente
orgánicas, unidas entre si por enlaces covalentes y
que se formó por reacciones de polimerización.

3.  Un polímero es como si uniésemos con un hilo
muchas monedas perforadas por el centro, al final
obtenemos una cadena de monedas, en donde las
monedas serían los monómeros y la cadena con las
monedas sería el polímero.
 La parte básica de un polímero son los monómeros,
los monómeros son las unidades químicas que se
repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero,
por ejemplo el monómero del polietileno es el
etileno, el cual se repite x veces a lo largo de toda
la cadena.

4.  Por ejemplo:
 Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-
etileno-……

5. 1.1 IMPORTANCIA DE LOS POLIMEROS
POR SUS APLICACIONES Y USOS
 Los polímeros son de gran importancia y se les dan
los más diversos usos. Su importancia ha estado
presente desde las épocas más primitivas, donde el
hombre encontraba la forma de tratamiento de
polímeros a fin de curtir las pieles de animales y
poder convertirlas en cuero, teñir lanas y tejer todo
tipo de fibras naturales, etc.
 Desde la única tecnología de punta que ha existido
(el condón) hasta la industria ciberespacial y
aeroespacial, pasando por los biopolímeros, estos
materiales se han posicionado plausiblemente en el
desarrollo tecnológico de la humanidad.

6.  El desarrollo de las tecnologías a favor de la
producción de polímeros sintéticos comenzó en
1828 con Friedrich Wöhler, un químico y médico
alemán que logró sintetizar urea a partir de
compuestos inorgánicos. A partir de ahí se
realizaron grandes avances como la fabricación del
caucho vulcanizado y la combinación de celulosa
con ácido nítrico. Sin embargo, en 1850, otro
alemán, llamado August Kekulé Von Stradonitz
logró concretar las fórmulas estructurales utilizadas
hasta nuestros días.

7.  La industria de los polímeros sintéticos, en la
actualidad crece con mucha fuerza, ya que sin
ellos, nuestra calidad de vida se vería francamente
disminuida. Lo anterior, debido a que existen
polímeros sintéticos de uso tan importante y
cotidiano como el PVC, que en su producción
requiere de bajos montos de materia prima y
recursos materiales.

8. 1.2 CLASIFICACION DE LOS
POLIMEROS
 Los polímeros pueden clasificarse de
diferentes maneras, y a su vez, esas
clasificaciones, pueden subdividirse en
otras.
 De acuerdo a su origen: Naturales y
sintéticos.

9. POLIMEROS NATURALES
 Los polímeros naturales son todos aquellos que
provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro
de la naturaleza podemos encontrar una gran
diversidad de ellos. Las proteínas, los polisacáridos,
los ácidos nucleicos son todos polímeros naturales
que cumplen funciones vitales en los organismos y
por tanto se les llama biopolímeros.
Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón,
la madera (celulosa), la quitina, etc.…

10. POLIMEROS SINTETICOS
 Los polímeros sintéticos son los que se obtienen
por síntesis ya sea en una industria o en un
laboratorio, y están conformados a base de
monómeros naturales, mientras que los
polímeros semi-sintéticos son resultado de la
modificación de un monómero natural. El vidrio, la
porcelana, el nailon, el rayón, los adhesivos son
ejemplos de polímeros sintéticos, mientras que la
nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de
polímeros semi-sintéticos.

11. 2. ESTRUCTURA QUIMICA DE LOS
POLIMEROS
 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.

12. MONOMERO
 Un monómero (del griego mono, ‘uno’, y me
ros, ‘parte’) es una molécula de
pequeña masa molecular que unida a otros
monómeros, a veces cientos o miles, por
medio de enlaces químicos, generalmente
covalentes, forman macromoléculas
llamadas polímeros.

13. POLIMERO
 Polímeros: del griego polys (muchos) +
meros (parte).
 Molécula muy grande (macromolécula)
constituida por la unión repetida de muchas
unidades moleculares pequeñas
(monómeros), generalmente orgánicas,
unidas entre si por enlaces covalentes y que
se formó por reacciones de polimerización.

14. 2.1 GRUPOS FUNCIONALES PRESENTES EN LA
ESTRUCUTRA DE LOS MONOMEROS Y SU
REACTIVIDAD
 Los grupos funcionales que pueden estar
involucrados en este tipo de monómeros son:
 1. Grupos carboxilos (Ej.: Ácidos acrílico y
metacrílico). Comentados más abajo
 2. Grupos 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.

15.  3. Derivados de acrilamida (Ej.: N-
Metilolacrilamida). Este 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. Puede sufrir
reticulación vía puente hidrógeno a temperatura
ambiente, como así también, pueden ser
reticulados a temperatura más elevada (120 –
150°C) con formación de enlaces covalentes entre
distintos grupos N-Metilol presentes en la cadena.
 4. Cloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son
monómeros con sitios electrofílicos que pueden ser
reaccionados post-polimerización con nucleófilos
tales como aminas, mercaptanos, etc.

16.  5. Grupos isocianato (Ej: TMI). Estos grupos
pueden ser reticulados postpolimerización ,
mediante grupos amino o hidroxilo , o bien reticular
durante el proceso de formación del film.
 6. Grupos amino (Ej: de monómeros funcionales
como dietilaminoetilmetacrilato)
 7. Grupos sulfonato (Ej:estireno sulfonato de sodio)
 8. Grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)

17.  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 látex.
 Estos grupos tienden a mejorar la estabilidad
mecánica, de cizallamiento y congelamiento -
descongelamiento del látex, para mejorar la
tolerancia para con los electrolitos, para mejorar la
dureza de la película y la adherencia de una
película de látex a un substrato.

18.  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.

19. 3. ¿CÓMO SE OBTIENEN LOS POLÍMEROS SINTÉTICOS?
 Sintéticos: elaborados por el hombre.
Los polímeros sintéticos surgen al obtener el
plástico llamado bakelita. La mayor parte de los
polímeros se obtienen a partir del petróleo. Algunos
polímeros que se obtienen son:
 Estos polímeros sintéticos son creados para
funciones especificas y poseen características para
cumplir estas mismas.

20. 3.1 REACCIONES DE ADICIÓN Y CONDENSACIÓN
POLÍMEROS SINTÉTICOS
 REACCIÓN DE ADICIÓN
Resultan de la adición consecutiva de monómeros a
una cadena sin pérdida de átomos o grupos en el
proceso. De hecho, el compuesto que experimenta
la polimerización es un compuesto orgánico que
presenta enlaces múltiples (dobles o triples). El
mecanismo de la polimerización por adición puede
iniciarse por la acción de un anión, de un catión o
de radicales libres.

21.  REACCIÓN DE CONDENSACIÓN
Los polímeros formados por una típica reacción de
condensación orgánica en donde se libera una
pequeña molécula, son conocidos como polímeros
de condensación o por etapas. En cada paso de la
síntesis de un polímero de condensación una
pequeña molécula, usualmente el agua, se separa.

22. 3.2 CLASIFICACIÓN DE POLÍMEROS EN COPOLÍMEROS Y
HOMOPOLÍMEROS
 Los materiales como el polietileno, el PVC, el
polipropileno, y otros que contienen una sola
unidad estructural, se llaman homopolímeros. Los
homopolímeros, a demás, contienen cantidades
menores de irregularidades en los extremos de la
cadena o en ramificaciones.
 Por otro lado los copolímeros contienen varias
unidades estructurales, como es el caso de algunos
muy importantes en los que participa el estireno.
 Estas combinaciones de monómeros se realizan
para modificar las propiedades de los polímeros y
lograr nuevas aplicaciones

23.  Evidentemente al variar las proporciones de los
monómeros, las propiedades de los copolímeros
van variando también, de manera que el proceso de
copolimerización permite hasta cierto punto fabricar
polímeros a la medida.
 No solo cambian las propiedades al variar las
proporciones de los monómeros, sino también al
variar su posición dentro de las cadenas. Así,
existen los siguientes tipos de copolímeros.
 Las mezclas físicas de polímeros, que no llevan
uniones permanentes entre ellos, también
constituyen a la enorme versatilidad de los
materiales poliméricos. Son el equivalente a las
aleaciones metálicas.

24. 4. PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS
 Propiedades Reológicas.
1. Distribución de Pesos Moleculares (DPM)
La distribución de pesos moleculares (DPM), es una
medida de la proporción en número (o en peso) de
moléculas de diferentes pesos moleculares que
componen una muestra de resina polimérica. En
otras palabras, la DPM indica la variación en el
tamaño de las cadenas moleculares. Si las
moléculas presentan longitudes de cadena
diferentes, la distribución es amplia. En el caso de
longitudes de cadena similares, la distribución es
estrecha. Este último caso es típico del
polipropileno obtenido vía reología controlada

25.  Indice de Fluidez (IF)
El índice de fluidez (IF) es una medida de la
capacidad de flujo de la resina bajo condiciones
controladas y se puede medir fácilmente con un
equipo denominado plastómetro, utilizando
velocidades de deformación muy bajas, una
temperatura de 230 °C y un peso de 2.16 Kg, de
acuerdo a la Norma ASTM D 1238. Esta variable se
relaciona inversamente con la viscosidad y el peso
molecular (PM), es decir, a medida que aumenta el
índice de fluidez de la resina, se obtiene una
disminución en la viscosidad y el peso molecular.

26.  Propiedades Físicas
1. Densidad (ρ)
La densidad es la medida de peso por unidad de
volumen de un material a 23 °C.

27.  Propiedades Mecánicas
Por otro lado están las propiedades
mecánicas, dentro de las cuales se tienen:
la tensión que indica la resistencia del material y
al realizar dicho ensayo se obtienen los siguientes
parámetros: módulo
elástico, elongación, resistencia a la fluencia y la
resistencia a la ruptura; la flexión que también
involucra la resistencia del material para determinar
el módulo de flexión y la resistencia a la flexión; la
dureza que es la resistencia que opone un material
a ser penetrado o rayado.
Los materiales poliméricos presentan 3 tipos
distintos de comportamiento esfuerzo-deformación:
frágil, dúctil y totalmente elástico. En los
polímeros, el módulo de elásticidad, resistencia a la
tracción y ductilidad se determina de la misma
forma que en las aleaciones metálicas.

28.  Propiedades Térmicas
En el área de las propiedades térmicas se pueden
mencionar: la cristanilidad que se refiere al
ordenamiento de las cadenas del polímero que
contrario a lo que se piensa le imparte a la resina
opacidad debido a que las moléculas presentan
mayor empaquetamiento y por lo tanto impiden el
paso de la luz por medio de ellas, es decir, que
entre más cristalino sea un polímero menos
transparencia. La cristanilidad le imparte al material
alta rigidez y temperaturas de fusión elevadas,
entre otras propiedades.

29.  Propiedades Químicas
Finalmente se encuentran las propiedades
químicas, dentro de las cuales cabe destacar la
resistencia química de los polímeros, ya que la
misma determina si es compatible o no con otros
elementos.
 Cristalinidad polimérica:
Ordenamiento (empaquetamiento) de cadenas
moleculares para producir una disposición atómica
ordenada.
Substancia moleculares constituidas por pequeñas
moléculas son cristalinas al estado sólido y amorfas
al estado líquido (agua, metano, etc.)
Moléculas poliméricas, por su tamaño y
complejidad, son generalmente semicristalinas con
regiones cristalinas dispersas dentro de un
material amorfo.

30. 4.1 CLASIFICACIÓN DE POLÍMEROS DE ACUERDO A SUS
PROPIEDADES RETICULARES Y LINEALES, ALTA Y BAJA
DENSIDAD, TERMOPLÁSTICAS Y TERMOESTABLES
 Polímeros reticulares y lineales.
Como resultado del mecanismo y proceso de
polimerización como también de la naturaleza de los
monómeros que generan el polímero, las cadenas
polímero pueden ser lineales, ramificadas e incluso entre
cruzadas.
Un polímero lineal es una molécula polimérica en la cual
los átomos se arreglan mas o menos en una cadena
larga. esta cadena se denomina cadena principal. por lo
general algunos de estos átomos de la cadena están
enlazados a su vez, a pequeñas cadenas de átomos.
estas pequeñas cadenas se denomina grupos
pendientes. las cadenas de grupos pendientes son
mucho mas pequeñas que la cadena principal.
normalmente tienen unos pocos átomos de longitud,
pero la cadena principal posee generalmente cientos de
miles de átomos

31. 5. DIFERENCIAS ENTRE POLÍMEROS NATURALES Y
SINTÉTICOS
 Polímeros 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 comos
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.

32.  Polímeros sintéticos
Durante la Segunda Guerra Mundial, Japón cortó el
suministro de caucho natural proveniente de
Malasia e Indonesia a los aliados. La búsqueda de
un sustituto dio como origen el caucho sintético, y
con ello surgió la industria de los polímeros
sintéticos y plásticos.
El polibutadieno, un elastómero sintético, se fabrica
a partir del monómero butadieno, que no posee un
metil en el carbono número dos, siendo esta la
diferencia con el isopreno.
CH2 = CH – CH = CH2
1,3 -butadieno
El polibutadieno tiene regular resistencia a la
tensión y muy poca frente a la gasolina y a los
aceites. Estas propiedades limitan las posibilidades
de fabricar con ellos los neumáticos.

33. 6. EFECTOS SOCIO- ECONÓMICOS Y AMBIENTALES DE LA
PRODUCCIÓN Y USO DE POLÍMEROS EN MÉXICO
 Los plásticos son materiales formados por moléculas muy
grandes de cadenas de átomos de carbono e hidrógeno
(polímeros). El 99% de la totalidad de plásticos se produce a
partir de combustibles fósiles, lo que provoca una excesiva
presión sobre las limitadas fuentes de energía no renovables.
En la actualidad es difícil prescindir de los plásticos, no
solo por su utilidad sino también por la importancia
económica que tienen. Esto se refleja en los índices de
crecimiento de esta industria que, desde principios del siglo
pasado, supera a casi todas las actividades industriales. Los
plásticos se utilizan para embalajes, para envasar, conservar y
distribuir alimentos, medicamentos, bebidas, agua, artículos
de limpieza, de tocador, cosmetología y un gran número de
otros productos, que pueden llegar a la población en forma
segura, higiénica y práctica.
Su uso cada vez más creciente se debe a las
características de los plásticos, debido a que son livianos, lo
que implica facilidad en la manipulación y optimización de
costos.

34.  En función de las propiedades de los plásticos, la
estructura del mercado ha crecido
considerablemente. Para el año 2000, la producción
mundial alcanzó los 160 millones de toneladas y en
México para el año 2006, fue por arriba de los 4
millones de toneladas. Se calcula que anualmente
cada persona en México consume 49 kg. de
plásticos.
De acuerdo a su importancia comercial y por sus
aplicaciones en el mercado, el siguiente cuadro
presenta el nombre de los diferentes plásticos que
se utilizan cotidianamente, el número de
identificación que debe estar impreso en el
producto plástico y los ejemplos de algunas
aplicaciones.