1. POLÍMEROS: Estructura molecular
Al igual que sucede con los metales y los cerámicos, las propiedades
mecánicas, físicas y químicas de los polímeros dependen de su estructura
interna. Además, al igual que en aquellos, también se ven afectadas por
factores externos, principalmente la temperatura.
Una definición de POLÍMERO podría ser que se trata de materiales
relativamente nuevos cuya estructura molecular difiere bastante de la
estudiada en los metales y cerámicos. La misma consiste de grandes
cadenas de pequeñas moléculas orgánicas o inorgánicas unidas
covalentemente.
Estas alargadas cadenas moleculares (llamadas macromoléculas)
enredadas entre si y/o unidas con otras a través de enlaces de segundo
orden (más débiles) o del tipo covalente conforman la estructura interna de
un polímero.

2. Hay tres factores a considerar respecto a la estructura molecular de
un polímero
Grado de
cristalinidad
Naturaleza
química
Configuración y conformación
de las cadenas
Las típicas propiedades de los
polímeros como baja densidad,
baja conductibilidad,
transparencia, y resistencia a la
corrosión son función de los
enlaces covalentes, el tamaño de
las cadenas, el grado de
interacción entre las cadenas, la
presencia de grupos colgantes
característicos (química), etc

3. Naturaleza química
POLIMERIZACIÓN
La mayoría de los polímeros comerciales son creados artificialmente. El término
mero o monómero se refiere a mínima entidad molecular a partir de la cual el
polímero es sintetizado.
El proceso de creación se denomina polimerización:
Por adición: consiste en una reacción en cadena iniciada por una especie química
llamada catalizador (R) agregada al grupo de monómeros.
Por condensación: Reacción entre dos monómeros para obtener un nuevo y único
monómero + un subproducto (agua, alcohol, etc)
Catalizador
Etileno
(monómero)
Luego los diferentes monómeros se van
agregando secuencialmente a esta
cadena en crecimiento
Calor
Presión

4. De igual forma se pueden producir diferentes polímeros a partir de otras
especies químicas.
Se denominan
grupos
funcionales ,
colgantes o
laterales. Pueden
X
Compuestos
de vinilo
ser un átomo o un
grupo de átomos
En
general
X
Compuestos
de vinilideno
X

5. Polietileno
Tetrafluoruro
de etileno
Teflón
Cloruro de
Polivinilo PVC
Polipropileno
Poliestireno
Anillo aromático
Grupo Fenil
Grupo Metil

6. Existen algunos polímeros cuya EEExxxiiisssttteeennn aaalllggguuunnnooosss pppooolllííímmmeeerrrooosss cccuuuyyyaaa qqqquuuuíííímmmmiiiiccccaaaa eeeessss mmmmáááássss ccccoooommmmpppplllleeeejjjjaaaa qqqquuuueeee lllloooossss aaaannnntttteeeerrrriiiioooorrrreeeessss,,,, ppppoooorrrr
eeeejjjjeeeemmmmpppplllloooo eeeellll nnnnyyyylllloooonnnn,,,, ppppoooolllliiiiccccaaaarrrrbbbboooonnnnaaaattttoooo yyyy eeeellll ppppoooolllliiiiéééésssstttteeeerrrr::::
Polímero Unidad repetitiva
Nylon
Policarbonato
Poliéster

7. HOMOPOLÍMEROS COPOLÍMEROS
Cuando la unidad de repetición es
la misma especie química
Cuando la macromolécula esta
formada por diferentes unidades
de repetición
aleatorio
bloque
alternado
injerto

8. Configuración y conformación
de las cadenas
Las macromoléculas poliméricas simples están compuestas de moléculas
orgánicas que presentan por lo general una columna principal de átomos de
carbono enlazados covalentemente.
Ahora bien la naturaleza de estos enlaces
(figura a) permite que las cadenas resulten
tanto rectas (figura b) como curvadas (figura c).

9. Raramente las cadenas resultan perfectamente lineales, debido a que son libre de
rotar en torno a cada enlace C – C. Esto da lugar a que las cadenas poliméricas se
retuerzan, enreden y enrollen
Forma Molecular
La flexibilidad rotacional de cada cadena
depende del tipo de estructura de la
unidad repetitiva y su química. Enlace
doble de carbono y grupos colgantes de
gran tamaño rigidizan las cadenas.
No todas las cadenas tienen el mismo tamaño y por lo tanto el mismo peso
molecular. En virtud de lo anterior es que se debe hablar de un peso molecular
promedio. Cuanto mayor sea el tamaño de las cadenas mayor será su peso
molecular promedio.
Peso Molecular
GP (grado de polimerización) =
Peso Molecular promedio
Peso Molecular de la unidad repetitiva

10. Configuración Molecular
Las características físicas de un polímero no sólo dependen del tamaño y la forma
de las macromoléculas sino también de la configuración de la cadena. En ese
sentido encontramos cadenas . . .
Lineales Ramificadas
Son moléculas lineales (rectas o
curvadas) unidas entre sí por
fuerzas secundarias débiles.
Ejemplo son el polietileno de alta
densidad, el pvc, poliestireno, etc
Polímeros lineales que presentan
ramificaciones (pequeñas cadenas)
unidas covalentemente a la cadena
principal. Esta configuración dificulta
el empaquetamiento y por lo tanto
da lugar a polímeros menos densos
(Polietileno de baja densidad). Es
durante la síntesis del polímero que
se crean las ramas. Muchos
polímeros lineales pueden ser
ramificados si se quiere.

11. Entrecruzadas Reticuladas
Cadenas lineales adyacentes
resultan unidas en varios puntos
por enlaces covalentes. Este
entrecruzamiento se puede lograr
Se da lugar durante la síntesis de
monómeros multifuncionales que
permiten establecer tres o más
enlaces durante la polimerización.
ya sea durante la polimerización o
luego a través de una reacción
química (átomos o moléculas
agregadas para que se unan a las
cadenas), es el caso de la
vulcanización de gomas.
Esto es lo da lugar a una red
tridimensional de cadenas que le
otorgan al polímero
características mecánicas y
térmicas distintivas. Las resinas
epoxi, el poliuretano y la
baquelita pertenecen a este
grupo
Unidad de repetición de
la “Baquelita”

12. Cuando la unidad de repetición presenta átomos laterales diferentes o contiene un grupo
funcional o colgante unido a la cadena principal de carbono, el polímero respectivo
puede tomar diferentes configuraciones: Cabeza-Cola o Cabeza-Cabeza
Isomerismo: Se refiere a las diferentes configuraciones atómicas que se pueden dar
dentro de cadena para una misma composición química. En este sentido se hace una
clasificación entre isomerismo geométrico y estereoisomerismo.

13. Estereoisomerismo. Tiene que ver con el lugar físico o posición espacial que ocupan los
átomos respecto a la cadena y no el orden (cabeza-cola)
Configuración Isotáctica Configuración Sindiotáctica
Configuración Atáctica
Isomerismo geométrico: Se refiere a la posición de los grupos funcionales enlazados a
los átomos de carbono que participan a su vez de los enlaces dobles en la unidad o
monómero. Un ejemplo es la goma natural (isopropeno)
Cis
Trans

14. Resumen:
Características moleculares de los
Polímeros
Química
(mero)
Tamaño
(peso molecular)
Forma
(retuerzan, enreden y
enrollen) Estructura
Lineal Ramificada Entrecruzada Tridimensional
Estados isoméricos
Estereoisomerismo
Isotáctica Sindiotáctica Atáctica
Isomerismo geométrico
Cis Trans

15. A diferencia de los metales, hablar de cristanilidad en los polímeros significa pensar en un empaquetamiento
de moléculas (cadenas) y a partir de tal configuración se tiene un cierto arreglo u orden de átomos. Esto lo
hace mucho más complejo. A raíz de este ordenamiento complejo y del gran
tamaño de las moléculas, los polímeros son
semicristalinos o totalmente amorfos. Los
parcialmente cristalinos están constituidos por
regiones cristalinas insertas dentro de una región
amorfa. Los sectores amorfos (cadenas
desordenadas o desalineadas) son altamente
probable frente al ordenamiento requerido por las
regiones cristalinas.
Empaquetamiento
Cristalino vs Amorfo
ordenado tipo “lámina”
Regiones cristalinas resultan más
densas que las amorfas del
mismo material y peso molecular.
Esto es a consecuencia del mayor
grado de empaquetamiento de
las cadenas que se logra en una
estructura cristalina.
líquido
sólido
semicristalinos amorfos

16. Factores que afectan el grado de cristanilidad
Polímeros con
configuración atáctica
difícilmente puedan
formar regiones
cristalinas. Por el
contrario isotácticas o
sindiotácticas son
configuraciones que por
su regularidad
geométrica permiten un
acomodamiento de las
Estructuras lineales o
levemente ramificadas son
fácilmente
“empaquetables” y por lo
tanto dan lugar a polímeros
predominantemente
cristalinos.
Enfriamientos lentos desde
el estado líquido favorecen
la formación de
estructuras cristalinas pues
Estructura
semicristalina
esferulitica
cadenas lineales.
tiene que ver con el
tiempo disponible para el
movimiento de las
cadenas.
Unidades repetitivas
complejas atentan
contra la formación de
estructuras cristalinas.
La presencia de
pesados y grandes
grupos colgantes
disminuye la
probabilidad de formar
estructuras cristalinas
Polímeros en red o
entrecruzados generalmente
son totalmente amorfos.
Cuando el grado de
entrecruzamiento es leve puede
existir algo de cristalinidad