1. POLIMEROS
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL NAUCALPAN
TOLENTINO SOLIS ANA KAREN
JIMENEZ RIVAS ULISES
GUITIERREZ RUIZ MARIA ISABEL
MACIAS HERNANDEZ BRENDA ROCIO
2. 1. ¿Qué son los polímeros y por qué son tan importantes?
• Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas
pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las
formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones.
algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes
tridimensionales.
La importancia de los polímeros reside especialmente en la variedad de
utilidades que el ser humano le puede dar a estos compuestos. Así, los
polímeros están presentes en muchos de los alimentos o materias primas
que consumismos, pero también en los textiles, en la electricidad, en
materiales utilizados para la construcción como el caucho, en el plástico y
otros materiales cotidianos como el poliestireno, el polietileno, en
productos químicos como el cloro, en la silicona, etc.
3. 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
• POLÍMEROS 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.
4. • POLÍMEROS SINTÉTICOS.
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 semisinteticos
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 semisinteticos.
5. 2. ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS POLÍMEROS.
MONÓMERO: Un monómero es una
molécula de pequeña masa molecular
que unida a otros monómeros, a veces a
cientos o miles, por medio de enlaces
químicos generalmente covalentes
forman macromoléculas llamadas
polímeros.
6. Polímero: Son macromoléculas
generalmente orgánicas formadas por la
unión de moléculas más pequeñas
llamadas monómeros, el almidón, la
celulosa, la seda y el ADN son ejemplos
de polímeros naturales, entre los más
comunes de éstos y entre los polímeros
sintéticos encontramos el nailon, el
polietileno y la baquelita.
7. Los grupos funcionales que pueden estar involucrados en monómeros son:
1. grupos carboxilos (Ej: ácido 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.
3.Cloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son monómeros con sitios electrofílicos que
pueden ser reaccionados post-polimerización con nucleófilos tales como aminas,
mercaptanos, etc.
4. Grupos isocianato. Estos grupos pueden ser reticulados postpolimerización,
mediante grupos amino o hidroxilo, o bien reticular durante el proceso de formación
del film.
5. Grupos amino (Ej: de monómeros funcionales como dietilaminoetilmetacrilato)
6. Grupos sulfonato (Ej: estireno sulfonato de sodio)
7. grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)
8. 3. ¿Cómo se obtienen los polímeros sintéticos?
Los procesos para la producción de polímeros pueden clasificarse en dos:
• La polimerización por adición
• La polimerización por condensación
• REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN
Durante la polimerización por adición, los enlaces covalentes (insaturados) se
rompen por efecto de la temperatura, es decir el doble enlace de cada molécula
(por ejemplo H2C = CH2) “se abre” y dos de los electrones que originalmente
participaban en el enlace original se utilizan para formar nuevos enlaces
sencillos –H2 C - CH2 – con otras moléculas. Esta reacción se caracteriza porque
las moléculas de monómero se unen entre sí, sin que se pierda ningún átomo.
Algunos polímeros obtenidos por este proceso son el policloruro de vinilo (PVC),
acrílicos, polietileno de baja densidad (PEBD), polietileno de alta densidad
(PEAD), polipropileno (PP), poliestireno (PS), entre otros.
9. ETAPAS O FASES DE LA REACCIÓN DE POLIMERIZACIÓN: INCIACIÓN,
PROPAGACIÓN Y TERMINACIÓN
En la polimerización del etileno, los radicales libres, inician, propagan y terminan
la formación de un polímero por adición.
FASE DE INICIACIÓN
1) Disociación homolítica de un peróxido, dando radicales libres alcoxilos
2) Adición del radical alcoxilo al doble enlace C = C dando un nuevo radical
10. FASE DE PROPAGACIÓN
3) Adición del radical producido en la etapa 2 a una nueva molécula de etileno
El radical formado en la etapa 3 se adiciona a una tercera molécula de etileno, y el
proceso continúa formándose largas cadenas de grupos metileno.
12. • REACCIONES DE POLIMERIZACION POR CONDENSACION
La polimerización por condensación tiene lugar cuando monómeros que contienen
por lo menos dos grupos funcionales (grupos funcionales activos) reaccionan
químicamente y se libera una molécula inorgánica de bajo peso molecular (sencilla) la
cual a menudo es agua (H2O) o metanol (CH3OH). Ejemplos de polímeros sintéticos
obtenidos por este método son el PET, el poliuretano y el Nylon 6,6, entre otros, que
se muestran en la siguiente tabla.
Un ejemplo de reacción de polimerización por condensación es la obtención del
Nylon 6,6
13. CLASIFICACIÓN DE POLÍMEROS
Cuando un polímero se forma por medio de uniones entre sí de un solo tipo de
molécula pequeña o monómero, se le llama homopolímero. Cuando los polímeros
contienen más de una clase de monómeros se llaman copolímeros.
Imaginemos dos monómeros que llamaremos A y B, donde A y B pueden constituir
un copolímero de distintas maneras.
1. Copolimeros Alternados
Cuando los dos monómeros están dispuestos según un ordenamiento alternado, el
polímero es denominado obviamente, un copolímero alternante o alternado:
14. 2. Copolímeros en bloque.
En un copolímero en bloque, todos los monómeros de un mismo tipo se
encuentran agrupados entre sí, al igual que el otro tipo de monómeros. Un
copolímero en bloque puede ser imaginado como dos homopolímeros unidos
por sus extremos
15. 4. propiedades de los polímeros
Clasificación de los polímeros de acuerdo a las siguientes propiedades:
Reticulares y lineales.
De acuerdo a la forma de las cadenas macromoleculares los polímeros pueden ser:
Lineales: no tienen ramificaciones.
17. Entrecruzados: los polímeros poseen estructura tridimensional, donde las cadenas
están unidas unas a otras por enlaces laterales
18. ALTA Y BAJA DENSIDAD.
Polietileno de baja densidad
El polietileno de baja densidad es un homopolímero muy ramificado que tiene por
unidad monomérica el etileno. El polietileno de baja densidad se obtiene a partir
del etileno gaseoso, muy puro, se polimeriza en presencia de un iniciador(peróxido
de benzoilo, azodi-isobutironitrilo u oxígeno), a presiones de 1,000 a 3,000 atm
y temperaturas de 100 a 300°C.El mayor uso del polietileno de baja densidad es en el
sector del envase y empaque: bolsas, botellas compresibles para pulverizar fármacos,
envase industrial, laminaciones, película para forro, película encogible y estirable,
aislante para cables y conductores, tubería conduit, película para invernadero, tubería
de riego y sistemas de irrigación.
19. Polietileno de muy baja densidad
Familia de copolímeros lineales de etileno. Ofrecen buena flexibilidad comparada
con otros materiales como el EVA etilén-acetato de vinilo), PVC flexible entre otros,
con la ventaja de una resistencia mecánica y química. Estas poliolefinas se producen
por copolimerización de etileno con otras alfa-olefinas, tales como buteno,
hexeno, octeno y propileno, por el proceso fase gas o en solución. Como película
estirabe, película encogible, empaque de productos médicos, adhesivo
en coextrusiones, modificadores de impacto.
20. Polietileno de alta densidad
Es un homopolímero con estructura lineal con pocas ramificaciones que, además son
muy cortas. Se utilizan procesos de baja presión para su obtención y los catalizadores
utilizados son los de Ziegler-Natta (compuestos organometálicos de aluminio y titanio).
La reacción se lleva acabo en condiciones de 1 a 100 kg/cm2 de presión y temperatura
de 25 a 100!C. la polimerización puede ser en suspensión o fase gaseosa. Bolsas para
mercancía, bolsas para basura, botellas para leche y yogurt, cajas para transporte
de botellas, envases para productos químicos, envases para jardinería, detergentes y
limpiadores, frascos para productos cosméticos y capilares, recubrimientos de sobres
para correo, sacos para comestibles, aislante de cable y alambre, contenedores de
gasolina, entre otros.
21. Polietileno de alta densidad alto peso molecular (HMW-HDPE)
Se diferencia del de alta densidad convencional por su peso molecular, el cual se encuentra
entre 20,000 y 500,000 g/g-mol. La fabricación de este plástico puede ser por el método de
Ziegler, Phillips o fase gas. El mayor porcentaje del HMW-HDPE es destinado a la fabricación de
película, debido a sus propiedades mecánicas y químicas. También es usado en bolsas,
empaque de alimentos y recubrimiento de latas, tubería a presión, tubería para la distribución
de gas, servicios domésticos de agua y líneas de alcantarillado.
22. Polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE)
Este polímero es de alta densidad y elevado peso molecular: entre tres y seis
millones de gramos por cada gramo-mol, es decir aproximadamente 10 veces más que
un polietileno de alta densidad alto peso molecular convencional. Debido a sus
propiedades singulares, las aplicaciones de este polímero son diferentes a las de otros
tipos, van encaminadas principalmente apartes y refacciones de maquinaria, como:
soleras de fricción, cintas guía, canales, cintas de desgaste, placas deslizantes, tolvas y
rodamientos, todillos o camisas de desgaste para minería, recubrimientos para bandas
transportadoras, ruedas y bujes, para manejo de productos químicos: en bombas,
filtros, partes para válvulas, juntas y empaques.
23. Termoplásticos y termostables.
Termoplásticos: son polímeros que se
funden al calentarlos y se solidifican al
enfriarse. Ejemplos de éstos son:
polietileno,poli(tereftalato de etileno),
poliacrilonitrilo, nylon.
Termoestables:
son polímeros que en el primer calentamiento
forman enlaces entrecruzados que impiden su
fusión y disueltos en solventes. Ejemplos de
estos materiales son: resina fenol-formol,
resina melanina-formol, resina urea-formo
24. Entre los polímeros naturales y los polímeros sintéticos no hay grandes
diferencias estructurales, ambos están formados por la unión de
cientos de miles de moléculas pequeñas de monómeros que se repiten
y constituyen que constituyen enormes cadenas.
5. ¿Existen diferencias entre polímeros
naturales y polímeros sintéticos?
25. Quizás la mayor diferencia entre ambos sea
Los polímeros naturales son aquellos
que proceden de los seres vivos y se
encuentran de forma común en la
naturaleza.
En cambio, los polímeros sintéticos
son macromoléculas creadas
artificialmente en un laboratorio o
en la industria.
Seda Algodón
Proteínas
Caucho
Polietileno Rayón
Poliuretano
Celuloide
26. La gran variedad de propiedades físicas y
químicas de estos compuestos permite
aplicarlos en construcción, embalaje,
industria automotriz, aeronáutica,
electrónica, agricultura o medicina.
Algunos polímeros naturales
cumplen funciones biológicas de
extraordinaria importancia en los
seres vivos. Son llamados
biopolímeros.
27. Efectos socioeconómicos y ambientales de la
producción y uso de polímeros.
El uso de polímeros lleva consigo practicas ventajas, como:
• Económicos.
• Más livianos y pueden sustituir la madera, la piedra o el metal.
• Muy resistentes a la oxidación y al ataque de ácidos y bases.
• Inalterables a los agentes atmosféricos como la luz, el agua y el
aire.
• Muy versátiles. Se fabrican con ellos objetos con gran
diversidad de formas, texturas y
colores; pueden ser suaves como las plumas y más resistentes
que el mismo acero.
• Son aislantes de la corriente eléctrica.
En la actualidad hay tantos polímeros artificiales para otros tantos propósitos diferentes que
es difícil imaginar nuestro mundo sin los “plásticos”.
28. Sin embargo, como en todas las cosas, estas mismas ventajas pueden ser sus peores
inconvenientes. La alta resistencia a la corrosión, al agua y a la descomposición bacteriana, los
convierte en residuos difíciles de eliminar y, consecuentemente, en un grave problema
ambiental.
El problema aparece cuando llega el momento de deshacernos de la basura en que se
convierten los polímeros.
• Si se quema, contamina el aire.
• Si se entierra, se contamina el suelo.
• Y si se desecha en ríos, mares y lagos, el agua también se contamina
29. • Para ayudar a la preservación de nuestro medio ambiente
cambiar nuestro hábitos de consumo y finalmente las
medidas que tomamos al desechar nuestros productos:
Es importante
• Reducir: Evitar todo aquello que de una u otra forma genera un desperdicio
innecesario.
• Reutilizar: Volver a usar un producto o material varias veces sin tratamiento.
Darle la máxima utilidad a los objetos sin la necesidad de destruirlos o
deshacerse de ellos.
•Reciclar: Utilizar los mismos materiales una y otra vez, reintegrarlos a otro
proceso natural o industrial para hacer el mismo o nuevos productos,
utilizando menos recursos naturales
