Este documento trata sobre los polímeros. Explica que los polímeros son macromoléculas formadas por la unión repetida de monómeros unidos por enlaces covalentes. Se clasifican en polímeros naturales, sintéticos y semisintéticos según su origen. También describe la estructura química y física de los polímeros, así como sus aplicaciones más comunes.

1. “El mundo de los polímeros”
Profesor : Osvaldo García García
Integrantes:
Badillo Hernández Dania Anel
Apanco Carrera Alejandra
Anguiano García Laura
Navarrete García Dafne
Nº de grupo:821
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE
MEXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
PLANTEL NAUCALPAN

2.  Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión
repetida de una o varias moléculas unidas por enlaces
covalentes. El termino macromolécula significa molécula
muy grande. “Polímero” y “Macromolécula” son términos
que suelen utilizarse indistintamente aunque
estrictamente hablando no son equivalentes ya que las
macromoléculas, en principio, no requieren estar
formadas por unidades de repetición.
 Dependiendo de su origen, los polímeros puedes ser
naturales o sintéticos.

3.  Las moléculas que se
combinan para formar
los polímeros se
denominan monómeros
y las reacciones a
través de las cuales se
obtiene se denominan
reacciones de
polimerización.
 Cuando se parte de un
solo tipo de moléculas
se habla de
homopolimero.
 Cuando son dos o mas
moléculas diferentes las
que se repiten en la
cadena se habla de
copolimero o
heteropolimero.

4.  En la estructura de los
polímeros se consideran
dos niveles, se
consideran dos niveles
estructura química y
estructura física. La
estructura química se
refiere a la construcción
de la molécula individual
y la estructura física al
ordenamiento de unas
moléculas con respecto
a otras.

5.  En los polímeros la unión entre monómeros se realiza siempre
mediante enlaces covalentes. Los átomos de carbono que
constituyen la cadena principal presentan una configuración
sp3 , por tanto sus orbitales se dispondrán formando un
tetraedro entorno al átomo de carbono y el ángulo de enlace
de dos carbonos consecutivos será de aproximadamente 109º

6. a) Polímeros naturales: provenientes directamente del reino
vegetal o animal. Por ejemplo:
celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, ácidos
nucleícos, etc.
b) Polímeros artificiales: son el resultado de modificaciones
mediante procesos químicos, de ciertos polímeros naturales.
Ejemplo: nitrocelulosa, etonita, etc.
c) Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por procesos de
polimerización controlados por el hombre a partir de materias
primas de bajo peso molecular.
a) almidón b) nitrocelulosa c) plástico

7.  Son los transformados o “creados” por el hombre. Están aquí todos los
plásticos, los más conocidos en la vida cotidiana son el nylon, el
polietileno, el policloruro de vinilo (PVC) y el polietileno. La gran variedad
de propiedades físicas y químicas de estos compuestos permite aplicarlos
en construcción, embalaje, industria
automotriz, aeronáutica, electrónica, agricultura o medicina.

8. Los polímeros sintéticos son lo que se
obtienen por procesos de síntesis ya
sea en industrias o en un laboratorio y
están conformados en base de
monómeros naturales controlados por
el hombre. Algunos ejemplos de ellos
están el vidrio, la porcelana, el nailon,
el rayón, los adhesivos, etc.
Se unen mediante enlace covalente.

9. Según el tipo de monómero que lo conforman:
a) Homopolímeros: son aquellos formados por la repetición de
unidades del mismo monómero, como el
polietileno, polietileno, entre otros.
b) Copolímeros: son aquellas cadenas que están formadas por 2 o
más tipos de monómeros, como estireno-butadieno en las fábricas
de neumáticos.

10.  De acuerdo a las propiedades de los polímeros, estos se
pueden clasificar de diferentes formas: reticulares y
lineales, de alta y baja densidad, termoplásticos y
termoestables (resistencia al calor y temperatura de
fusión).

11.  Las principales características que
hacen de los polímeros materiales
adecuados para infinidad de
aplicaciones son:
 Bajo peso
 Posibilidad de obtener variedad de
colores y texturas
 Asilamiento eléctrico y acústico
 Buenas propiedades mecánicas
 Posibilidad de estar en contacto con
alimentos sin contaminarlos
 Bajo precio
 La mayoría de los polímeros están
constituidos de tal manera que sus
moléculas conforman miles de
átomos dispuestos en largas cadenas
lineales. Pero no tienen por qué ser
necesariamente cadenas rectas. Los
polímeros pueden presentar también
muchos otros ordenamientos.

12.  Las cadenas pendientes tienen
algunas particularidades
extrañas. A veces, ambos
extremos de las cadenas
pendientes se encuentran
unidos a las cadenas
principales de moléculas
poliméricas separadas. Si existe
un número suficiente de
cadenas pendientes unidas a
dos moléculas
poliméricas, puede suceder
que todas las cadenas
principales del polímero se
encuentren entrelazadas
mutuamente, formando un
retículo gigantesco.

13.  Cuando esto ocurre, el polímero es en realidad una única
molécula, ¡lo suficientemente grande como para tomarla con
nuestras manos! Los polímeros como éstos se denominan
polímeros entrecruzados.
 Muchos tipos de caucho, como el poliisopreno y el
polibutadieno, son entrecruzados. Una cubierta de auto es en
realidad una gigantesca molécula reticulada, tan grande que
se necesitan dos manos para levantarla

14.  En su mayor parte, cuando hablamos de polímeros
nos estamos refiriendo a moléculas con pesos
moleculares de cientos de miles, o aún millones.
También estamos hablando generalmente, de
polímeros lineales. Un polímero lineal es una
molécula polimérica en la cual los átomos se
arreglan más o menos en una larga cadena. Esta
cadena se denomina cadena principal.

15.  Por lo general, algunos de
estos átomos de la
cadena están enlazados
a su vez, a pequeñas
cadenas de átomos.
 Estas cadenas pequeñas
se denominan grupos
pendientes. Las cadenas
de grupos pendientes son
mucho más pequeñas
que la cadena principal.
 Normalmente tienen unos
pocos átomos de
longitud, pero la cadena
principal posee
generalmente cientos de
miles de átomos.

16.  No todos los polímeros son lineales. A veces existen
cadenas unidas a la cadena principal, cuya longitud
es comparable con la de ésta. Esto se denomina
polímero ramificado. Algunos polímeros como el
polietileno, pueden presentar estructuras tanto
lineales como ramificadas.

17.  Debido a que los enlaces
covalentes se rompen por
efecto de la
temperatura, los
termoplásticos son
polímeros de cadenas
largas que al calentarse se
ablandan y pueden volver
a moldearse a presión.
Representan el 78-80% de
consumo total de los
plásticos.
 A continuación se
mencionan los más
importantes y sus
características más
importantes.

18.  Estos materiales se caracterizan por tener cadenas poliméricas
largas y entrecruzadas, que al calentarse (aumentar la
temperatura) no se ablandan formando una resina con una
estructura tridimensional que no se funde. La temperatura a la
que se exponen no logra romper los enlaces covalentes que
unen a los polímeros, es decir, polimerizan irreversiblemente
bajo calor o presión formando una masa rígida y dura.

19.  Ésta es la diferencia básica entre los polímeros
termoplásticos y los termofijos o termoestables. La
baquelita y la melanina son ejemplos de este tipo
de plásticos, ambos son resistentes a las bacterias
(por lo que actúan como fuente de
contaminación, no son biodegradables).

20. El cuadro siguiente describe
las resinas termofijas más
importantes y sus
características más
importantes.

21.  Los polímeros termofijos pueden
reforzarse para aumentar su
calidad, dureza y resistencia a la
corrosión. El material de refuerzo más
usado es la fibra de vidrio.
 Ésta se usa en proporciones que varían
entre 20 y 30%. El 90% de las resinas
reforzadas son de poliéster. El resto lo
constituyen los
uretanos, fenólicos, melaninas y
epóxicas.
 Con los polímeros sintéticos, se pueden
obtener una gran variedad de
estructuras moleculares, según sea el tipo
de monómeros empleados y las
necesidades que se quieran
satisfacer, en otras palabras el hombre
puede fabricar moléculas a la medida.
 Por ello, las propiedades (como la
flexibilidad, densidad, resistencia a la
tensión y a la temperatura) de las
moléculas que se fabriquen a la medida
dependerán principalmente de sus
estructuras químicas, así que, también es
posible diseñar estructuras con las
características deseadas.

22.  Los polímeros por ser mas ligeros y fáciles
de ser procesados, en ocasiones
sustituyen a los metales y a los materiales
inorgánicos, como por ejemplo las
fibras, los
plásticos, hules, adhesivos, pinturas, etc.
Que además de ser indispensables en
nuestra vida cotidiana, actualmente se
utilizan en industrias como la
electrónica, la
biotecnología, óptica, etc.

23.  Un gran numero de materiales nuevos se obtienen a
partir de mezclas de polímeros muy comunes y
baratos por medio de la modificación de sus
propiedades, procesamiento y estructuras
químicas, pero también se obtienen de mezclas de
polímeros y polvos muy finos de metales y /o vidrio.

24. 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.

25. 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.

26. 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.

27. Un ejemplo sería: Caucho natural
El caucho natural es un polímero elástico y
semisólido, que posee la siguiente estructura:
Caucho natural formado por
monómeros de isopreno
El monómero del caucho natural es
el isopreno (2-metil-1,3-butadieno),
que es un líquido volátil.

28. Las proteínas funcionan como material estructural en los
animales, tal como la celulosa en las plantas. Todas las
proteínas contienen los elementos
carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y casi todas ellas
contienen azufre.
Las proteínas están formadas por cerca de 20 aminoácidos
diferentes. Estos tienen dos grupos funcionales: el grupo
amino (-NH2) y grupo el carboxilo (-COOH). El grupo amino
está unido a un carbono vecino del grupo carboxilo:

29. Esquema de un aminoácido
Los aminoácidos forman una proteína a través de un
enlace peptídico, enlace entre un carbono del grupo
carboxilo y un grupo amino.
Las proteínas son
poliamidas. El enlace
amida (-CONH-) entre un
aminoácido y otro
aminoácido se
denomina enlace
peptídico.
Se puede observar que
sigue existiendo un
grupo amino reactivo a
la izquierda y un grupo
carboxilo a la derecha.

30. 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.
Rayón

31. 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.

32. El policloropreno o neopreno, se fabrica a partir del 2-cloro-1,3-
butadieno. El neopreno presenta mejor resistencia a la gasolina y los
aceites y se utiliza en la fabricación de mangueras para gasolinas y
otros artículos usados en las estaciones de servicio.
Un copolímero es el producto que se forma por la mezcla de dos
monómeros, y en cuya cadena existen las dos unidades. El caucho
estireno-butadieno (SBR) es un copolímero que contiene un 25% de
estireno y un 75% de butadieno. Un segmento de este copolímero es
el siguiente:

33. 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.
Se ha logrado sintetizar el
poliisopreno, un compuesto
idéntico en todos los sentidos
al caucho natural, solo que
no se extrae del árbol del
caucho.

34. En la actualidad encontramos muchos polímeros artificiales para tantos
propósitos diferentes.
Los plásticos son populares porque son:
• Económicos.
• Más livianos.
• 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, pueden ser suaves como las plumas y más resistentes
que el mismo acero.
• Son aislantes de la corriente eléctrica.
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.

35. • La gran cantidad de desechos
de polietileno que se tira
anualmente en México está
creando serios problemas, sobre
todo cuando llega el momento de
deshacernos de ellos.
• 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.

36. Por ello es necesario evitar el uso
excesivo de los empaques y utilizar
las 3 R’s.
1. Reducir: Evitar todo aquello que
de una u otra forma genera un
desperdicio innecesario.
2. 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.
3. 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.

38. http://www.xente.mundo-r.com/explora/quimica3/Polimeros.pdf
http://www.cch-
sur.unam.mx/guias/experimentales/quimicaIV_2012.pdf
REFERENCIAS: