¿Qué son los polímeros?

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Proviene del Griego: poly: muchos y meros: partes.
    La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o macromoléculas (moléculas gigantes) llamadas polímeros, las cuales son generalmente orgánicas y formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

En ambas imágenes se observa un polímero, formado por una cadena de monómeros.

Características de los polímeros

   Son livianos: El rango de densidades de los plásticos es relativamente bajo. Esto permite que los plásticos sean materiales fáciles de manejar, y por otra parte supone una gran ventaja en el diseño de las piezas en las que el peso es una limitación. 

     
   Son aislantes térmicos: El valor es sumamente pequeño. La baja conductividad térmica resulta un inconveniente durante la transformación de los plásticos. El calor necesario para transformar los plásticos se absorbe de manera muy lenta y la eliminación del calor durante la etapa de enfriamiento resulta igualmente costosa. Sin embargo, en muchas aplicaciones de los plásticos, la baja conductividad térmica se convierte en una ventaja, pues permite el empleo de estos materiales como aislantes térmicos. 

  Son aislantes eléctricos: Gracias a su elevada resistencia eléctrica los plásticos se utilizan frecuentemente como aislantes eléctricos de aparatos y conducciones que funcionan con corriente o la 

transportan.

Propiedades de los polímeros

Las propiedades eléctricas: de los polímeros industriales están determinadas principalmente, por la naturaleza química del material (enlaces covalentes de mayor o menor polaridad).

Propiedades físicas: En este caso las fuerzas responsables del ordenamiento, son las llamadas fuerzas de Van der Waals.

 La temperatura tiene mucha importancia en relación al comportamiento de los polímeros. A temperaturas más bajas los polímeros se vuelven más duros y con ciertas características vítreas debido a la pérdida de movimiento relativo entre las cadenas que forman el material.

*Las fuerzas de Van der Waals son fuerzas de estabilización molecular; donde participan dos tipos de fuerzas, las fuerzas de atracción y las fuerzas de repulsión, entre las capas electrónicas de dos átomos

Propiedades mecánicas: Actualmente las propiedades mecánicas de interés son las de los materiales polímeros y éstas han de ser mejoradas mediante la modificación de la composición o morfología por ejemplo, cambiar la temperatura a la que los polímeros se ablandan y recuperan el estado de sólido elástico o también el grado global del orden tridimensional.

Clasificación según su estructura interna

Se clasifican según su cadena de monómeros

Lineales: Se presenta una cadena sin ramificaciones. 

Ramificados: A partir de la cadena principal, se forman nuevas cadenas observándose una ramificación. 

Reticulados o de redes: Las cadenas se entrecruzan formando una red.

Clasificación según su composición

En función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en: homopolímeros y copolímeros (heteropolímeros). 

Homopolímero: Se le denomina así al polímero que está formado por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena. 

Coplímero: Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena.

Según la distribución de los diferentes monómeros en una cadena copolímera, podemos clasificarlos en:

Al azar: Los diferentes monómeros no tienen un orden determinado, es decir, están distribuidos aleatoriamente. 

Alternado: 1 o 2 monómeros se ubican en diferentes posiciones, pero siempre intercalándose. 

En bloque: Más de 2 monómeros se ubican alternados en la cadena. 

Injertado: A la cadena principal homopolímera, se le insertan ramificaciones de otro tipo de polímero.

Tipos de polímeros

    En función de la composición química, los polímeros pueden ser inorgánicos como por ejemplo el vidrio, polímeros orgánicos los cuales se pueden clasificar a su vez en polímeros naturales como las proteínas y en polímeros sintéticos como los materiales termoestables. 

Polímeros naturales: Los biopolímeros son macromoléculas que se encuentran fácilmente en la naturaleza y pueden o no tener unidades repetitivas. El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de macromoléculas naturales constituidas por miles de unidades repetitivas, y tenemos ejemplos como las proteínas, los ácidos nucleicos y las enzimas que tienen    estructuras complejas con variadas moléculas simples.


Polímeros sintéticos: Los polímeros sintéticos no se encuentran en la naturaleza, son producto de reacciones químicas en donde las unidades repetitivas forman enlaces 

haciendo crecer las cadenas, mediante 
la polimerización. Se producen en base
 al petróleo o por la modificación de 
polímeros naturales. Encontramos el 
nylon, el polietileno y la baquelita. 









*Polimerización: Proceso químico por el cual se unen monómeros para formar una molécula de mayor tamaño denominada polímero.

Clasificación de los polímeros sintéticos por su estructura interna

En función de cómo se encuentren enlazadas las cadenas poliméricas y la disposición de las diferentes cadenas que conforma el polímero, los materiales poliméricos resultantes se clasifican en:

Termoplástico
Propiedades

• Pueden derretirse antes de pasar a un estado gaseoso.
• Permiten una deformación plástica cuando son calentados.
• Son solubles en ciertos solventes.
• Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.
• Buena resistencia al fenómeno de fluencia.

Termoestable

Propiedades

• No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso
• Generalmente no se hinchan ante la presencia de ciertos solventes
• Son insolubles.

Elastómero
Propiedades

• No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso
• Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes
• Generalmente insolubles.
• Son flexibles y elásticos

A continuación se presenta un cuadro comparativo entre los tres tipos de estructura interna de los polímeros sintéticos.

Recordemos

   Polimerización es el proceso químico por el cual se unen monómeros para formar una molécula de mayor tamaño denominada polímero

Existen dos tipos de polimerización: de adición o crecimiento de cadena y de condensación o crecimiento por pasos. 

Polimerización por adición
   En una reacción de adición el proceso de polimerización que se inicia por un radical, un catión o un anión. 

   En otras palabras, una polimerización es por adición si la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman.

La polimerización por adición no genera subproductos.

Polimerización por condensación
   Este tipo de polimerización consiste en la unión de dos o más monómeros diferentes, formando así una molécula más compleja. 

En este proceso se obtiene, además del polímero, un subproducto, que puede ser agua, alcohol, amoniaco, etc.

Este procedimiento es más lento y complicado que el de adición, y suelen formarse en general polímeros más pequeños.

Aplicaciones comerciales de algunos polímeros de adición

Polietileno 
Nombre comercial: Polietileno

Propiedades físicas y químicas: Polímero termoplástico. Es un material traslúcido y resistente al ataque de productos químicos.
Aplicaciones: Es utilizado en la fabricación de envases, por su resistencia al ataque de productos químicos. También en la elaboración de implementos de escritorio, juguetes y bolsas plásticas. 

Poliestireno expandido 
Nombre comercial: Plumavit, aunque en algunas partes de Chile se le llama Aislapol.

Propiedades físicas y químicas: No se pudre, no se enmohece ni se descompone, lo que lo convierte en un material idóneo para la venta de productos frescos, son ligeros, resistentes a la humedad y capaces de absorber los impactos.
Aplicaciones: En forma de espuma se le denomina plumavit, como protector de golpes de aparatos delicados o para mantener el calor de la comida dentro de él.

Aplicaciones comerciales de algunos polímeros de condensación

Polisiloxano
Nombre comercial:Siliconas 


Propiedades físicas y químicas: Estables al calor y a la oxidación, e insolubles al agua. Son muy poco reactivas; por esta razón se emplean en medicina. 

Aplicaciones: En medicina se utilizan se utilizan para fabricar corazones artificiales e implantes cosméticos. Además, en la elaboración de lubricantes y selladores de automóviles.

Poliamida
Nombre comercial: Nailon

Propiedades físicas y químicas: Presenta resistencia al desgaste, al calor, al moho, a la acción de las polillas y a la abrasión.
Aplicaciones: Empleado en la elaboración de fibras resistentes a la tracción. Además, en fabricación de hilo de pescar, cuerdas de guitarras y cerdas de cepillos de dientes. 

Polímeros biológicos de importancia

Entre estos se encuentran:


 Carbohidratos



Ácidos nucleicos

Proteínas