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Es una macromolécula formada por la unión de moléculas
de menor tamaño que se conocen como monómeros.
1 MONOMEROn
n 2 DIMERO3 TRIMERO4 -20 OLIGOMEROS> 20 POLIMERO
POLIMEROS:
¿Que es un polímero?
POLIMEROS NATURALES
PROTEÍNAS
Hemoglobina
POLIMEROS NATURALES: ADN
A
T
G
C
C
G
T
A
O
OH H
HH
H H
CH2
N
N
N
N
O
N H
H
HNN
O
N
H
H
O
PO2
O
O
O H
HH
H H
CH2
N
NN
N
NHH
NN
O
O
H3C
HPO2
O
O H
HH
H H
CH2
N
N
N
N
O
N H
H
HNN
O
N
H
H
O
PO2
O
O
O H
HH
H H
CH2
N
NN
N
NHH
NN
O
O
H3C
H
P O
H
H H
HH
CH2
O
OH
H H
HH
O
CH2
O
OH
H H
HH
CH2
O
OH
H H
HH
CH2
O
PO2
O
OPO2
PO2
P
OH
CELULOSA
Hidrato de carbono
ALMIDÓN
POLIMEROS SINTETICOS
TIPOS DE POLÍMEROS
Plásticos: polietileno
Elastómeros: caucho
Termorrígidos: baquelita
Fibras: poliéster
Lineal
Ramificado
Entrecruzado
ESTRUCTURA DE LA CADENA
TIPOS DE POLÍMEROS
ESTRUCTURA
Cristalinos vs. Amorfos
En general, al aumentar la
cristalinidad no sólo aumenta
la opacidad sino también la
rigidez y la resistencia a la
tracción –estiramiento- de los
polímeros debido a las fuerzas
intermoleculares que actúan
entre las cadenas.
POLICARBONATO
200 veces más resistente
que el vidrio al impacto
POLIETILENO
El polietileno de alta densidad (PAD):
es un sólido rígido translúcido
se ablanda por calentamiento y puede ser moldeado como películas
delgadas y envases
a temperatura ambiente no se deforma ni estira con facilidad. Se
vuelve quebradizo a -80 °C.
es insoluble en agua y en la mayoría de los solventes orgánicos.
El polietileno de baja densidad (PBD):
Es un sólido blando translúcido
Se deforma completamente por calentamiento. Sus films se estiran
fácilmente, por lo que se usan comúnmente para envoltorios (de
comida, por ejemplo).
Es insoluble en agua, pero se ablanda e hincha en presencia de
solventes hidrocarbonados
También se vuelve quebradizo a -80 ° C
GOMA: uniones S-S entre cadenas
La goma natural es un sólido opaco, blando y fácilmentedeformable que se vuelve pegajoso al calentarlo yquebradizo al enfriarlo. Es impermeable al agua pero puededisolverse en solventes orgánicos. Puede pensarse comoderivado del monómero isopreno, el cual es un líquido volátil.
GOMA
VULCANIZADA
NYLON: UNIONES PUENTE DE HIDRÓGENO ENTRE CADENAS
NYLON 6,6
Resistencia: Tensión
Tensión = Fuerza/Area = N/cm2 = Mpa = Gpa
1 megapascal = 100 N/cm2 1 gigapascal = 1000 Mpa
Lo
Le
Lmax
Muestra de polímero
Resistencia a la tensión = Tensión necesaria
para romper la muestra
PROPIEDADES MECANICAS
ESCISION DE CADENAS
SINTESIS DE POLIMEROS
UNA NUEVA CLASIFICACIÓN
POLÍMEROS DE ADICIÓN
POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN
POLIMEROS DE ADICION
Name(s) Formula Monomer Properties Uses
Polyethylene
low density (LDPE)- (CH2-CH2)n-
ethylene
CH2=CH2
soft, waxy solid film wrap, plastic bags
Polyethylene
high density (HDPE)- (CH2-CH2)n-
ethylene
CH2=CH2
rigid, translucent solidelectrical insulation
bottles, toys
Polypropylene
(PP) different grades- [CH2-CH(CH3)]n-
propylene
CH2=CHCH3
atactic: soft, elastic solid
isotactic: hard, strong solid
similar to LDPE
carpet, upholstery
Poly(vinyl chloride)
(PVC)- (CH2-CHCl)n-
vinyl chloride
CH2=CHClstrong rigid solid pipes, siding, flooring
Poly(vinylidene chloride)
(Saran A)- (CH2-CCl2)n-
vinylidene chloride
CH2=CCl2dense, high-melting solid seat covers, films
Polystyrene
(PS)- [CH2-CH(C6H5)]n-
styrene
CH2=CHC6H5
hard, rigid, clear solid
soluble in organic solvents
toys, cabinets
packaging (foamed)
Polyacrylonitrile
(PAN, Orlon, Acrilan)- (CH2-CHCN)n-
acrylonitrile
CH2=CHCN
high-melting solid
soluble in organic solvents
rugs, blankets
clothing
Polytetrafluoroethylene
(PTFE, Teflon)- (CF2-CF2)n-
tetrafluoroethylene
CF2=CF2
resistant, smooth solidnon-stick surfaces
electrical insulation
Poly(methyl methacrylate)
(PMMA, Lucite, Plexiglas)- [CH2-C(CH3)CO2CH3]n-
methyl methacrylate
CH2=C(CH3)CO2CH3
hard, transparent solidlighting covers, signs
skylights
Poly(vinyl acetate)
(PVAc)- (CH2-CHOCOCH3)n-
vinyl acetate
CH2=CHOCOCH3
soft, sticky solid latex paints, adhesives
cis-Polyisoprene
natural rubber- [CH2-CH=C(CH3)-CH2]n-
isoprene
CH2=CH-C(CH3)=CH2
soft, sticky solidrequires vulcanization
for practical use
Polychloroprene (cis + trans)
(Neoprene)- [CH2-CH=CCl-CH2]n-
chloroprene
CH2=CH-CCl=CH2
tough, rubbery solidsynthetic rubber
oil resistant
POLIMERIZACIÓN
POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN
EN CADENA POR RADICALES LIBRES
INICIADORES
TERMINACION
POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN
IÓNICA
POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN ORGANOMETALICA
TACTICIDAD Y PROPIEDADES
ESTEREOQUIMICA
Formula TIPO COMPONENTES
~[CO(CH2)4CO-OCH2CH2O]n~ polyester HO2C-(CH2)4-CO2H
HO-CH2CH2-OH
polyester
Dacron
Mylar
para HO2C-C6H4-CO2H
HO-CH2CH2-OH
polyester meta HO2C-C6H4-CO2H
HO-CH2CH2-OH
polycarbonate
Lexan(HO-C6H4-)2C(CH3)2
(Bisphenol A)
X2C=O
(X = OCH3 or Cl)
~[CO(CH2)4CO-NH(CH2)6NH]n~ polyamide
Nylon 66
HO2C-(CH2)4-CO2H
H2N-(CH2)6-NH2
~[CO(CH2)5NH]n~ polyamide
Nylon 6
Perlon
polyamide
Kevlar
para HO2C-C6H4-CO2H
para H2N-C6H4-NH2
POLIMEROS DE CONDENSACION
POLIMERIZACIÓN EN ETAPAS
(CONDENSACIÓN)
El lignano es un
polímero natural que
junto con la celulosa
constituye la madera
SEA
POLICARBONATO
(COMERCIAL)
Bisfenol A
Fosgeno
Reacción bifásica
(H2O/solvente)
Bu4NX catalizador de
transferencia de fase
OTROS BISFENOLES
POLICARBONATO:
DEGRADACION
En presencia de luz
sufre un reordenamiento
fotoquímico (Fries)
Indeseado porque el
producto es amarillo y
quebradizo
POLIMEROS HETEROCICLICOS
CONDENSACION MULTIPLE
Uno de los pomos contiene un
polímero de bajo peso molecular
con grupos epoxi en sus extremos,
mientras que el segundo pomo
contiene una diamina
POXIPOL 1
¿Por qué el pegamento epoxi (Poxipol) viene en dos
pomos diferentes que se mezclan?
POXIPOL 2
Cuando se mezclan ambas partes, el diepoxi y la diamina reaccionan
entre sí mediante el ataque del par electrónico libre del grupo amino
a uno de los carbonos unidos al oxígeno del epóxido.
POXIPOL 3
No sólo el mismo grupo amino puede volver a reaccionar, sino que tanto el grupo
amino como el époxido que aún no han reaccionado pueden hacerlo, y por sucesivas
reacciones las moléculas se enlazan para formar una red entrecruzada gigantesca.
La rigidez del polímero
dependerá del grado de
entrecruzamiento, y esto
a su vez de la relación
amina-epóxido que se
utilice.
Por eso, es posible
regular la dureza del
Poxipol de acuerdo a la
cantidad de material que
se tome de cada pomo.
EPOXI 3D
FIBRAS NATURALES
FIBRAS ARTIFICIALES
POLIACRILONITRILO
POLIPROPILENO
SPINNING (HILADO)
Electrospinning
Las soluciones de polímero se rotan en
un campo eléctrico de alto voltaje. La
gota suspendida de polímero se carga y
colapsa formando “chorros”.
Spinning por fusión
o en solución
ALGUNAS FIBRAS
Acetato: El acetato se prepara a partir de celulosa extraída de pulpa de madera por una
esterificación con ácido acético y anhídrido acético en presencia de ácido sulfúrico. Luego
se hidroliza parcialmente para acortar las cadenas y eliminar el sulfato, y una cantidad de
grupos acetato suficiente como para obtener un producto a partir del cual se puedan formar
fibras o películas delgadas. La resistencia de las fibras está dada por la linealidad de las
moléculas (poca ramificación), lo cual hace que puedan encajarse bien una al lado de la
otra y las fuerzas intermoleculares las mantengan unidas. Se puede obtener con un amplio
rango de colores y lustres, es suave, seca rápidamente, es resistente a la humedad y
polillas, no encoge. Usos: ropa, telas, películas fotográficas, filtros de cigarrillo, almohadas.
Acrílico: está compuesto por unidades repetitivas (–CH2-
CH(CN)-)n. Las moléculas se encuentran unidas entre sí
principalmente gracias a las interacciones dipolo-dipolo de
los grupos –CN. Es suave, de aspecto similar a la lana,
retiene su forma, es resistente a polilla, luz solar, aceite y
agentes químicos. Usos: frazadas, alfombras, buzos, medias.
Aramida: contiene anillos aromáticos en su cadena. Debido a
la estabilidad de la estructura aromática y la conjugación de
los grupos amida, posee gran estabilidad química y térmica,
incluyendo resistencia al fuego, por lo cual se utiliza en ropa
de protección para los bomberos y policías. Sus usos
industriales están limitados por su alto punto de fusión e
insolubilidad en solventes comunes. Es más liviano y más
duro que el acero, por lo cual un chaleco antibalas de poco
más de un kilogramo de peso puede detener una bala calibre
38 disparada desde 3 metros de distancia.
ALGUNAS FIBRAS
SILICATOS Y SILICONAS
El silicio forma una
variedad de polímeros
naturales inorgánicos,
los silicatos, que
contienen unidades SiO4
SILICATOS Y SILICONAS
En las siliconas, dos de los oxígenos de la unidad SiO4 han sido reemplazados por grupos hidrocarbonados, dando lugar a polímeros con estructura (-O-SiR2-)n.
APLICACIONES
TAPAS DE BUJÍAS
CABLES
MANGUERAS DE CALEFACCIÓN
BURLETES DE VENTANAS
TUBOS PARA DIÁLISIS Y TRANSFUSIONES
CATÉTERES
IMPLANTES.
