Guias Lab Fisicoquimica

RESUMEN.

1.-Los polímeros o macromoléculas son compuestos de alto peso molecular con longitudes de cadena

superiores a la longitud crítica, requerida para lograr el enmarañamiento de dichas cadenas. Cuando la

longitud de cadena de los compuestos de alto peso molecular sobrepasa un valor crítico, se produce un

cambio brusco de la viscosidad del producto fundido y de otras propiedades físicas.

2.-Mientras que algunos polímeros naturales como las proteínas son monodispersos, esto es, todas las

cadenas tienen el mismo peso molecular, otros polímeros naturales y sintéticos como la celulosa o el

polietileno son polidispersos, es decir, están constituidos por una mezcla de cadenas de distintos pesos

moleculares. Así, se utiliza el término GP para indicar un grado de polimerización medio, siendo GP igual al

número de monómeros (unidades de repetición) de la cadena del polímero.

3.- Muchos polímeros, entre ellos la celulosa y el HDPE, son polímeros lineales constituidos por cadenas

largas y continuas de átomos unidos mediante enlaces covalentes. Otros como la amilodextrina y el LDPE

poseen ramificaciones o extensiones de cadena partiendo de la cadena principal del polímero, alcanzando

por tanto un mayor volumen y una menor densidad que los polímeros lineales. Por otro lado, los polímeros

de red como la ebonita, en los cuales las cadenas individuales se hallan unidas entre sí mediante enlaces

covalentes cruzados, son polímeros termoestables infusibles.

4.- Los grupos funcionales en la cadena principal del polímero, tales como el grupo metilo en el propileno o

el caucho de la hevea se denominan grupos pendientes.

5.- Muchos polímeros similares al caucho son flexibles porque la rotación libre de los enlaces simples

carbono-carbono permite la formación de muchas configuraciones distintas o conformaciones. Este

movimiento de los segmentos de cadena se ve limitado por los radicales voluminosos, por los grupos

rigidizantes en las cadenas del polímero y por las fuerzas elevadas intermoleculares. El enlace de

hidrógeno, el cual da lugar a las mayores fuerzas intermoleculares es fundamental para la mayoría de las

fibras de alta resistencia.

6.- La rotación libre de átomos unidos por enlaces covalentes también se ve limitada por la presencia de

enlaces dobles. De esta forma son posibles configuraciones estables cis y trans para polímeros como el

poliisopreno. Las formas isoméricas cis y trans del poliisopreno se conocen bajo el nombre de caucho de la

hevea flexible y plástico duro como gutapercha, respectivamente.

7.- Los centros quirales en un polímero como el propileno hacen posibles muchas configuraciones distintas

o isómeros ópticos. Las configuraciones principales con distribución ordenada de los radicales son

moléculas resistentes, de alto punto de fusión que se conocen como isómeros isotácticos y sindiotácticos.

Los isómeros de más bajo punto de fusión, en los cuales los radicales se orientan de manera aleatoria en el

espacio, se conocen como polímeros atácticos.

8.- La temperatura a la que se produce la movilidad de los segmentos de la cadena a causa de la rotación

libre de los enlaces covalentes es una temperatura característica llamada temperatura de transición vítrea.

Para ser de utilidad como plásticos o elastómeros, la temperatura de utilización de un polímero deberá

situarse por debajo o por encima de la temperatura de transición vítrea (Tg), respectivamente.

9.- Puesto que el volumen específico, el índice de refracción, la permeabilidad a los gases y la capacidad

calorífica aumentan con el inicio de la agitación segmental a la Tg podrán utilizarse los cambios abruptos

de estas propiedades para determinar la Tg.

10.- La transición de primer orden, o punto de fusión (Tm), es de un 33 a un 100 % más alta que la Tg, la

cual también se denomina en ocasiones como transición de segundo orden. Los polímeros simétricos como

el HDPE presentan las mayores diferencias entre las temperaturas Tg y Tm.

11.- El que una cadena de un polímero se halle estirada en toda su longitud es sólo una de las

numerosísimas conformaciones posibles de un polímero a temperaturas por encima de Tg. Por tanto, la

longitud de cadena se expresa estadísticamente como la distancia media cuadrática:

2

r ,

la cual es

aproximadamente un 7 % de la longitud total de contorno de la cadena del polímero.

12.- Puesto que las cadenas ramificadas como el LDPE pueden tener muchas terminaciones se acostumbra

a usar el radio de giro S, que es la distancia desde el final de una cadena hasta el centro de gravedad del

polímero, en lugar de emplear r.

13.- La flexibilidad, que es función inversa del tiempo de orientación (τ m ) aumenta a medida que aumenta

la temperatura, pudiéndose calcular con la ecuación de Arrhenius:

E

RT τ m = Ae

14.- Las fibras y los elastómeros en deformación son translúcidos debido a la presencia de esferulitas que

están constituidas por cristalitas ordenadas o regiones de cristalinidad.

15.- Puesto que se pueden elaborar cristales monolaminares constituidos por cadenas plegadas de polímeros

simétricos, se supone ahora que los polímeros cristalinos

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