Polimeros Biodegradables

Los polímeros son macromoléculas que se producen de la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros. Estos monómeros se unen entre sí por enlaces químicos, generalmente covalentes. A la reacción de formación de un polímero se le denomina polimerización, según el mecanismo de la reacción se puede clasificar en “polimerización por pasos” o “polimerización en cadena”, en cualquier caso, el tamaño de la cadena va a depender de parámetros como la temperatura o el tiempo de la reacción.

Un polímero biodegradable es aquel que puede descomponerse en sus elementos químicos que lo conforman, debida a la acción de agentes biológicos como plantas, animales, microorganismos y hongos, bajo condiciones ambientales naturales. Esta es definida como el proceso de degradación microbiana de sustancias orgánicas complejas en sustancias más sencillas.

Cabe destacar, que en los polímeros biodegradables su mecanismo de degradación es 100% natural y el tiempo en que tardan va a depender de mecanismos como la foto degradación, degradación térmica, mecánica o enzimática. Estos polímeros biodegradables representan un nuevo círculo de materiales aptos para reducir un impacto negativo medio ambiental a gran escala, en términos de consumo de energía, de residuos industriales, domiciliario o doméstico.

Los polímeros biodegradables se pueden clasificar según su origen en naturales y sintéticos, en los polímeros naturales cabe mencionar los polisacáridos, las proteínas y los lípidos. En los polímeros biodegradables sintéticos cabe mencionar las poliamidas, poliésteres y polivinilalcoholes.

Palabras claves:

 Monómero

 Polimerización

 Biodegradabilidad

Introducción

Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión covalente de pequeñas unidades moleculares conocidas como monómeros. Estas macromoléculas pueden estar formadas por un único tipo de monómero, y se denominan homopolímeros, o por varios tipos de monómeros, en cuyo caso se conocen como copolímeros. El número de moléculas de monómero que componen esta cadena es su grado de polimerización. Tanto los homopolímeros como los copolímeros pueden ser lineales, ramificados o reticulados. Los copolímeros, además, pueden clasificarse, según la forma en que se organicen las diferentes unidades monoméricas, en: al azar, alternantes, en bloque o de injerto.

Dependiendo de su origen, pueden ser naturales o sintéticos.

Los polímeros también se pueden dividir en biodegradables y no biodegradables.

El término de biodegradabilidad fue definido de forma general por Chandra y Rustgi (1998) como un proceso por el cual bacterias, hongos, levaduras y sus enzimas consumen una sustancia polimérica como una fuente de alimento tal que su forma original desaparece. Es un proceso relativamente rápido bajo las condiciones apropiadas de humedad, pH, temperatura y oxígeno disponible.

El principal requisito de los polímeros biodegradables es que contengan grupos lábiles en sus cadenas que puedan romperse fácilmente por acción de un agente externo de

naturaleza física o química. Así, la mayoría tiene, en sus cadenas poliméricas, grupos

funcionales hidrolíticamente inestables: éster, anhídridos, amida, etc. 

Marco Teórico

Polímeros

La materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros.

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.

Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales importantes.

Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.

Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases.

Clasificación de los polímeros

• Polímeros naturales: Existen en la naturaleza muchos polímeros, las biomoléculas que forman a los seres vivos son macromoléculas poliméricas.

Los Polímeros Naturales así como los demás de su clase están estructurados por monómeros que son las micromoléculas que se unen para formar el Polímero, la diferencia entre las clases de éstos, aunque algunos estén formados por el mismo monómero es la forma en que estos se encuentran distribuidos y estructurados dentro del Polímero.

Los polímeros naturales se subdividen en:

- Proteínas: Las proteínas son los principales componentes de los seres vivos, formando más de la mitad de la masa de las células, siendo además responsables de una importante cantidad de funciones. Todas las proteínas tienen una estructura básica, es decir, son polímeros formados por la unión de aminoácidos, los cuales están constituidos por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), y nitrógeno (N) aunque en algunos casos podemos encontrar azufre (S).

Las proteínas son cadenas largas de aminoácidos que poseen una estructura estable y única, que permite que ésta pueda desarrollar su función. Esta estructura se forma a través de 4 niveles, estos son:

a) Estructura Primaria: Es la secuencia de aminoácidos de la proteína, indicando que aminoácidos la componen y en qué orden están, esta secuencia va definir la función de la proteína.

b) Estructura Secundaria: Está referida a la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio, por la capacidad de giro de los enlaces, van adquiriendo disposiciones estables, como por ejemplo: La de alfa-hélice, donde la estructura primaria se enrolla sobre sí misma, por los enlaces de H entre el – C=O y el –NH-. Otra es la formación Beta, que consiste en que ya no forman una hélice como en la anterior, si no que ahora forman un zig-zag o también conocida como lámina plegada.

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