Reporte polimeros

Investigación Polímeros

Existen diversos tipos de compuestos químicos los cuales se crean a partir de la unión de  átomos por fuerzas intramoleculares, dados por enlaces iónicos, metálicos o covalentes. Este último se da como el resultado de dos átomos “compartiendo” electrones para que ambos puedan alcanzar el octeto obteniendo una configuración estable de gas noble. La unión de átomos por enlaces covalentes crean diversos tipos de moléculas, la unión entre estos monómeros de igual o diferente estructura molecular da como resultado macromoléculas conocidas también por el nombre de polímeros.

Existen diversas clasificaciones de estas moléculas creadas por cientos o miles de átomos, pueden ser sintéticas o naturales y presentan otras subdivisiones según sus características específicas y forma de creación.

Desarrollo 70 %:

Un polímero como se mencionó anteriormente esta constituido por pequeñas unidades químicas simples, los monómeros, pueden ser lineal o ramificada (Billmeyer, 1975)

La división entre polímeros naturales y artificiales esta dado por su origen, si es uno creado por el humano o no. El primer polímero artificial se remonta a la creación del cuero curtido, el cual fue un polímero natural modificado mediante un proceso especial para aumentar su dureza, el primer polímero realmente sintético fue creado en 1907, el polietileno que se puede observar en la imagen4, fue sintetizado por Reginald Gibson en 1993.

Por lo tanto se dice que esta división está dada por la forma de obtención del polímero, si es directamente de la naturaleza o si requiere uno o más procesos para su creación (Seymour, & Carraher, 1995).  Los polímeros orgánicos constituyen la base de la vida, desde un amplio abanico de productos que empleamos día a día como los diseñados a base de celulosa la cual se puede observar su forma molecular en la imagen 1, los carbohidratos, lípidos y proteínas que consumimos, hasta el ácido desoxirribonucleico de nuestras células (Billmeyer, 1975)

La celulosa es la principal molécula estructural de las plantas, conforma la mayor parte de la biomasa terrestre, es un polisacárido y por lo tanto también un polímero. Está constituida por moléculas de glucosa monosacáridos (monómeros), se crea a partir de una polimerización por condensación mediante una síntesis por deshidratación donde dos moléculas de glucosa se suprimen un hidroxilo y u ion hidrogeno liberando una molécula de agua. Forma enlaces con otras cadenas de celulosa lo que da como resultado un polímero muy resistente y duradero difícil de descomponer. La madera, la cual es en su mayoría celulosa se ha empleado desde los inicios de la humanidad en la construcción de herramientas, refugios y para producir fuego. En la actualidad también se emplea para un sinfín de productos comerciales como el papel, para la creación de compuestos como el acetato y nitrato de celulosa (Audesirk, et al. 2012).[pic 1]

Imagen 1. Molécula de celulosa, representada con 3 monómeros de glucosa

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Imagen 2. Representación del polietileno

La palabra polímero significa una molécula constituida por la repetición de una unidad más simple, los monómeros como se puede ver en la imagen 1, son las moléculas que conforman los eslabones de la cadena de polietileno los cuales se unieron por un proceso de polimerización

Existen dos grandes grupos según su forma de polimerización, por adición y por condensación. En la adición un radical libre es capaz de reaccionar para abrir el doble enlace de un monómero y adicionarse a él, quedando un electrón desapareado. En un tiempo breve muchos más monómeros se suman a la cadena que crece sucesivamente. La condensación tiene lugar entre dos moléculas polifuncionales para producir una molécula mayor, con la posible eliminación de una molécula pequeña como el agua, deshidratación (Serrano & Mendizábal. 2015).

Dependiendo del método de polimerización y del monómero, los plásticos tienen estructuras químicas variadas que hacen que se puedan clasificar en dos grandes grupos los termoplásticos y los termoestables.

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Imagen 3. Comparación entre las estructuras moleculares del termoplástico y termoestables Fuente: http://diarioabcv.blogspot.com/2014/02/elastomeros-termplasticos.html

 Los termoplásticos son polímeros formados por cadenas lineales que no están entrelazados entre sí. Esta propiedad les otorga la característica específica, se pueden derretir a altas temperaturas, son un poco elásticas y son solubles, por lo que se pueden reciclar. Los termoestables, por el contrario, son materiales cuya estructura molecular forma enlaces entre los hilos asemejando una red que no puede desligarse por medio de temperatura (característica que es posible con los termoplásticos) y que después de ser formados no pueden modificarse, disolverse ni reciclarse. (Earle & Audrieth.1954)

[pic 4]

Imagen 4. Comparación entre los polímero de poliepóxido

y de polietileno

Como se observa en la imagen 3, el polietileno no forma enlaces entre sus cadenas de moléculas por lo que corresponde a un polímero sintético termoplástico mientras que el poliepoxido también llamado resina epoxi es un polímero termoestable

El gluep es un polímero sintético con el aspecto de un sólido amorfo, viscoso y con consistencia gelatinosa, similar al slime o limo que se puede adquirir en las tiendas de juguetes. El proceso de creación de este polímero es sencillo y con productos domésticos. Se mezcla acetato de polivinilo o PVA un agente plastificante el cual se encuentra presente en el pegamento blanco y el bórax o borato de sodio que se puede adquirir como producto de limpieza, en un recipiente con agua para que se de la disociación del ion borato y este racione con el PVA.  A continuación se mezclan los compuestos y se puede agregar colorante para un resultado más vistoso.

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