Polímeros de Importancia Comercial

La palabra polímero se compone de dos términos, «poli» que significa muchos y «mer» que significa entidades o grupo. Entonces, los polímeros significan moléculas gigantes que consisten en una gran cantidad de moléculas pequeñas. La masa molecular de estas moléculas gigantes es bastante alta, ya que están formadas por pequeñas entidades repetidas que se denominan monómeros. La estructura de los monómeros es la misma que la de los polímeros, pero estas son moléculas más pequeñas que tienen enlaces covalentes entre ellas. Los polímeros se forman a partir de monómeros y el proceso se denomina polimerización .

Algunas propiedades importantes de los polímeros son:

• Los polímeros tienen una estructura similar a una string en la que los monómeros se entrecruzan entre sí.
• Los polímeros están hechos de monómeros, por lo que los polímeros tienen pesos moleculares altos.
• Los polímeros son resistentes al calor y pueden soportar altas temperaturas.
• Los polímeros son muy flexibles debido al tipo de enlace dipolo-dipolo entre las moléculas.
• Los polímeros cristalinos pueden cambiar de estado para convertirse en semicristalinos en condiciones adecuadas.

Los polímeros son generalmente de tres tipos principales dependiendo de sus fuentes que son: 

1. Polímeros naturales: Los polímeros naturales son aquellos polímeros que existen en la naturaleza y se forman naturalmente en animales y plantas. Estos polímeros son importantes para los humanos y ayudan a su supervivencia.
   • Ejemplos de polímeros naturales son la celulosa, las proteínas, el almidón, el caucho natural, etc.
2. Polímeros semisintéticos: este tipo de polímeros se encuentran entre los polímeros sintéticos y naturales, ya que estos son los derivados de los polímeros que se producen de forma natural, pero para formar estos polímeros necesitan ser procesados.
   • Por ejemplo, el acetato de celulosa también se conoce como rayón y el nitrato de celulosa son derivados de la celulosa, por lo que son polímeros semisintéticos.
3. Polímeros sintéticos: Una gran cantidad de polímeros se producen comercialmente mediante la aplicación de diferentes procesos, por lo que estos polímeros se conocen como polímeros sintéticos.
   • Por ejemplo, Buna – S, Nylon 6,6 son algunos de los polímeros sintéticos.

Polímeros de Importancia Comercial

Polipropeno

El polipropileno es un polímero sintético que se forma por la unión repetitiva de propeno. El propeno es el monómero del polipropeno. La estructura del polipropileno se da como (-C ₂ H ₅ CH-) _n El polipropileno es comercialmente importante ya que se usa en la preparación de diferentes materiales útiles como fibras, cuerdas, tuberías, etc.

Propiedades del Polipropeno 

• Semirrígido: el polipropileno es semirrígido, por lo que se utilizan para fabricar tuberías flexibles y fuertes, la propiedad semirrígida le permite entrecruzar estructuras similares a strings para hacer cuerdas.
• Resistente a Químicos: Es resistente a los efectos de los químicos, por lo que debido a esta propiedad el polipropileno no se degrada fácilmente y le brinda una larga vida útil.
• El punto de fusión cristalino aumenta por la posición del grupo metilo en los átomos de carbono en posiciones alternas en la string.
• Translúcido: el polipropileno es de naturaleza translúcida, lo que significa que permite que la luz del sol lo atraviese.

Poliestireno

El poliestireno es un polímero sintético que se forma a partir de hidrocarburos aromáticos, el estireno es su monómero. El poliestireno es insoluble en agua y tiene un alto punto de ebullición de 430 ^° C. El poliestireno se puede sintetizar en forma sólida o en forma de espuma. Se utiliza como material de envoltura para dar cobertura a materiales importantes, los gabinetes de televisión son de poliestireno, también se utiliza en la fabricación de radios.

Propiedades del Poliestireno

• Procesamiento fácil: el poliestireno es fácil de procesar ya que se prepara calentando etilenglicol y ácido tereftálico a una temperatura adecuada.
• Bajo costo: como el poliestireno es fácil de procesar, se puede producir fácilmente a gran escala, por lo que su costo es bajo en comparación con otros polímeros comercialmente importantes.
• Solubilidad: El poliestireno no es soluble en alcohol pero se puede disolver fácilmente en solventes aromáticos y también en solventes clorados.

Cloruro de polivinilo (PVC)

El PVC se forma combinando un gran número de moléculas de cloruro de vinilo. El cloruro de vinilo es el monómero del cloruro de polivinilo. Cada año se fabrican casi 4 millones de toneladas de PVC. Ocupa el tercer lugar en la producción de polímeros sintéticos. Se utiliza en la confección de impermeables y especialmente en tuberías de agua.

Propiedades del Cloruro de Polivinilo (PVC)

• Densidad: La densidad del PVC es alta en comparación con otros plásticos.
• Resistencia: El PVC tiene una alta resistencia a la tracción en su forma rígida.
• Dureza: el PVC es resistente, duro y duradero por naturaleza y, por lo tanto, se utiliza en muchas aplicaciones, como la fabricación de tuberías de agua.
• Formación: el PVC se puede preparar mediante procesos de polimerización en suspensión, polimerización en emulsión y polimerización a granel.

Gliptal

El Gliptal es un polímero sintético que está formado por monómeros de Etilenglicol y Ácido Ftálico. Glyptal se utiliza en la fabricación de pinturas, telas, lacas, etc.

Propiedades del Gliptal

• Formación: El anhídrido ftálico y el monómero de glicerol se utilizan en la formación de Glyptal.
• Es un polímero termoendurecible y es resistente por naturaleza y tiene un alto grado de polimerización.
• Glyptal es insoluble en alcohol y se utiliza en la fabricación de pinturas.

Baquelita

La baquelita es un plástico sintético. También se conoce como polioxibencilmetilenglicolanhídrido. El fenol y el formaldehído se utilizan como monómeros para producir baquelita que se forma por la reacción de condensación de estos monómeros. Su apariencia es pardusca y es de naturaleza sólida. Se usa para hacer interruptores eléctricos ya que es resistente al calor, también se usa para hacer mangos y peines de utensilios.

Propiedades de la baquelita

• Preparación: La baquelita se prepara mediante la reacción de condensación de fenol y formaldehído en condiciones de temperatura adecuadas.
• La baquelita se puede moldear fácilmente, lo que significa que lleva menos tiempo en la producción.
• Tiene propiedades de alta resistencia al calor y, por lo tanto, se utiliza para fabricar cuerdas de materiales resistentes al calor, como mangos de utensilios.
• Es resistente a los productos químicos y el polímero es ligero.

Caucho natural

El caucho natural es un polímero natural que se compone de moléculas de poliisopreno unidas entre sí para formar una estructura elastomérica. Estos se mantienen unidos por fuerzas intermoleculares débiles conocidas como fuerzas de van der Waals. El caucho natural se utiliza para diversos fines, como la fabricación de neumáticos, bandas de goma, sujetadores de tapas, etc.

Propiedades del Caucho Natural

• No es resistente al calor por lo que se derrite fácilmente a una temperatura de unos 80 grados.
• Tiene excelentes propiedades elásticas.
• También es resistente a la abrasión y al desgarro.
• La resistencia se puede mejorar mediante la vulcanización del caucho.

polipropileno

Es un polímero de hidrocarburo que tiene una estructura lineal. Es un polímero multifacético, ya que tiene propiedades de plástico y fibra y, por lo tanto, se utiliza para múltiples propósitos. El propileno es el monómero del polipropileno y se le puede dar la fórmula C _n H _2n. Comenzó a producir comercialmente en 1957. 

Propiedades del Polipropileno

• Resistencia a la temperatura: el polipropileno no se derrite fácilmente cuando se expone al calor, puede soportar una temperatura de 160 grados centígrados.
• El polipropileno está disponible en tres grados, que son homopolímeros, copolímeros en bloque y copolímeros aleatorios.
• El polipropileno es resistente a ácidos, álcalis, grasas/aceites y alcoholes.
• Los tazones, cajas de baterías, tapas de botellas de juguetes, etc., se preparan con polipropileno.

Tereftalato de polietileno

El tereftalato de polietileno, también denominado PET, es un polímero termoplástico. El etilenglicol y el ácido tereftálico se utilizan en la preparación de tereftalato de polietileno. DuPont fue el primer químico en preparar PET en 1940. Se utiliza para fabricar diferentes cosas útiles, como recipientes para envasar alimentos y bebidas.

Propiedades del Polietileno Tereftalato

• Es totalmente reciclable y por lo tanto no contamina el medio ambiente.
• Se utiliza en la fabricación de telas ya que tiene propiedades de tela.
• Tiene una alta resistencia junto con propiedades de peso ligero, lo que lo convierte en uno de los polímeros más favorables.
• El PET es inastillable y no se puede romper en pedazos como los vasos y, por lo tanto, es fácil de transportar.

politetrafluoroetileno

El politetrafluoroetileno, también denominado PTFE, es un fluoropolímero. Es de naturaleza resbaladiza y es altamente resistente al calor. Tampoco tiene ningún efecto visible de productos químicos. Fue descubierto por primera vez por Roy Plunkett en 1938. El monómero de politetrafluoroetileno es tetrafluoroetileno, que es de naturaleza incolora.

Propiedades del Politetrafluoroetileno

• Es un polímero resistente a las llamas y, por lo tanto, se usa ampliamente en la fabricación de utensilios de cocina.
• También se utiliza para proporcionar un revestimiento a los equipos metálicos para protegerlos de la corrosión.
• Es fuerte y tenaz y, debido a estas propiedades físicas, se utiliza en la industria para fabricar cojinetes y revestimientos de tuberías.
• El coeficiente de fricción del politetrafluoroetileno es bajo por lo que se utiliza como lubricante sólido.

neopreno

El neopreno es un caucho sintético que se forma a partir del cloropreno. Se prepara por polimerización por radicales libres. Es algo contaminante ya que su elaboración desprende algunos gases nocivos. El monómero del neopreno es el cloropreno. Es un buen caucho y es más fuerte en comparación con el caucho natural. Se utiliza para la preparación de juntas, cintas transportadoras, etc.

Propiedades del Neopreno

• Es altamente resistente a los aceites minerales y vegetales.
• Es químicamente estable y también puede soportar altas temperaturas en comparación con el caucho natural.
• Es un aislante significa que no permite el paso de corriente a través de él.
• Es uno de los buenos selladores ya que evita que el agua entre en la superficie.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Qué son los polímeros biodegradables?

Responder: 

Los polímeros biodegradables son aquellos polímeros que pueden descomponerse fácilmente por la acción de microorganismos como las bacterias. Estos polímeros se utilizan en el campo de la medicina para fabricar vendajes especiales y recubrimientos de cápsulas utilizadas en cirugía. 

Ejemplo: Poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxi valerato) que se conoce como PHBV

Pregunta 2: ¿Qué son los polímeros de string ramificada?

Respuesta : 

Los polímeros de string ramificada son aquellos polímeros en los que las strings lineales o rectas polimerizan nuevamente y forman ramificaciones. Estos polímeros se utilizan para fabricar polietileno de baja densidad.

Pregunta 3: ¿Qué es la vulcanización del Caucho?

Responder: 

La vulcanización del caucho es un proceso que se utiliza para mejorar las propiedades físicas del caucho natural. En este proceso, el azufre se mezcla con caucho crudo y se calienta a un rango de temperatura adecuado (373 a 415 Kelvin), debido a lo cual el azufre forma enlaces en dobles enlaces para hacer que el caucho sea rígido.

Pregunta 4: Indique las desventajas del polímero de PVC.

Responder: 

Las principales desventajas del polímero de PVC son:

• Al proporcionar una gran cantidad de calor, los polímeros de PVC comienzan a derretirse, por lo que no son resistentes al calor.
• Al fundirse, el PVC libera humos tóxicos que contaminan el aire

Pregunta 5: ¿Qué es la copolimerización?

Responder: 

La reacción en la que se utiliza más de una entidad de monómeros para la polimerización para formar los copolímeros, dicho proceso se conoce como Copolimerización.

Ejemplo: Butadieno – Estireno se prepara por Copolimerización.