POLÍMEROS II

CLASIFICACIÓN:

Existen varias formas posibles de clasificar los polímeros, sin que sean excluyentes entre sí.

Según su origen:

Polímeros naturales: Existen en la naturaleza muchos polímeros y las biomoléculas, que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas. Por ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la celulosa o la quitina), el hule o el caucho natural, la lignina.. etc

Polímeros semisintéticos: Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado.. etc.

Polímeros sintéticos: Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir de los monómeros. Por ejemplo, el nylon, el poliesterano, el cloruro de polivinilo (PVC), el polietileno.. etc.

Según su mecanismo de polimerización:

Polímeros de condensación: La reacción de polimerización implica a cada paso la formación de una molécula de baja masa molecular, por ejemplo agua.

Polímeros de adición: Se genera cuando un "catalizador" comienza la reacción. Éste separa la unión doble carbono de en los monómeros, luego aquellos monómeros que se unen con otros debido a los electrones libres, y así hasta que la reacción se termina.

Polímeros formado por etapas: La cadena va creciendo gradualmente mientras que haya monómeros disponibles, añadiendo un monómero cada vez. Este es el caso de los poliuretanos, la única diferencia con este tipo es que los polímeros de condensación es que son Carothers.

Polímeros formados por reacción en cadena: Cada cadena individual de polímero se forma a gran velocidad y luego queda inactiva, a pesar de estar rodeada de monómeros.

Según su composición química:

Polímeros orgánicos: Posee en la cadena principal átomos de carbono.

Polímeros vinílicos: La cadena principal de sus moléculas está formada exclusivamente por átomos de carbono.

- Dentro de ellos se pueden distinguir:

POLIOLEFINAS: Formados mediante la polimerización de olefinas.

POLÍMEROS ESTILÉNICOS: Que incluyen estireno en su monómeros.

POLÍMEROS VINÍLICOS HALOGENADOS: Que incluyen átomos de halógenos (cloro, flúor..) en su composición.

POLÍMEROS ACRÍLICOS: Como el PMMA.

POLÍMEROS ORGÁNICOS NO VINÍLICOS: Además de carbono, tienen átomos de oxígeno o nitrógeno en su cadena principal.

POLÍMEROS IGNORANTES:

- Basados en azufre. Ejemplo: polisulfuros

- Basados en silicio. Ejemplo: silicona.

Según sus aplicaciones:

Elastómeros: Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo.

Plásticos: Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original.

Fibras: Presentan un alto módulo de elasticidad y bajo de extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables.

Recubrimientos: Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo resistencia a la abrasión.

Adhesivos: Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que le permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.

Según su comportamiento al elevar su temperatura:

Según su el material funde y fluye o por el contrario no lo hace se diferencian dos tipos de polímeros:

Termoplásticos: Que fluyen (o pasan al estado líquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer vuelven al estado sólido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ningún) entrecruzamiento.

Termoestables: Que no fluyen, y lo único que conseguimos al calentarlos es que se dispongan químicamente, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con muchos entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de moléculas.

HISTORIA:

Los polímeros naturales, por ejemplo, la lana, la seda, la celulosa.. etc; se han empleado profusamente en y han tenido mucha importancia a lo largo de toda la historia. Sin embargo hasta finales del siglo XIX no aparecieron los primeros polímeros sintéticos, como por ejemplo el celuloide.

Los primeros polímeros que se sintetizaron se obtenían a través de transformaciones de polímeros naturales. En 1839 Charles Goodyear, realiza el vulcanizado caucho. El nitrato de celulosa, se sintetizó accidentalmente en el año 1846 por el químico Christian Friederich Schönbein y en 1868, John W. Vatt sintetizó la el celuloide a partir del nitrato de celulosa.

El primero polímero totalmente sintético se obtuvo en 1909, cuando el químico belga Leo Hendrik Beakeland (el de la foto) fabrica la baquelita a partir de la formaldehído y fenol. Otros polímeros importantes se sintetizaron en años siguientes, por ejemplo el poliestireno en 1911.

En 1922, el químico alemán Hermann Staudinger, comienza a estudiar los polímeros y en 1926 expone su hipótesis que se trata de largas cadenas de unidades pequeñas unidas por enlaces covalentes. Propuso las fórmulas estructurales del poliestireno y del polioximetileno, tal como las conocemos actualmente, como cadenas moleculares gigantes,  formadas por la asociación mediante enlace covalente de ciertos grupos atómicos llamados "unidades estructurales". Este concepto se convirtió en "fundamento" de la química macromolecular solo a partir del año 1930, cuando fue aceptado ampliamente. En 1953, recibió el Premio Nobel de Química por su trabajo.

Wallace Clothers, trabajando en la empresa DuPont desde 1928, desarrolló un gran número de nuevos polímeros: poliésteres, neopreno.. etc

Además la Segunda Guerra Mundial contribuyó al avance en la investigación de polímeros. Por ejemplo, fue muy importante la sustitución del caucho natural por el caucho sintético, ya que esto permitió un derroche menor de dinero.

En el año 1950 el alemán Ziegler y el italiano Natta desarrollaron los catalizadores de Ziegler- Natta y obtuvieron el premio Nobel de Química en 1963.

Otro premio Nobel de Química fue concedido por los estudios de polímeros a Paul J. Flory en 1974.

En la segunda mitad del siglo XX se desarrollaron nuevos métodos de obtención de polímeros y de sus aplicaciones. Por ejemplo, los catalizadores metalocénicos, fibras de alta resistencia, polímeros conductores (que fue descubierto por Alan J. Heeger, Alan G. Maacmiarmid y Hideki Shirakawa por el que recibieron un premio Nobel de Química en 2000), estructuras complejas de polímeros, polímeros cristales líquidos... etc.

EJEMPLOS DE POLÍMEROS:

A continuación se encuentra una tabla con algunos de los polímeros más importantes sintéticos con su correspondiente estructura molécular: