Los polímeros consisten en grandes moléculas compuestas de otras más pequeñas y repetidas, llamadas monómeros; los polímeros que constan de un único tipo de monómero se denominan homopolímeros. Los que están formados por más de un tipo de monómeros reciben el nombre de copolímeros. En el diagrama aparecen diversas estructuras de polímeros.
La mayoría de las sustancias orgánicas presentes en la materia viva, como las proteínas, la madera, la quitina, el caucho y las resinas, son polímeros; también lo son muchos materiales sintéticos como los plásticos, las fibras (Nailon; Rayón), los adhesivos, el vidrio y la porcelana.
Entre la enorme cantidad y diversidad de compuestos de carbono, que alcanzan a unos siete millones de compuestos.
El carbono lo encontramos desde moléculas formadas por pocos átomos: Ejemplo; El metano del gas natural. Hasta moléculas que contienen miles de átomos son unas moléculas gigantes llamadas polímeros
Los polímeros: Son de gran interés ya que conforman la mayoría de los materiales de uso doméstico:
· Plásticos
· Resinas
· Cauchos
· Fibras
Existen polímeros naturales y sintéticos:
Polímeros naturales son la celulosa y el algodón.
Polímeros sintéticos son logrados a partir de los polímeros naturales
Polímero: Es una molécula de elevada masa molecular, constituida por unidades estructurales menores, llamadas monómeros.
Polímeros naturales y sintéticos
A lo largo del siglo XX la Ciencia de Polímeros se ha desarrollado de tal manera que se han obtenido materiales extraordinarios, básicos para los desarrollos tecnológicos de la actualidad, pero lo que mucha gente ignora es que siempre hemos vivido en la era de los polímeros. Incluso en las denominadas Edad de Piedra, Edad de Bronce o Edad de Hierro, los polímeros estaban presentes en mayor medida que los materiales que dieron nombre a dichas épocas, puesto que los polímeros forman la base de la vida animal y vegetal.
Si no se tienen en cuenta ni los metales ni los compuestos inorgánicos, casi todo lo que queda en el mundo son polímeros: fibras, resinas, proteínas...
Los hombres primitivos ya utilizaron técnicas rudimentarias de tratamiento de polímeros para curtir las pieles de los animales y transformarlas en cuero o para modelar caparazones de tortuga mediante la aplicación de calor. También aprendieron a procesar, teñir y tejer fibras naturales como la lana, la seda, el lino o el algodón.
Los polímeros, del griego poli (mucho) y meros (partes), reciben también el nombre de macromoléculas, debido al enorme tamaño de las moléculas que los componen. Estas moléculas gigantes tienen pesos moleculares más de cien veces mayores que los de moléculas pequeñas como el agua. Los polímeros se pueden clasificar en dos grandes grupos: los naturales o biopolímeros, que como su nombre indica se encuentran en la naturaleza; y los sintéticos, fabricados por el hombre. Pero a pesar, de la gran variedad de polímeros existentes, todos tienen una estructura interna similar y se rigen por las mismas teorías.
Los monómeros son los pequeños eslabones que se repiten para formar un polímero mediante un proceso llamado polimerización.
Polímeros:
• Algodón
• Seda
• Caucho
Polímeros naturales
Polímeros naturales: Son de gran importancia en los seres vivos y por eso se llaman biopolímeros.
• Los polisacáridos
• Las proteínas
• Los Ácidos nucleicos
Polímeros naturales: Son aquellos que proceden de los seres vivos.
Los polímeros naturales: Los polímeros naturales incluyen al ARN y al ADN, vitales en genes y en los procesos de la vida. Por cierto, el ARN mensajero es el que hace posible la existencia de las proteínas, los péptidos y las enzimas. Las enzimas colaboran en la química interior de los organismos vivientes y los péptidos conforman algunos de los componentes estructurales más interesantes de la piel, el cabello e inclusive los cuernos de los rinocerontes. Entre otros polímeros naturales se encuentran incluidos los polisacáridos (azúcares) y los polipéptidos como la seda, la queratina y el cabello. El caucho natural es también un polímero natural, constituido sólo por carbono e hidrógeno. Veamos más de cerca cada una de las principales familias de polímeros naturales.
Polisacáridos
ADN y ARN
El ARN y el ADN contienen estructuras poliméricas basadas en unidades de azúcares. Esto los convierte en polisacáridos, aunque en el caso del RNA y el DNA existen grupos perfectamente ordenados unidos a las unidades de azúcares, que les confieren a dichos polímeros sus particularidades tan especiales.
¡Quitina:
Otro miembro de los polisacáridos es la quitina. Constituye el caparazón de los langostinos, camarones, cangrejos, langostas de mar y otros crustáceos. Es rígida, insoluble.
Otra familia de polisacáridos incluye al almidón y la celulosa. El almidón es un polisacárido de alto peso molecular. Alimentos como el pan, el maíz y las papas se encuentran llenos de almidón. El almidón puede tener hasta 10.000 unidades de azúcar unidas entre sí. El modo en que se encuentran enlazadas estas unidades, ya sea en forma lineal o con algunas de ellas formando ramificaciones, determina el tipo de almidón o polisacárido.
Otro importante miembro de la familia de los polisacáridos es la celulosa. Es el principal polímero constituyente de las plantas y los árboles. La madera es principalmente celulosa. Este polímero es distinto al almidón El almidón es soluble en agua caliente y con él pueden hacerse útiles objetos. La celulosa, por otra parte, es altamente cristalina y prácticamente no se disuelve en nada. empleamos la celulosa para un montón de aplicaciones químicas y para fabricar papel, casas de madera, calzado de madera, etc.
El algodón es una forma de celulosa que empleamos en casi toda nuestra ropa. El hecho de que sea insoluble en agua caliente es importante. De lo contrario, nuestra ropa se disolvería al lavarla. La celulosa posee también otra fantástica propiedad que hace posible que se vuelva lisa y achatada cuando la humedecemos y le pasamos una plancha caliente por encima. Esto hace que nuestra ropa de algodón se vea elegante (al menos por un tiempo) pero no obstante permite una fácil limpieza cada vez que la lavamos.
Polímeros sintéticos
Durante
Aunque antes de 1920 la lista de polímeros sintetizados para usos de la industria era de por lo menos diez, la segunda guerra mundial quizás fue el desencadenante para el aprovechamiento a nivel masivo de estos recursos. El nylon, por ejemplo, se desarrolló a raíz de la incapacidad de traer seda del Japón y el lanzamiento en EE.UU de las primeras medias veladas confeccionadas en ese material fue un gran espectáculo. El dacrón también surgió por un motivo similar ya que remplazó a un producto que se exportaba mayoritariamente de Indonesia, lugar de difícil acceso en los años de la Guerra Mundial.
Actualmente, la industria de los polímeros sintéticos crece con mayor rapidez que cualquier otra, y este hecho se prolongará.
La importancia de los polímeros sintéticos es tan grande que sin ellos nuestra calidad de vida se reduciría a niveles alarmantes. De entre todos cabe destacar uno:
El PVC: Policloruro de Vinilo. Es un plástico compuesto por : 43 % de substancias procedentes del crudo y 57 % de sal. Por lo tanto, se emplean menos materias primas y energía que para otros plásticos o para otros materiales "clásicos". Esto lo situa en excelentes condiciones para que sea reconocido como uno de los polímeros sintéticos más respetuoso con un desarrollo sostenible, ello significa que el PVC requiere menos consumo de recursos materiales, hidricos y energéticos que otros a los que “alguien” denomina alternativos.
En la actualidad se está trabajando cada vez más en la investigación y desarrollo de campos relacionados con la ciencia o la tecnología de los polímeros, siendo innumerables los avances tecnológicos conseguidos en este sector, por lo que se ha dado por llamar a nuestro tiempo «la era de los polímeros». Siempre seguiremos proclamando que trabajar en la investigación y el desarrollo es trabajar para la Humanidad.
Entre los polímeros naturales y sintéticos no hay grandes diferencias estructurales, ambos están formados por monómeros que se repiten a lo largo de toda la cadena.
Homopolímeros y Copolímeros
Según sea el tipo de cadena que formen los monómeros, los polímeros se clasifican en: homopolímeros y Copolímeros.
De acuerdo a su composición, los polímeros pueden estar formados por monómeros iguales u homopolímeros y por dos o más monómeros distintos o copolímeros.
HOMOPOLÍMEROS: Son macromoléculas formadas por la repetición de unidades monómeros idénticas.
· La celulosa y el caucho son homopolímeros naturales.
· El polietileno y el PVC son homopolímeros sintéticos.
COPOLÍMEROS: Son macromoléculas constituidas por dos o más unidades monómeros distintas.
· La seda es un copolímero natural.
· La baquelita es un copolímero sintético.
Los copolímeros más comunes están formados por dos monómeros diferentes que forman combinaciones distintas.
· Si los monómeros se agrupan en forma azarosa, el polímero se llama copolímero al azar
- · Si los monómeros se ubican de manera alternada, se obtiene un copolímero alternado.
- · Si los monómeros se agrupan en bloque, por ejemplo, dos monómeros de un tipo y tres monómeros del otro, en forma alternada, se forma un copolímero en bloque.
- · Si los polímeros parten de una cadena lineal formada por un monómero y se agregan ramificaciones de otro monómero, se obtiene un copolímero injertado.
En 1869 con la síntesis de polímeros, se obtiene :
· A partir de la celulosa: el celuloide, y con ello, el nacimiento del cine.
· A sintetizar la seda se obtiene el nylón.
En la actualidad se quiere continuar aumentar la flexibilidad y resistencia de los polímeros sintéticos.
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