POLIMEROS

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Autores: Ireña Rondon Alonso, Vivanco Yaringaño Eduard, Burga Perez Brayan, Lujan Flores Eduardo, Gamarra Jesus Karen

Definición:

Los Polímeros son las macromoléculas formadas por unión de unidades que se repiten en una cadena llamadas monómeros. En ciertos casos la unión que conforma a la molécula es lineal. En otros casos la unión es ramificada formando retículas tridimensionales. Por supuesto, la química moderna ha hecho posible sintetizar de forma artificial en laboratorio muchos polímeros para satisfacer necesidades concretas, por ejemplo el teflón.

Estructura Química: Existen varios tipos de polímeros con propiedades y estructuras químicas diferentes. A Continuación veremos la estructura química de los polímeros.

Homopolímero: En este caso el polímero está formado por el mismo monómero

  Fuente: https://images.slideplayer.es/46/11658495/slides/slide_4.jpg

Copolímero: Se denomina así cuando el polímero está constituido por al menos dos  monómeros diferentes. A diferencia del anterior este puede variar en composición y longitud de secuencia. Los copolímeros se clasifican según la secuencia de los monómeros como copolímeros de bloque, de injerto y al azar, como se muestra en la figura:

Ramificados: En esta estructura podemos encontrar polímeros lineales con ramificaciones (Poliestireno) y polímeros entrecruzados (Caucho).

Fuente: https://images.slideplayer.es/46/11658495/slides/slide_8.jpg

Su constitución estructural determina propiedades diferentes y métodos de transformación distintos. A continuación una imagen para comprender sus diferencias.

Fuente: http://st-listas.20minutos.es/images/201011/261398/2747629_640px.jpg?1290207786

Estructura Física: Se refiere básicamente a la orientación y cristalización que depende de la estructura química. Entonces tenemos el estado amorfo, el cristalino y semicristalino. A continuación se pueden observar las imágenes en el orden anterior.

Fuente: https://images.slideplayer.es/46/11658495/slides/slide_11.jpg

Los avances de la ciencia nos permiten presentar otro tipo de estructura física en cual es conocido como Elastómeros. Estos tipos de compuestos que incluyen no metales en su composición. Además pertenecen a la familia de los polímeros amorfos con   una temperatura vítrea baja y tienen la capacidad característica de sufrir grandes deformaciones elásticas sin ruptura.

Polímeros naturales o biopolímeros:

Son aquellos que provienen directamente del reino vegetal o animal.

Los biopolímeros más comunes son los polímeros sintetizados por los seres vivos, entre los que se encuentran:

  • Ácidos nucleicos: son considerados los biopolímeros más importantes, dado que estos son portadores de información genética heredada de generación en generación.

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  • Proteínas: están formadas por uniones peptídicas entre aminoácidos y cumplen una función importante en los seres vivos, dado que participan en varias funciones biológicas. Siendo una de ella, el colágeno, anticuerpos, enzimas, entre otros.
  • Polisacáridos: estos son resultantes de la condensación de monosacáridos simples, teniendo éstos ciertas funciones estructurales como la celulosa, pectinas, alginatos, entre otros.
  • Politerpenos: está compuesto por poliisopreno como son el caucho natural y la gutapercha.

Polímeros sintéticos

Así como están los biopolímeros naturales, también se encuentran los sintéticos, los cuales tienen estructuras mucho más simples y organizadas al azar. Esto conduce a una distribución de masa molecular que no se observa en biopolímeros. Dado que, como su síntesis está controlada por un proceso dirigido en la mayoría de sistemas, todos los biopolímeros de un tipo son todos iguales. Además, ellos contienen las secuencias similares así como  el número de monómeros; y por lo tanto todos tienen la misma masa en su estructura. Esto se denomina monodispersidad en contraste con la polidispersidad encontrada en polímeros sintéticos.

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Polímeros semisintéticos: Se obtienen por transformación de polímeros naturales.

Ejemplo: caucho vulcanizado, etc.

CLASIFICACION SEGÚN SU ESTRUCTURA

  • Lineales: Formados por monómeros disfuncionales. Ejemplos: Polietileno, Poliestireno, kévlar.

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Ramificados: Formados por monómeros trifuncionales. Ejemplo: Poliestireno (PS).

Fuente: https://adiccionalaquimica.files.wordpress.com/2012/04/rami.jpg

  • Entrecruzados: Cadenas lineales adyacentes unidas linealmente con enlaces covalentes. Ejemplo: Caucho.

Fuente: https://www.textoscientificos.com/imagenes/polimeros/polimeros-entrecruzados.jpg

  • Reticulados: Con cadenas ramificadas entrelazadas en las tres direcciones del espacio. Ejemplo: Epoxi.

Fuente : https://image.slidesharecdn.com/trabajodepolimeros-130502191651-phpapp02/95/polimeros13-638.jpg?cb=1367522332

 Clasificación según su composición de monómeros:

  • Homopolímero:Formados por un solo tipo de monómero.

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  • Heteropolímeros:Formados por dos o más monómeros distintos. Solo si están formados  por dos tipos de monómeros, se les llama copolímeros.

Fuente: https://adiccionalaquimica.files.wordpress.com/2012/04/imagen2.jpg

Cadenas de un Copolímero:

Al azar:                      Fuente: https://adiccionalaquimica.files.wordpress.com/2012/04/imagen3.jpg

Alternada:                                                    

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En bloque:                                      

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    Injertado:                                                   

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 Clasificación según su comportamiento frente al calor:

  • Termoplásticos:Después de ablandarse o fundirse por el aumento de la temperatura, recuperan sus propiedades originales al disminuir la temperatura.                                           Ejemplos: derivados polietilénicos, poliamidas (o nailon), sedas artificiales, celofán, etc.

Maletín hecho de poliamidas

Fuente: https://adiccionalaquimica.files.wordpress.com/2012/04/imagen7.jpg

Celofán. Fuente: https://adiccionalaquimica.files.wordpress.com/2012/04/imagen8.jpg

  • Termoestables:Después de aumentar la temperatura  se convierten en sólidos más rígidos que los originales. Este comportamiento se debe a que con el calor se forman nuevos entrecruzamientos que origina una mayor resistencia a la fusión. Suelen ser insolubles en disolventes orgánicos(agua) y se descomponen a altas temperaturas.                                              Ejemplos: baquelita, ebonita, etc.

Fuente: https://adiccionalaquimica.files.wordpress.com/2012/04/imagen10.jpg

  • Elastómeros: Los elastómeros son polímeros que tienen propiedades elásticas, pueden ser estirados hasta doblar muchas veces su tamaño original y después regresar a la forma de origen. Ejemplos: cauchos, siliconas, poliuretanos.

 Tipos de polimerización

La polimerización puede producirse, principalmente, por adición condensación, así como también por etapas o reacciones en cadena.

Polimerización por adición:

Se forman gracias a la unión sucesiva de monómeros que tienen una o más enlaces dobles y triples, los cuales pasan a ser parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir, que la cadena resultante es igual a la suma de todos los monómeros que la conforman. Los polímeros de adición se pueden obtener gracias a un proceso de polimerización catiónica, aniónica, o radicalaria, de acuerdo al reactivo iniciador que se utilice.

Fuente: https://pslc.ws/spanish/images/ppo03.gif

Polimerización de condensación:

A diferencia de la polimerización anterior, esta no depende de la reacción por la que es precedida; el polímero se forma a partir de los monómeros que actúan en la cadena principal, los cuales tienen más de un grupo funcional capaz de reaccionar con el grupo de otro monómero, los grupos ácido carboxílico, amino y alcohol son los más utilizados. Así, entonces, que por cada nuevo enlace que se forma entre los monómeros, se libera una molécula pequeña; por ello, hay menos masa en el polímero que en los monómeros originales, entonces debido a ello decimos que el polímero está condensado con respecto a los monómeros.

Fuente: https://cibertareas.info/wp-content/uploads/2016/07/estructura-de-las-moleculas-de-polimerosde-condensacion.jpg

Polimerización por etapas:

La cadena de polímero crece paulatinamente siempre y cuando haya monómeros disponibles, añadiéndose un monómero cada vez. Se incluyen todos los polímeros de condensación de Carothers y algunos otros que no liberan moléculas pequeñas, pero sí los que se forman gradualmente; por ejemplo, los poliuretanos.

Polimerización por cadena:

En la polimerización por crecimiento en cadena los monómeros pasan a formar parte de la cadena uno a la vez. Primero se forman dímeros; trímeros; y por último tetrámeros, etc. De esta manera, la cadena se incrementa de uno en uno, mejor dicho, de monómero a monómero; un ejemplo de una polimerización por crecimiento de cadena sería la polimerización aniónica, por formación de un carbón y anión” del estireno, para obtener Poliestireno P2 .

Usos y aplicaciones de los polímeros

Todos los factores mencionados anteriormente son susceptibles de mucha variabilidad, lo que hace que dispongamos de una variedad enorme de polímeros con versatilidad para múltiples aplicaciones, los cuales se indican en la siguiente imagen:

Fuente: https://educacionquimica.files.wordpress.com/2014/04/diapositiva30.jpg?w=584

 Poliésteres y poliamidas, usados para fabricación de ropas, paracaídas y otros equipamientos.

Fuente: https://educacionquimica.files.wordpress.com/2014/04/diapositiva33.jpg?w=584

Por otro lado, un tipo especial de poliamidas, las derivadas de ácidos y aminas aromáticas, se usan para preparar materiales resistentes con los que se fabrican los chalecos antibalas o para protección en deportes de riesgos y de contacto.

Fuente:https://educacionquimica.files.wordpress.com/2014/04/diapositiva50.jpg?w=584

Las poliolefinas, como el polietileno, el polipropileno, el poliestireno, o el teflón son usados en nuestra vida cotidiana desde artilugios como las bolsas, vasos o platos de plástico, hasta el equipamiento de altas prestaciones ( los trajes de astronautas), así como, revestimientos para los cables eléctricos, materiales para envasado de alimentos, recubrimientos de sartenes, mobiliario etc.

RECICLAJE

  1. (PETE o PET) Polietilentereftalato:

Este polímero termoplástico lineal con buena resistencia química y térmica. Es muy utilizado en botellas de refrescos, bolsas de mano, muebles, alfombras, paneles debido a que no es un material costoso, es ligero y reciclable.

Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Symbol_Resin_Code_01_PET.svg

  1. (PEAD) Polietileno de alta densidad:

 Es un polímero termoplástico de adición; es versátil, flexible y muy ligero. Es muy resistente a los agentes térmicos y químicos. Debido a estas propiedades se utiliza en envases que contienen productos de limpieza y químicos industriales (champú, detergente, cloro, etc.). También se puede utilizar para contener lácteos, gaseosas, cervezas, bolsas de basura y de supermercados.

Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Symbol_Resin_Code_02_PET.svg

  1. (V o PVC) Vinilicos:

Estos polímeros son dúctiles y tenaces; su utilización está en las tuberías, perfil de ventana, revestimiento, cercas, pisos, cortinas de baño, sillas de jardín, botellas para no alimentos y juguetes para niños.

Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Symbol_Resin_Code_03_PET.svg

  1. (PEBD)Polietileno de baja densidad:

 Es un polímero es de buena resistencia térmica y química, es más flexible que el polietileno de alta densidad y puede llegar a ser transparente dependiendo de su espesor, usado principalmente para bolsas (de alimentos congelados, de plástico, tubos, botellas dispensadoras, etc.).

Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Symbol_Resin_Code_04_PET.svg

  1. (PP) Polipropileno:

Al ser un polímero de tipo termoplástico que se obtiene por polimerización del propileno con un alto punto de fusión. Su utilización está en autopartes, fibras industriales, contenedores de alimentos calientes (botellas de salsa de tomate, tapas, botellas médicas, contenedores de cocina, etc.).

Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Symbol_Resin_Code_05_PET.svg

  1. (PS) Poliestireno:

 Es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno monómero. Se utiliza en utensilios de plástico, platos, tazas, tapas de tazas de café, estuches de CD, juguetes, videocasetes, etc.

Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Symbol_Resin_Code_06_PET.svg

Referencias

“Standard Practice for Coding Plastic Manufactured Articles for Resin Identification”. Standard Practice for Coding Plastic Manufactured Articles for Resin Identification. ASTM International.

https://www.astm.org/SNEWS/SO_2008/wilhelm_so08.html

Plastics Industry and SPI’s Resin Identification Code

https://www.plasticsindustry.org/

Introducción a la química de los polímeros. Consulta: 20 de abril de 2019.

https://books.google.com.pe/books?hl=es&lr=&id=FOobaAs4Wp4C&oi=fnd&pg=PR9&dq=polimeros&ots=2rYSxNrLz2&sig=dmH9WeSNrbjqU_clezWlidlhW6w#v=onepage&q=polimeros&f=false

Química Orgánica. Consulta: 21 de abril 2019

https://www.fullquimica.com/2013/01/clasificacion-de-polimeros.html

Los Plásticos. Consulta: 20 de abril 2019. https://sites.google.com/site/toledo45600/elastomeros

Adicción a la Química. Consulta: 19 de Abril 2019

https://adiccionalaquimica.wordpress.com/2012/04/02/clasificacion-de-los-polimeros/

POSTURA DEL GRUPO 1 FRENTE AL ESCENARIO PROPUESTO

Autores: Amasifuen Leiva, Jhon Aldo; Huaman Castro, Gary Caleb; Moncada Romani, Claudio Sebastian; Laos Rafael, Fabrizio Jose.

El uso desmedido de materiales plásticos causa preocupación a nivel mundial. Por tal motivo, entidades como la ONU (Organización de las Naciones Unidas) plantean la convocatoria global de unirse a la campaña “Sin contaminación por plásticos”, en la cual diferentes comunidades proponen alternativas que ayuden a la disminución de contaminación producido por el plástico. Por tal motivo, nuestra comunidad universitaria debería unirse a la campaña y motivar a más estudiantes a sumarse a esta iniciativa.

En primer lugar, se debería formar una organización integrada por los propios estudiantes, los cuales se encarguen de la información y concientización acerca del plástico en la actualidad. Como primer objetivo se debería informar a los estudiantes las características del plástico y cómo es que está originando no solo la destrucción del hombre, sino también de los animales y la naturaleza.  Esta información se podría brindar mediante charlas que se realizarían los jueves culturales, para que así pueda asistir la mayor cantidad de alumnos. Con esta información brindada se busca concientizar acerca de la realidad que vivimos respecto a la contaminación del plástico, y así poder sumar más personas a la organización y ayuden a la campaña. Como segundo objetivo, con la información brindada y la organización formada, se centraría en “actuar”; es decir, buscar medidas que ayuden a disminuir el uso de plástico. Por ejemplo, incentivar el reciclaje mediante incentivos o premios con ayuda de la universidad. Actualmente, existen máquinas encargadas del reciclaje que actúan bajo esta premisa. Según el diario La República, la máquina que te premia por reciclar plástico llegó al Perú. Esta máquina otorga vales de descuentos en centros comerciales con el simple hecho de reciclar. En la PUCP se podría realizar una situación análoga, dado que los depósitos de reciclaje comúnmente usados en la universidad no llegan a reciclar la suficiente cantidad de plástico que se espera.  Se podría realizar un proyecto para colocar tales máquinas en sitios estratégicos en la universidad que ayuden al reciclaje, dando como incentivos descuentos en establecimientos dentro de la universidad; por ejemplo, comedores, librería PUCP, etc. Tales incentivos animarían a los alumnos a reciclar, por lo que la cantidad de plástico reciclado sería mucho mayor a comparación de los depósitos usados actualmente. Esto proyecto ayudaría enormemente al reciclaje del plástico y serviría como modelo para que otras instituciones también consideren realizarlo. Por otro lado, se deberían optar también por medidas para disminuir el uso de plásticos. Por ejemplo, con lo organización formada en conjunto con la REA (Representantes Estudiantiles ante la Asamblea Universitaria), se debería prohibir el uso de sorbetes y envases de plásticos en los establecimientos dentro de la universidad. Esta medida ayudaría a que cada vez sea mínimo el uso de plástico, ya que es imposible que se llegue a prescindir de su uso; sin embargo, se podría optar por el uso de materiales biodegradables. Según el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, se están desarrollando proyectos de investigación enfocadas en la utilización de materiales biodegradables en procesos industriales que originalmente están dirigidos a la producción de plásticos. Por lo cual, se hace factible la idea de poder sustituir el plástico.

Finalmente, todos debemos ser conscientes del peligro que el plástico está ocasionando y no ser indiferentes a la realidad, debemos asegurar nuestro futuro y comenzar a cuidar nuestro presente, para que así se pueda seguir gozando de los privilegios de la naturaleza. Si bien es cierto, somos pocas las personas que toman consciencia de la situación que estamos pasando, pero cada vez somos más, y con campañas como estas se busca que un gran porcentaje de la población sea participe de la lucha contra la contaminación, para así poder vivir en un planeta óptimo para todos.

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