Clasificación y propiedades de los polímeros

Plásticos y polímeros

¿Es lo mismo un plástico que un polímero?

La palabra plástico viene del griego plastikós, un adjetivo que se refiere al arte del moldeado con cera o arcilla, y que en realidad representa la capacidad de ser moldeado en prácticamente cualquier forma que deseemos.

La estructura molecular de lo que llamamos plásticos es lo que los químicos llaman polímero. No solo los plásticos son polímeros: el almidón del arroz o el trigo, la celulosa de las plantas, las fibras de algodón, lana y seda e incluso el ADN de nuestras células son enormes moléculas poliméricas.

De nuevo aparecen los términos griegos: poly significa muchos, y meros, partes. Un polímero es una molécula de peso molecular muy alto compuesta de muchas partes más pequeñas unidas por enlaces químicos. También se usa el término macromoléculas. Las partes individuales que los forman se llaman monómeros y se unen en enormes cantidades. La masa molecular de los polímeros va de las decenas de miles a los millones de unidades de masa atómica.

Una forma sencilla de visualizar un polímero es como una larga cadena en la que los eslabones son los monómeros. Sin embargo, esta imagen no siempre es el mejor modelo.

El ADN está formado por unos componentes químicos básicos denominados nucleótidos. Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido.

¿Cómo se forman los polímeros?

Empecemos con un ejemplo sencillo. Como su propio nombre indica, el polietileno (PE) se forma a partir del monómero etileno, que es el nombre común del eteno. La reacción se puede representar así:

formación del polietileno — Juan Carlos Fajardo Gómez. *Polimerización del etileno* (CC BY-SA)

INTEF - Ángel Bravo Rincón. *Tubo de polietileno reticulado* (CC BY-NC-SA)

El coeficiente n indica cuántas unidades del monómero se unen para formar el polímero. El peso molecular del polietileno puede oscilar entre 10 000 y 100 000 g/mol, pudiendo llegar a estar en el rango de los millones. Los corchetes cuadrados indican la unidad básica que se repite en el polímero.

Este mecanismo de formación del polímero se llama polimerización por adición. Todos los átomos del monómero están en el polímero y no se forman más productos.

El símbolo R· que aparece bajo la flecha representa al catalizador. En su ausencia, el etileno no se polimeriza o lo hace muy lentamente. Es un radical libre, lo que quiere decir que tiene un electrón desapareado y es muy reactivo.

Otros polímeros se forman según un mecanismo diferente: la reacción química por la que se unen los dos monómeros produce una molécula de una sustancia simple (agua, amoniaco, cloruro de hidrógeno...) de manera que no todos los átomos de los dos monómeros se encuentran en el polímero final. Esta reacción se conoce como condensación.

Por ejemplo, la formación del Nylon-66, que es una poliamida, ocurre a través de la reacción entre el ácido hexan-1,6-dioico y la hexano-1,6-diamina:

Formación nylon 66 — Juan Carlos Fajardo Gómez. *Reacción de condensación para formar el nylon-66* (CC BY-SA)

El grupo carboxilo libre que queda puede unirse a otra molécula de la diamina, al igual que el grupo amino libre puede unirse a otro grupo carboxilo. Este enlace se llama enlace peptídico, y también se produce cuando los aminoácidos se enlazan entre sí para formar las proteínas.

Juan Carlos Fajardo Gómez. *Estructura del nylon-66* (CC BY-SA)

Lectura facilitada

Descarga, si lo necesitas, la reacción de condensación del nylon-66 en formato EDICO (edi - 2321 B).

Clasificación de los polímeros según su estructura y propiedades

A partir de lo anterior se pueden clasificar los polímeros en dos grandes grupos según la reacción que se produce entre los monómeros: de adición y de condensación. Pero existen otros criterios para clasificar a estas sustancias:

Juan Carlos Fajardo Gómez. Clasificación de los polímeros (CC BY-SA)

Además, se pueden clasificar los polímeros según sus aplicaciones, sus propiedades mecánicas, sus propiedades eléctricas, etc. La variedad y utilidad de estos compuestos es tan amplia que cada rama de la ciencia o la ingeniería los clasifica de acuerdo a sus propios intereses.

¿Cómo se clasifican los polímeros?

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Desplegable de polímeros

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Los polímeros son Rellenar huecos (1): formadas por largas cadenas de unidades estructurales conocidas como Rellenar huecos (2): . Si todas las unidades que lo forman son iguales, esta cadena es un Rellenar huecos (3): . Si está formada por dos o más unidades diferentes se trata de un Rellenar huecos (4): . El polímero natural Rellenar huecos (5): , formado por unidades iguales de Rellenar huecos (6): , es un ejemplo de homopolímero. El polímero sintético PET (tereftalato de Rellenar huecos (7): ), formado por unidades alternadas de Rellenar huecos (8): y ácido tereftálico, es un copolímero muy común.

La celulosa y el nylon tienen en común ser polímeros de Rellenar huecos (9): . La otra clase de polímeros, los de Rellenar huecos (10): , incluye al polietileno, que a su vez se puede obtener de dos formas: el de baja densidad ( Rellenar huecos (11): JXUwMDA4JXUwMDE1JXUwMDA3JXUwMDA2 ), que se emplea para fabricar bolsas de basura y envoltorios para comida, y el de alta densidad ( Rellenar huecos (12): JXUwMDA4JXUwMDE1JXUwMDA0JXUwMDA1 ), que se emplea para fabricar botellas rígidas y otros envases para bebidas, productos de limpieza y aceites de motor.

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