GUIA02QIV

POLÍMEROS SINTÉTICOS
GUÍA02 - APOYO CONTENIDOS
NOMBRE
UNIDAD
APRENDIZAJE
ESPERADO
OBJETIVO DE
CLASE
Primera Unidad: Polímeros sintéticos y naturales
Reconocen las estructuras de polímeros orgánicos y las unidades que
intervienen en su formación.
LA Reconocer diversos objetos de plástico confeccionados a base de
polímeros.
INSTRUCCIONES
1.- Lea atentamente la guía y luego responda en grupo máximo de 4 personas la actividad
entregada al final de la guía (indicando nombres y curso).
2.- Para responder las preguntas puede respaldarse con información adicional del libro de la
asignatura entregado por el ministerio u otras fuentes de información pertinentes como internet,
textos de Química General, etc.
POLÍMEROS
El término polímero significa “que tiene muchas partes”. Por lo tanto los polímeros son moléculas
de elevadas masas moleculares, constituidas por muchas moléculas pequeñas llamadas
monómeros.
Debido a su gran tamaño muchas veces los polímeros reciben el nombre de macromoléculas.
Muchos de los materiales que usamos están hechos de polímeros sintéticos, es decir
macromoléculas creadas artificialmente en un laboratorio o una industria, por ejemplo los plásticos,
entre ellos podemos mencionar a modo de ejemplo el polietileno de los envases plásticos, el
poliuretano de las zapatillas, entre muchos otros.
CLASIFICACIÓN
Comúnmente se utilizan dos formas de clasificación en los polímeros. Una basada en el
comportamiento del polímero frente al calor y otra de acuerdo al mecanismo de obtención del
polímero.
De acuerdo al comportamiento del polímero frente al calor, se suelen clasificar en:
_ Termoplásticos: Son aquellos que se pueden moldear por calentamiento, ya que se ablandan con
el calor (caso del plastificado de documentos, fabricación de vasos, botellas, etc).
_ Termofijos o Termoestables: Son aquellos que no se moldean por calentamiento, ya que más bien
se descomponen químicamente con la acción del calor (caso de los pegamentos epóxidos).
De acuerdo a la forma de obtención de los polímeros se clasifican en dos grandes grupos:
_ Polímeros de Adición: Son aquellos que se obtienen de monómeros que poseen al menos un
enlace doble y son derivados del etileno, CH2=CH2.
_ Polímeros de Condensación: Son aquellos que se forman a partir de monómeros polifuncionales,
y durante su formación se produce la eliminación de una molécula pequeña, por ejemplo, agua,
metano, etc.
Los Polímeros se clasifican según sus propiedades físicas de la siguiente forma:
Polímeros Termorrígidos o Termoestables: Una vez moldeados a cierta temperatura,
no pueden cambiar su forma, ejemplo: baquelita (utilizado antiguamente en la
fabricación de teléfonos), pvc, etc.
Termoplásticos: Con cambios de temperatura si pueden cambiar su forma,
ejemplo polietileno, poliestireno.
Elastómeros: Tienen la propiedad de recuperar su forma si son sometidos a una
deformación de ella, como por ejemplo caucho vulcanizado.
Fibras: Tienen la forma de hilos. Se producen cuando el polímero fundido se hace
pasar través de los orificios de una matriz y luego se estiran.
Polimerización
La Polimerización corresponde al proceso de formación de macromoléculas (moléculas muy
grandes de masa molecular elevadas) a partir de unidades pequeñas. La unidad pequeña que da
inicio a la formación de la macromolécula y que se repite numerosas veces en la estructura se llama
monómero y la macromolécula que se forma se denomina polímero.
Por ejemplo, el etileno es un monómero y polietileno es un polímero, ya que el etileno se hace
reaccionar consigo mismo para formar polietileno, es decir se forma a partir de muchas unidades
de etileno.
Los procesos de formación de polímeros más comunes son la polimerización de adición y la
polimerización de condensación.
Polimerización de adición.
En
este
tipo
de
polimerización,
varios
monómeros se unen por
el rompimiento del doble
enlace, generando un
polímero con enlaces
simples en su estructura.
En subíndice n indica
cuantas veces se repite el
monómero inicial.
Algunos polímeros de Adición:
Aplicaciones comerciales
Polietileno
Es un polímero termoplástico que se fabrica de alta y baja densidad. El de alta densidad es
parcialmente cristalino y se utiliza en la fabricación de objetos plásticos, tales como juguetes,
botellas, gabinetes de radio y televisión. El de baja densidad, es amorfo y se emplea para hacer
bolsas y como aislante térmico. Contra lo que podría pensarse, las películas para envolver los
alimentos y mantenerlos frescos se hacen con polietileno de alta densidad, que es menos
permeable, y por lo tanto conserva mejor la humedad natural de los alimentos.
Polipropileno
Es un material plástico resistente que se moldea para fabricar maletas de casco duro y en la
fabricación de cajas de batería. Si el polipropileno se convierte en fibras, se utiliza en telas de
tapicería y alfombras.
Poliestireno
Es un polímero que se utiliza para la fabricación de vasos transparentes “desechables” y, con la
adición de color y cargas, se utiliza para manufacturar juguetes de bajo costo y artículos para el
hogar. Cuando se insufla un gas en el poliestireno líquido, éste forma una espuma y al endurecerse
se convierte en la conocida espuma sólida (plumavit o aislapol) con la que se hacen vasos
desechables, moldes de embalajes y planchas que se utilizan extensamente como aislantes
en las viviendas.
Polipropileno
Es un material plástico resistente que se moldea para fabricar maletas de casco duro y en la
fabricación de cajas de batería. Si el polipropileno se convierte en fibras, se utiliza en telas de
tapicería y alfombras.
Poliestireno
Es un polímero que se utiliza para la fabricación de vasos transparentes “desechables” y, con la
adición de color y cargas, se utiliza para manufacturar juguetes de bajo costo y artículos para el
hogar. Cuando se insufla un gas en el poliestireno líquido, éste forma una espuma y al endurecerse
se convierte en la conocida espuma sólida (plumavit o aislapol) con la que se hacen vasos
desechables, moldes de embalajes y planchas que se utilizan extensamente como aislantes en las
viviendas.
Polímeros de vinilo
Se utiliza en la fabricación de un material sintético resistente parecido al cuero natural, en la
fabricación de botellas plásticas irrompibles, en la fabricación de pisos duraderos, en la fabricación
de materiales ligeros de plomería e inoxidables. El cloruro de polivinilo (PVC) tiene todas estas
aplicaciones y muchas más.
Teflon
Cuando el compuesto tetrafluoroetileno (TFE) se polimeriza se obtiene el Politetrafluoroetileno
(PTFE) o teflón. Debido a que los enlaces C-F son excepcionalmente fuertes y resistentes al calor y a
los agentes químicos, el teflón es un material resistente, poco reactivo y no inflamable. Este polí
mero se utiliza en recubrir utensilios de cocina como sartenes, pailas y olas, ya que les confiere la
propiedad de antiadherentes.
Polimerización por condensación
Los polímeros que se obtienen por condensación resultan de una múltiple combinación de dos
monómeros, durante esta unión se elimina una molécula pequeña generalmente de agua o alcohol
dependiendo de la reacción. Este mecanismo de obtención es característico de poliamidas,
poliésteres y policarbonatos.
Un ejemplo de polimerización de condensación son los poliésteres (polímeros en los que en cada
unidad polimérica se obtiene un éster).
En el proceso de polimerización del polietilentereftalato, a partir de dos monómeros ácido
tereftálico y etilenglicol se forma este polímero llamado polietilentereftalato. En la unión se elimina
una molécula de agua proveniente del OH del ácido y el H del alcohol, originando un éster.
POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN
En un polímero de adición, todos los átomos de las moléculas del monómero quedan incorporadas
en el polímero. En cambio, en un polímero de condensación una parte de las moléculas del
monómero no se incorpora al polímero final. Comúnmente, durante la polimerización por
condensación se expulsa una molécula pequeña, por ejemplo, agua.
Nylon
Existen varios tipos diferentes de nylon que se preparan a partir de un monómero o de varios
monómeros diferentes, pero todos ellos comparten algunas características estructurales
comunes.
Nylon 6
El monómero de este nylon es un ácido carboxílico con un grupo amino en el sexto átomo de
carbono, el ácido 6-aminohexanoico. La polimerización consiste en la reacción del grupo carboxilo
de una molécula de monómero con el grupo amino de otra molécula. Esta reacción produce un
enlace amida que une a las moléculas de monómeros formando el polímero, en este caso una
poliamida. En esta reacción se desprende una molécula de agua como producto
secundario.
Nylon 66
Poliamida con monómeros diferentes descubierto en 1937. En este caso un monómero contiene
dos grupos amino (1,6-hexanodiamina) y el otro monómero tiene dos grupos carboxilo (ácido
hexanodioico o ácido adípico), el producto es también una poliamida similar al nylon 6. La seda y la
lana que son fibras de proteínas, son poliamidas naturales.
Dacron
Polímero de condensación formado por etilenglicol (1,2-etanodiol) con el ácido tereftálico o ácido
1,4 bencenodicarboxílico). Los grupos hidroxilo del alcohol reaccionan con los grupos carboxílo del
ácido formando un poliéster.
Si este poliéster se fabrica en forma de película en lugar de fibra, recibe el nombre de Mylar. La
cinta de Mylar, con un recubrimiento magnético, se usa en la fabricación de casetes para audio y
video.
Baquelita
Retrocediendo en el tiempo, la baquelita fue el primer polímero sintético. Esta resina de fenolformaldehído fueron sintetizadas por Leo Baekeland y patentada el 1909. La reacción se lleva a
cabo en dos etapas: el formaldehído se adiciona en primer término a las posiciones 2 y 4 de la
molécula de fenol. Las moléculas sustituídas reaccionan a continuación con expulsión del agua. Este
enlazamiento continúa hasta formar una red extensa.
ACTIVIDAD PARA RESOLVER
1.
Nombre al menos cinco polímeros sintéticos de adición y sus monómeros con estructura.
Polímero
Monómero
Estructura del monómero.
2.
Mencione cinco tipos de polímeros sintéticos de condensación e indique por lo menos dos
usos de cada uno de ellos en la vida cotidiana.
Polímero
Usos
3.
Los polímeros sintéticos se pueden obtener por adición o condensación. ¿Cuáles son las
diferencias entre estos dos tipos de procesos de polimerización?
4.
¿Cuál es la diferencia entre un polímero termoplástico y un polímero Termorrígido?
5.
Dibuje el proceso de polimerización de adición del polipropileno a partir de su monómero.
6.
Dibuje el proceso de polimerización de condensación de una poliamida y un policarbonato.
7.Los polímeros de uso general se han codificado según símbolos de identificación
internacional. ¿Cuáles son éstos?