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POLÍMEROS
Los polímeros son macromoléculas orgánicas cuya característica principal es la múltiple repetición de su
unidad mínima constitutiva o monómero, que se unen entre sí por enlaces covalentes en un proceso que se
llama polimerización, formando largas cadenas (polímeros). La adición o eliminación de una o alguna unidad a
la molécula no supone una variación significativa de sus propiedades.
Se llaman oligómeros a aquellos polímeros de baja masa molecular.
Los polímeros orgánicos pueden ser:
- Naturales: polisacáridos, proteínas, caucho, almidón, celulosa, gutapercha, almidón…
- Artificiales o sintéticos: polietileno (PE), poliestireno (PS), policloruro de vinilo (PVC), siliconas, neopreno,…
Tanto unos como otros se agrupan en:
- Elastómeros: aumentan su longitud cuando se estiran y vuelven a recuperar su forma original
- Fibras: cadenas poco ramificadas
- Plásticos y resinas: cadenas muy ramificadas, por lo que pueden ser más resistentes y rígidos
Clasificación de los polímeros
Los polímeros se pueden clasificar en función de varios criterios:
A) En función de la ordenación de sus cadenas
a. Amorfos: son grandes y voluminosos. Tienen forma de espagueti. Ej.: cera de suelos
b. Cristalinos: tienen zonas cristalizadas formadas por plegamiento de las cadenas sobre sí mismas.
Ej.: caucho estirado, nilón, etc.
B) En función de su estructura
a. Lineales: dispuestos en forma de hilos que no se unen entre sí por enlaces fuertes. Ej.: ARN
b. Ramificados: algunos monómeros se unen con otras cadenas de distinta dirección. Ej.: PE
c. Entrecruzados o reticulados: las cadenas forman una especie de cuadrícula. Pueden ser de alta o
de baja densidad.
C) En función de su composición
a. Homopolímeros: la molécula está formada por un único monómero que se repite. Ej.: PS
b. Copolímeros: se produce entre monómeros distintos. Pueden formarse al azar, en forma de
bloque, de estrella, alternantes, etc.
D) En función de su comportamiento frente al calor
a. Termoplásticos: pueden ablandarse y moldearse por el calor, recuperando su estado inicial al
enfriarse (proceso reversible). Son de tipo lineal o ramificado. Ej.: poliamidas, sedas artificiales,
celofán, etc.
b. Termoestables: debido al calor, producen una reacción química irreversible, originando un mayor
endurecimiento de la sustancia (sólidos más rígidos). Son de tipo reticulado. Ej.: baquelita.
Estructura y propiedades
Las uniones entre los monómeros se dan a través de enlaces covalentes fuertes que son las fuerzas primarias.
Las moléculas se atraen unas a otras mediante fuerzas intermoleculares llamadas fuerzas secundarias. Estas
fuerzas secundarias pueden dar lugar a estructuras laminares (como en la seda) y de hélice (almidón o
proteínas por ejemplo).
La estructura está muy relacionada con las propiedades de los polímeros.
- Tamaño molecular: si la longitud es pequeña, el polímero es más fluido, y si la longitud de la
cadena es grande, aumentará la viscosidad y la fortaleza.
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Masa molecular: tienen una evada masa molecular, siendo ésta proporcional a la viscosidad.
Además, de la masa molecular también dependen la elasticidad, la dureza y la resistencia al
esfuerzo, al calor y a la corrosión.
Estereoquímica: considera los aspectos tridimensionales de una molécula. Las cadenas de carbono
se encuentran unidas por enlaces covalentes mediante orbitales híbridos sp3 formando ángulos de
109,5°. Por esto, las cadenas se encuentran en zig-zag y tienen la posibilidad de rotar alrededor de
sus enlaces sencillos, lo que da lugar a multitud de estereoisómeros.
Solubilidad: los polímeros lineales, ramificados y entrecruzados de baja densidad son solubles en
disolventes adecuados y los entrecruzados de alta densidad son insolubles.
La disolución se da en dos etapas:
 Se provoca un hinchamiento que aumenta mucho el volumen
 Se produce la disolución propiamente dicha
Otras propiedades:
o Los polímeros saturados se pueden clorar y oxidar
o Los polímeros no saturados que tienen dobles enlaces se pueden hidrogenar y halogenar
o Se pueden descomponer por el calor, por radiaciones o por acción de ácidos o bases
Las características originales de los polímeros se pueden modificar añadiendo aditivos (antioxidantes,
plastificantes, ablandantes, estabilizantes, etc.), adaptándolos así a las necesidades.
Mecanismo de polimerización
A) Polimerización por adición
Consiste en la adición de un monómero sobre un doble enlace, propagándolo hasta su terminación
(reacción con algún radical libre). La fórmula empírica del polímero coincide con la del monómero.
Ejemplo: polietileno (PE)
Otros ejemplos: PVC (monómero: CH2=CHCl), PS (C6H5-CH=CH2)
B) Polimerización por condensación
Se producen por reacción de dos monómeros diferentes, cada uno de ellos con grupos funcionales en
los extremos de la molécula. Cada unión de dos monómeros conlleva la eliminación de una molécula
pequeña, generalmente agua. La masa molecular no es múltiplo de la masa de los monómeros.
Ejemplos de esta polimerización son las poliamidas (nilones y poliamidas aromáticas) y los poliésteres.
Ejemplo: nilón 66
Ácido hexanodioico (COOH-(CH2)4-COOH)
+
1,6-hexadiamina (NH2-(CH2)6-NH2)
Clasificación industrial polímeros:
-
Polímeros etilénicos: a partir de alquenos y derivados. PE, PS, PVC, teflón…
Cauchos sintéticos o elastómeros
Poliamidas y poliésteres: muchas fibras sintéticas
Poliuretanos: espumas (para colchones, revestimientos, etc.), lycra,…
Siliconas: cadenas de silicio en vez de carbono