Polimeros

1. Polímeros
Dr. Angel Francisco Villalpando Reyna

2. Introducción
Desde el principio de los tiempos, el hombre ha empleado
polímeros naturales para satisfacer sus necesidades:
madera, cuero, resinas y gomas naturales y fibras como el
algodón, la lana y la seda.

3. Introducción

4. Introducción
Los Polímeros son materiales formados por :
Carbono
Hidrogeno
Oxigeno
Nitrógeno
Son estudiados por la Química Orgánica

5. Introducción
Los Polímeros Sintéticos son un invento del siglo
XX, pudiendo considerarse que su importancia
empezó en la década de los treinta, en que
comenzaron a desarrollarse los polímeros vinílicos,
el neopreno, el estireno, el nylon y otros.

6. Introducción
El término Polímeros se deriva de
las palabras griegas poli (muchas)
y meros (partes). Estas partes,
que se llaman monómeros, se
encuentran conectadas entre sí
por enlaces covalentes, formando
una sola molécula gigante, que
tiene pesos moleculares que
pueden llegar hasta 107 g/mol o
mayores.
El proceso de unión de los monómeros para dar
lugar a la cadena de polímero se denomina
polimerización.

7. Introducción
Puesto que las moléculas de
polímero están hechas de
muchas unidades repetitivas,
el siguiente elemento en
importancia en un polímero,
después de la propia cadena,
es la unidad Monomérica,
que condiciona todas las
propiedades de los polímeros.

8. Introducción
Por ello, los polímeros se denominan como
poli(unidad repetitiva). Así: poli(etileno), poli(estireno),
poli(metacrilato de metilo).

9. Introducción
Las tres características comunes en todos los
polímeros son: una gran longitud, una gran
anisotropía, consecuencia de la estructura lineal de
la molécula, y una gran flexibilidad molecular,
derivada de la posibilidad de que los segmentos
moleculares puedan efectuar rotaciones alrededor de
los enlaces covalentes.

10. Introducción
El peso molecular (la longitud de cadena) es una
variable extremadamente importante, porque se
relaciona directamente con las propiedades físicas de
un polímero son:
• Gran viscosidad en disolución o en fundido
• Capacidad para formar fibras y peliculas
• Existencia de elasticidad por lo tanto Alta
resistencia a la rotura.
Sin embargo, aun al aumentar las propiedades
mecánicas adquiridas será más difícil procesarlo y
biodegradable.

11. Polimerización
Síntesis de una cadena polimerica se obtienen por
unión covalente de moléculas más pequeñas
(monómeros) para dar lugar a largas cadenas de
muy alto peso molecular.

12. Polimerización
POLIMERIZACIÓN
ADICIÓN CONDENZACIÓN
ANIONICA RADICALARIAPROTONICA

13. Polimerizacion
Polimerización de adición, generalmente por
apertura de dobles enlaces. Es normalmente una
reacción en cadena, en la que sucesivas moléculas
de monómero reaccionan con un centro activo que se
introduce en el sistema y que va creciendo en peso
molecular

14. Polimerización por Adición
Las 3 etapas de la polimerización por adición
son: Iniciación, Propagación y Terminación.
1. Iniciación: En la que participa un reactivo
llamado Iniciador
2. Propagación: en la que la cadena comienza
alargarse por repetición del monómero.
3.Terminación: En la que se interrumpe el
proceso de propagación y la cadena deja de
crecer ya que se han agotado los monómeros.

15. Polimerización por Adición
Polimerización Catiónica: Es el proceso en el que el
extremo por el que crece la cadena es un Catión (electrófilo).
Ejemplo: obtención del polipropileno a partir de polimerización
Catiónica del Propileno.

16. Polimerización por Adición
Iniciación: Se adiciona un ácido (HA). El protón H+ (reactivo
iniciador), ataca a los electrones del enlace doble y termina
uniéndose a uno de los átomos de carbono. En esta reacción
se genera un Ion Carbonio

17. Polimerización por Adición
Propagación: El Ion carbonilo ataca al doble enlace de otra
molécula de Propileno, formando así un nuevo Ion Carbonio
y así sucesivamente.

18. Polimerización por Adición
Terminación: la cadena deja de crecer y ahora es posible
la reacción entre el ion carbonio el anión.

19. Polimerización por Adición
La polimerización Aniónica: ha sido menos
estudiada que la polimerización por inserción-
coordinación. En este tipo de reacciones actúan
especies con un marcado carácter básico y
nucleofílico.

20. Polimerización por Adición
Desde el punto de vista del mecanismo de reacción
este puede ser de dos tipos.
 La reacción de polimerización por ROP puede
iniciarse por una deprotonación del hidrógeno
situado en alfa con respecto al grupo carbonilo del
monómero cíclico.
Por ataque nucleófilo del catalizador al grupo
carbonilo del monómero, abriéndose el heterociclo y
generando un intermedio alcóxido, capaz de
reaccionar otra vez con otro monómero.

21. Polimerización por Adición
Es fácil distinguir estos dos tipos de Polimerización
Aniónica, el primero el polímero solo contiene
átomos procedentes del monómero y el segundo
contiene un grupo R proveniente del iniciador.
 Esta diferencia se puede estudiar, por ejemplo, por
resonancia magnética nuclear.
 Los ejemplos de iniciadores que dan polimerización
Aniónica son los alquil y alcoxi derivados de litio,
potasio y magnesio.

22. Polimerización por Adición
Polimerización Radicalaria: Transcurre para las
adiciones en cadenas de Radicales Libres, es
decir, los intermediarios que se forman en una
reacción por ruptura hemolítica y que no tiene
carga.

23. Polimerización por Adición
Iniciación: El peroxido se descompone por efecto
de la temperatura, liberando CO2 y un radical libre,
que actúa como iniciador de la reacción. La
siguiente ecuación presenta la reacción entre el
radical libre y el etileno. En este caso, el par
electrónico del doble enlace es atacado fácilmente
por el radical libre, formando un nuevo radical.

24. Polimerización por Adición
Propagación: El radical reacciona con otra
molécula de etileno y así el proceso se repite n
veces para ir alargando la cadena.

25. Polimerización por Adición
Terminación: La cadena termina a través
de cualquier reacción en la que se destruye
n los radicales libres, dando lugar al
polímero llamado polietileno, formado por
moléculas con un numero n de monómeros.

26. Polimerización por Condensación
Polimerización de condensación o por pasos,
mediante reacciones clásicas de la química
orgánica. Los polímeros de condensación se
forman por reacción de dos grupos funcionales
diferentes, para dar lugar a un nuevo tipo de
función. La posibilidad de utilizar
Un ejemplo es la formación de un polímero
llamado Polietilentereftalato (PET) reacciona con
el ácido tereftálico con el etilenglicol (etanodiol)

27. Polimerización por Condensación
Polimerización de condensación o por pasos, mediante
reacciones clásicas de la química orgánica. Los polímeros
de condensación se forman por reacción de dos grupos
funcionales diferentes, para dar lugar a un nuevo tipo de
función. La posibilidad de utilizar
Un ejemplo es la formación de un polímero llamado
Polietilentereftalato (PET) reacciona con el ácido tereftálico
con el etilenglicol (etanodiol)

28. Polimerización por Condensación
La Polimerización por
condensación genera
moléculas de agua al
desarrollarse

29. Datos Adicionales
La producción europea de polímeros, que
Corresponde a 84 kg/habitante por año y
que se ha multiplicado por 2.5 veces en tan
sólo veinte años.

30. Clasificación de los Polímeros
Según su composición Estructural
Homopolímeros: Los polímeros con estructura más
sencilla, y también los más utilizados, son los
polímeros lineales constituidos por un solo tipo de
monómero. Son los llamados homopolímeros, que
normalmente se procesan a partir de fundido, debido
a su carácter plástico a alta temperatura.

31. Clasificación de los Polímeros
Según su composición Estructural
Copolímeros: Los polímeros derivados de dos o más
monómeros se denominan copolímeros. En los
copolímeros, las unidades puedes distribuirse de
distintas formas dando lugar a estructuras.

32. Clasificación de los Polímeros
Según su composición Estructural
Las propiedades disminuyen al generarse arreglos
mas aleatorios. Sin embargo, tienen mayores
propiedades físicas que los homopolimeros.
Estos copolímeros, tienen una extraordinaria
capacidad para auto-organizarse a escala molecular,
formando gran variedad de morfologías periódicas
La anisotropía morfológica en el sistema puede
conducir a anisotropía en las propiedades mecánicas,
ópticas y eléctricas en el conjunto del material, dando
lugar a sistemas particulares.

33. Clasificación de los Polímeros
Un ejemplo de Copolimero son las
Fibras elastoméricas del tipo de la Lycra®

34. Clasificación de los Polímeros
Polímeros entrecruzables: Si el número de grupos
reactivos en un monómero es superior a dos, durante
el transcurso de la reacción de polimerización se
producirán en primer lugar ramificaciones y en
consecuencia de las reacciones entre esas
ramificaciones, se producirán uniones entre las
diferentes cadenas.

35. Clasificación de los Polímeros
La molécula gigante formada durante la
polimerización es insoluble (no pueden separarse las
cadenas por medio de moléculas de disolvente) y
también es infusible. Por ello, a partir de cierto grado
de entrecruzamiento, estos polímeros no pueden ser
procesados. Por tanto, sólo pueden transformarse
una vez y no pueden reciclarse. Sin embargo, el
entrecruzamiento confiere a estos sistemas unas
propiedades mecánicas y de resistencia química
y térmica que hace que sean insustituibles en
muchas aplicaciones.

36. Otras Clasificaciones
Basada según su uso.
Plásticos “commodities”: Son plásticos de uso
cotidiano, que se caracterizan por ser económicos y
de consumo masivo.
Plásticos “specialities”: Son plásticos destinados a
aplicaciones más específicas y con un valor añadido
considerable.

37. Otras Clasificaciones
Basada en sus propiedades físicas.
Termoestables: Son polímeros que no se pueden
fundir a través de un proceso de calentamiento
simple, puesto que su masa es tan dura que necesita
temperaturas muy elevadas para sufrir algún tipo de
destrucción.
Elastómeros: Son polímeros que aunque pueden ser
deformados, una vez que desaparece el agente que
causó la pérdida de su forma pueden retornar a ella.

38. Otras Clasificaciones
Basada en sus propiedades físicas.
Termoplásticos: Este es un tipo de polímeros que tienen
facilidad para ser fundidos, y por lo tanto pueden ser
moldeados. Si tienen una estructura regular y organizada,
pertenecen a la subdivisión de los cristalinos, pero si su
estructura es desorganizada e irregular, se consideran
amorfos.

39. Practica de Polimeros
Fabricación de Polygoma.
25 ml. Pegamento blanco
Colorante Artificial
2.5 gr. Sal de Mesa (NaCl)
2.5 gr. Acido Borico o Borax.

40. Practica de Polimeros
Fabricación de Caceina
10 gr. Leche en Polvo
200 ml. de Agua
10 ml. Vinagre de Caña
Paño Poroso.
Colorante Artificial