Ácidos Nucleicos, Polímeros Sintéticos y Procesos Industriales: Fundamentos y Aplicaciones

Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos son macromoléculas de gran peso molecular (PM), esenciales en la síntesis de proteínas.

Monómero: Nucleótido

Existen cinco bases nitrogenadas:

• Purinas: Adenina y Guanina
• Pirimidinas: Citosina, Timina y Uracilo

Pentosas

Las pentosas son monosacáridos de cinco átomos de carbono, que contienen grupos hidroxilo y un grupo carbonilo.

Polímeros Sintéticos

Leo Hendrik Baekeland: Químico estadounidense que, a principios del siglo XX, reaccionó fenol y formaldehído, produciendo una resina termorrígida (baquelita).

Clasificación de los Polímeros Sintéticos

1. Según el tipo de monómero:

• Homopolímero: Repetición del mismo monómero.
• Copolímero: Dos o más monómeros diferentes.

2. Según la secuencia en el polímero:

• Monómeros ubicados de manera al azar, en distintas secuencias.
• Monómeros ordenados en forma alternada.

3. Según sus propiedades físicas:

• Termorrígidos: Mantienen su forma una vez moldeados a una cierta temperatura.
• Termoplásticos: Pueden cambiar su forma con variaciones de temperatura.
• Elastómeros: Recuperan su forma al ser sometidos a una deformación.
• Fibras: Se forman cuando el polímero fundido pasa por los orificios de una matriz.

Primeros Polímeros Sintéticos

Charles Goodyear (1839): Descubrió que, al calentar el caucho natural con azufre, se obtenía un producto elástico de mayor dureza y resistencia al desgaste.

Caucho Vulcanizado

Vulcanización: Proceso en el que se agrega una cantidad adecuada de azufre al caucho natural. El caucho pierde su inestabilidad y adquiere mayor elasticidad, creando el caucho vulcanizado.

John Wesley Hyatt (1872): Químico estadounidense, creador del celuloide (patentado por Alexander Parkes).

Celuloide

Hyatt preparó un producto a base de celulosa parcialmente nitrada, mezclada con alcanfor: el celuloide. Es transparente, duro y flexible, pero altamente inflamable. Permitió el desarrollo del cine; actualmente, se usan cintas de acetato de celulosa.

Reacciones de Adición

Resultan de la adición consecutiva de monómeros a una cadena, sin pérdida de átomos o grupos en el proceso. Puede iniciarse por:

• Adición de un anión.
• Adición de un catión.
• Adición por radicales libres.

Poliuretanos

Formados por grupos carbonilo, unidos a un oxígeno y un grupo amino. Los uretanos se pueden considerar intermedios entre un carbonato y una urea.

Procesos Industriales

Cada tipo de polímero se fabrica por un método específico, de acuerdo con las características del polímero que se desea obtener.

Métodos Utilizados para Fabricar Plásticos

La materia prima necesaria para la fabricación de los diversos productos poliméricos de uso diario proviene del petróleo, el carbón y el gas natural. Se utiliza en forma de gránulos y resinas.

Métodos Industriales

1. Moldeo por Inyección: El material plástico se ablanda a alta presión y temperatura. Luego, se traslada a moldes fríos, donde el plástico se solidifica con una forma determinada (botellas, bidones).
2. Extrusión: El polímero fundido se hace pasar por un sistema que posee un orificio de salida con una forma determinada (tuberías, mangueras).
3. Calandrado: El plástico es reblandecido y se hace pasar a través de unos rodillos que lo transforman en un film delgado (forros, láminas).
4. Espumación: Se agrega al polímero una sustancia que produce un gas al calentarse. Al enfriarse, aparecen porosidades que le dan al producto una baja densidad (aislantes).

Identificación Industrial de los Plásticos

En la actualidad, la enorme variedad de polímeros ha generado el problema de los residuos plásticos. Este problema obliga a un rediseño de los procesos industriales para que todos los futuros plásticos se puedan reciclar al final de su vida útil.