Polímeros y Monómeros: Definición, Tipos y Polimerización
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Polímero: Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales. Entre los polímeros sintéticos más comunes encontramos el nailon, el polietileno y la baquelita.
Monómero: Es una molécula de pequeña masa molecular que, unida a otros monómeros (a veces cientos o miles) por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, forman macromoléculas llamadas polímeros. Ejemplos:
- Los aminoácidos son los monómeros de las proteínas.
- Los nucleótidos son los monómeros de los ácidos nucleicos.
- Los monosacáridos son los monómeros de los polisacáridos.
Polimerización: El Proceso de Creación de Polímeros
La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción de polimerización para dar lugar al polímero, ésta se clasifica como "polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena".
Tipos de Polimerización
Polimerización por Condensación
En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo, agua. Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero. Los polímeros de condensación se dividen en dos grupos:
- Homopolímeros: Polietilenglicol, Siliconas
- Copolímeros: Baquelitas, Poliésteres, Poliamidas
La polimerización en etapas (condensación) necesita al menos monómeros bifuncionales. Los polímeros pueden ser maquinables.
Ejemplo: HOOC--R1--NH2
Polimerización por Adición
En este tipo de polimerización, la masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.
Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemolítica:
- Iniciación: CH2=CHCl + catalizador ⇒ •CH2–CHCl•
- Propagación o crecimiento: 2 •CH2–CHCl• ⇒ •CH2–CHCl–CH2–CHCl•
- Terminación: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.
En el caso de que el polímero provenga de un único tipo de monómero se denomina homopolímero y si proviene de varios monómeros se llama copolímero o heteropolímero. Por ejemplo, el poliestireno es un homopolímero, pues proviene de un único tipo de monómero, el estireno, mientras que si se parte de estireno y acrilonitrilo se puede obtener un copolímero de estos dos monómeros.
Polímeros de Adición
Son los tipos de polímeros que se forman con necesidad de un iniciador para la reacción. O sea, que agregas una sustancia a los monómeros para que pueda así llevarse a cabo la polimerización.
Polímeros de Condensación
Es una macromolécula que se forma a partir de monómeros que posean dos grupos reactivos o funcionales que pueden ser el carboxilo, amino, carbonilo e hidroxilo por medio de una reacción llamada policondensación.
Ejemplos de Polímeros Comunes
PET (Tereftalato de Polietileno)
El tereftalato de polietileno es un tipo de plástico muy usado en envases de bebidas y textiles. Es un polímero termoplástico lineal, con un alto grado de cristalinidad.
PVC (Policloruro de Vinilo)
El PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. Es el derivado del plástico más versátil. Este se puede producir mediante cuatro procesos diferentes: Suspensión, emulsión, masa y solución.
PS (Poliestireno)
El poliestireno (PS) es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno. Existen cuatro tipos principales: el PS cristal, que es transparente, rígido y quebradizo; el poliestireno de alto impacto, resistente y opaco, el poliestireno expandido, muy ligero, y el poliestireno extrusionado, similar al expandido pero más denso e impermeable.