Los polímeros o plásticos
son producidos tras un proceso denominado polimerización
que consiste en enlazar mediante enlaces covalentes miles de
pequeñas moléculas orgánicas denominadas
monómeros, o meros.Si una molécula monomérica
es denominada A, la macromolécula, formada por n monómeros
A, tiene estructura lineal (A A A A...)n.Los monómeros son moléculas
orgánicas fundamentalmente formadas por átomos
de carbono, hidrógeno y oxígeno entre los cuales
se establecen uniones o enlaces covalentes. Metano (CH4),
propano (C2H2)
y etileno (C2H4),
son algunos ejemplos de moléculas monoméricas.
No todos los monómeros son aptos para realizar el proceso
de polimerización que permite enlazar en cadena diversos
monómeros idénticos.En el caso de monómeros
iguales, como el etileno C2H4
con estructura:
Con el proceso de desdoblamiento
del doble enlace nuevos monómeros pueden seguir adicionándose
alargando la longitud de la macromolécula.
La nueva molécula de
polimerización del etileno se denomina polietileno
y está constituida por una cadena lineal de n monómeros
de etileno.El número n de monómeros
ligados en la cadena del polímero se denomina grado de
polimerización (GP).La media de GP para los grupos del
polietileno varía desde 3500 a 25000 correspondiendo en
masas moleculares medias entre 100.000 y 700.000 g/mol. Para el caso de monómeros
diferentes, el principio de formación de polímeros
es igualmente el desdoblamiento del enlace insaturado de los
monómeros. Esto puede observarse en el polímero
formado por el cloruro de vinilo (C2H3Cl) y acetato de vinilo (C3H3O2CH3).
Siendo la reacción la siguiente:
Para diferenciar los polímeros
formados de un solo monómero, homopolímeros, a
los conformados por dos monómeros, éstos se denominan
copolímeros.Aunque los monómeros en
la mayoría de los copolímeros están ordenados
aleatoriamente, han sido identificados cuatro tipos distintos
de copolímeros:| 1) |
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Sin embargo, la clasificación
de materiales poliméricos se justifica respecto a su diferente
comportamiento frente al calor, dependiendo de como están
enlazadas las cadenas, obtenemos los tres grandes grupos de materiales
de naturaleza polimérica: termoplásticos, termoestables
y elastómeros.Recordemos que los termoplásticos
para ser conformados precisan de la aplicación previa
al enfriamiento que les confiere la forma definitiva. Estos materiales
pueden ser recalentados y reformados varias veces sin cambios
significativos en sus propiedades. Deben su nombre a que se ablandan
y plastifican. Su estructura molecular es mayoritariamente lineal,
con o sin ramificaciones. Las moléculas están enlazadas
unas con otras, pero sin reticulaciones. Los termoestables
se fabrican de manera permanente por reacciones químicas,
no se pueden refundir ni almacenar, y se degradan por calentamiento
a elevadas temperaturas. En general son duros y rígidos
aún a temperaturas elevadas. Existen numerosas reticulaciones
entre cadenas. Los elastómeros o gomas reciben
una mención especial dentro de los materiales conformados
de forma permanente por las extraordinarias deformaciones elásticas
que experimentan al aplicar una fuerza sobre ellos, pudiendo
recuperar su forma original totalmente o casi totalmente cuando
cesa la fuerza. Su estructura es reticulada pero en menor extensión
que en los materiales termoestables.Desde un punto de vista estructural
podríamos citar como caso particular las fibras poliméricas
como agrupaciones de macromoléculas lineales, con una
configuración extendida en las que existe un principio
ordenador que permite la formación de regiones ordenadas
y regularmente orientadas.Todos estos materiales se obtienen
de un modo sintético por medio de reacciones químicas
que reciben el nombre de reacciones de polimerización.
Recordemos las más importantes.