Fundamentos y Clasificación de Polímeros: Tipos, Estructura y Aplicaciones

¿Qué es un Polímero?

Los polímeros son macromoléculas que surgen de la unión de numerosas moléculas individuales (monómeros), dando lugar a largas cadenas moleculares.

Clasificación de Polímeros según su Origen

  • Naturales

    Son macromoléculas producidas por seres vivos, ya sean vegetales o animales. Ejemplos clásicos son el caucho, la seda, el almidón, la celulosa y la lana.

  • Semisintéticos

    Se obtienen mediante procesos de transformación química de polímeros naturales. Por ejemplo: caucho vulcanizado y nitrocelulosa.

  • Sintéticos

    Son productos derivados del petróleo. Entre ellos encontramos los plásticos, el nailon (nylon) y el PVC.

Clasificación de Polímeros según su Composición Química

  • Orgánicos

    Contienen átomos de carbono en su cadena principal. Otros componentes mayoritarios son el hidrógeno y el oxígeno. A menudo también se componen de fósforo, nitrógeno y azufre. Ejemplos: celulosa, almidón, proteínas.

  • Inorgánicos

    No contienen carbono en su cadena principal, sino otros elementos, como el silicio o el germanio. Ejemplos: siliconas, poliestannos, poligermanos.

Clasificación de Polímeros según su Masa Molecular (Tamaño)

Esta clasificación se basa en el peso molecular y la longitud de la cadena:

  • Oligómeros

    Pesos moleculares inferiores a 1500 g/mol y longitudes de cadena inferiores a 50 Å. Generalmente compuestos por 4 a 20 unidades monoméricas. Son solubles.

  • Hemicoloides

    Pesos moleculares entre 1500 y 5000 g/mol. Longitud de cadena entre 50 y 500 Å, compuestos por 20 a 100 unidades.

  • Mesocoloides

    Pesos moleculares entre 5.000 y 10.000 g/mol y longitudes de cadena de 500 a 2500 Å, compuestos por 100 a 1000 unidades.

  • Eucoloides

    Pesos moleculares mayores de 10.000 g/mol y longitudes de cadena mayores de 2500 Å, compuestos por más de 1000 unidades.

Clasificación de Polímeros según su Comportamiento Térmico

  • Termoplásticos

    Son polímeros que se funden al calentarlos y se solidifican al enfriarse, permitiendo su moldeo repetido. Ejemplos de estos son: polietileno, poli(tereftalato de etileno), poliacrilonitrilo y nailon.

  • Termorrígidos (Termoestables)

    Son polímeros que, en el primer calentamiento, forman enlaces entrecruzados (curado) que impiden su posterior fusión o disolución en solventes. Ejemplos de estos materiales son: resina fenol-formol, resina melamina-formol y resina urea-formol.

Clasificación de Polímeros según su Estructura Monomérica

Homopolímero

Polímero constituido por la repetición de un único monómero (cadena homogénea). Ejemplos son: polietileno, poliestireno, poliacrilonitrilo, poli(acetato de vinilo).

Si A representa al monómero, entonces la estructura del homopolímero es:

~A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A~

Copolímero

Polímero constituido por dos o más monómeros diferentes (cadena heterogénea). Algunos ejemplos son los denominados con las siglas: SAN, NBR, SBR.

Si A y B representan los monómeros, existen cuatro formas principales de disponerlos en la cadena:

Copolímeros al Azar (o Aleatorios)

Copolímero con los monómeros unidos en una secuencia desordenada a lo largo de la cadena del polímero:

~A-A-B-A-B-B-B-A-A-B-B-A-A-A~

Copolímeros Alternados

Copolímero con los monómeros unidos en forma alternada:

~A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B~

Copolímeros en Bloques

Polímero con los monómeros unidos en una secuencia formada por tramos más o menos largos de A, seguidos por un tramo de B:

~A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-A-A~

Copolímeros de Injerto

La cadena principal del polímero tiene unidades de un mismo monómero (A), mientras que el otro monómero (B) solo forma parte de ramificaciones laterales (el injerto):

~A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A~
| | |
B B B
| | |
B B B
| | |
B B B
| | |
B
|

En particular, los copolímeros formados por tres monómeros reiterativos diferentes son conocidos como terpolímeros. Un ejemplo típico es el ABS, es decir, el terpolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno.

La reacción química de síntesis de los copolímeros es la copolimerización, y los monómeros unidos son comonómeros. Estas combinaciones de monómeros tienen el objetivo de modificar las propiedades de los monómeros o polímeros originales.

Clasificación de Polímeros según su Geometría Estructural

  • Polímeros Lineales

    Se originan cuando el monómero que lo forma tiene dos puntos de ataque, de modo que el polímero se forma unidireccionalmente, creando cadenas lineales.

  • Polímeros Ramificados

    Se forman porque el monómero posee tres o más puntos de ataque, de modo que la polimerización ocurre tridimensionalmente, es decir, en las tres direcciones del espacio. En base a esto es que podemos encontrar variadas formas.

Los Plásticos: Definición y Tipos de Reciclaje (Códigos 1-7)

Los plásticos son aquellos materiales que, compuestos por resinas, proteínas y otras sustancias, son fáciles de moldear y pueden modificar su forma permanentemente.

A continuación, se detallan los 7 tipos de plásticos más comunes según su código de reciclaje:

  1. PET (Poli(tereftalato de etileno))

    Se utiliza en la producción de botellas para bebidas. A través de su reciclado se obtienen principalmente fibras para relleno de bolsas de dormir, alfombras, cuerdas y almohadas.

  2. HDPE (Polietileno de Alta Densidad)

    Se utiliza en envases de leche, detergente, aceite para motor, etc. El HDPE, tras reciclarse, se utiliza para macetas, contenedores de basura y botellas de detergente.

  3. PVC (Poli(cloruro de vinilo))

    El PVC es utilizado en botellas de champú, envases de aceite de cocina, artículos de servicio para casas de comida rápida, etc. El PVC puede ser reciclado como tubos de drenaje e irrigación.

  4. LDPE (Polietileno de Baja Densidad)

    El LDPE se encuentra en bolsas de supermercado, de pan y plástico para envolver. El LDPE puede ser reciclado para fabricar bolsas de supermercado nuevamente.

  5. PP (Polipropileno)

    El PP se utiliza en la mayoría de recipientes para yogur, sorbetes, tapas de botella, etc. El PP, tras el reciclado, se utiliza como viguetas de plástico, peldaños para registros de drenaje y cajas de baterías para autos.

  6. PS (Poliestireno)

    El PS se encuentra en tazas desechables de bebidas calientes y bandejas de carne. El PS puede reciclarse en viguetas de plástico, cajas de cintas para casetes y macetas.

  7. Otros

    Generalmente indica que es una mezcla de varios plásticos (policarbonatos, ABS, etc.). Estos plásticos no se reciclan fácilmente porque no se sabe con certeza qué tipo de resinas contienen.

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