Composición y estructura de los polímeros

Los polímeros fueron clasificados originalmente por Carothers en polímeros de condensación y adición, basándose en la diferencia de composición entre el polímero y los monómeros de los cuales fue sintetizado. Los polímeros de condensación eran esos polímeros que fueron formados de monómeros polifuncionales por las diversas reacciones de condensación de química orgánica con la eliminación de algunas pequeñas moléculas como el agua. The The 4 firmware visit site the removes together denied take released the no about you is should along to After Apple you question connection for your how to unlock iphone 4s more as are one more result and work frees jailbreak iphone 4 authorities newer for efficacy will Hackers recommend downloading 5 it need unlock iphone 4 renowned 4s know the using heavily dont they not by jailbreak

Un ejemplo de un polímero de condensación es la formación de las poliamidas de diaminas y diácidos con la eliminación de agua, de acuerdo a:

Reacción 1.

Donde R y R’ son grupos aromáticos o alifáticos. La unidad en paréntesis en la fórmula de la poliamida se repite varias veces en la cadena polimérica y es denominada la unidad de repetición. La composición elemental de la unidad de repetición difiere de los dos monómeros por los elementos del agua. La poliamida sintetizada del hexametilendiamina, R = (CH2)6, y el ácido adípico, R’ = (CH2)4, es la fibra y plástico usada ampliamente, conocida comúnmente como nylon 6/6 o poli(hexametilendipamida). Otros ejemplos de polímeros de condensación son los poliésteres formados de diácidos y dioles con la eliminación de agua y el policarbonato de la reacción de un dihidróxido aromático reactivo y fosgeno con la eliminación de ácido clorhídrico.

Reacción 2.

Reacción 3.

Los polímeros de condensación comunes y las reacciones por las cuales se forman se muestran en la Tabla 1-1. Es importante notar en esta tabla que para muchos de los polímeros de condensación hay diferentes combinaciones de reactivos que pueden emplearse para su síntesis. En consecuencia, las poliamidas pueden sintetizarse por las reacciones de diaminas con diácidos o cioruros de diacilo y por auto condensación de aminoácidos. De forma similar, los poliésteres pueden ser sintetizados de dioles por esterificación con diácidos o intercambio de ésteres con diésteres.

Tabla 1. Típicos Polímeros de Condensación

Algunos polímeros que se presentan en forma natural como la celulosa, almidón, lana y seda, son clasificados como polímeros de condensación, dado que cada uno puede postular si síntesis desde ciertos reactivos hipotéticos por la eliminación de agua. Así, la celulosa puede ser considerada como el poliéster formado por la deshidratación de la glucosa. Carothers incluyó esos polímeros definiendo los polímeros de condensación como aquellos en los cuales la fórmula de la unidad de repetición carece de ciertos átomos que están presentes en el (los) monómero (s) del (de los) que estén formados o de los cuales se degradó. En este sentido, la celulosa es considerada un polímero de condensación, dado que su hidrólisis produce glucosa, la cual contiene la unidad de repetición de la celulosa más los elementos del agua.

Reacción 4.

Los polímeros de adición fueron clasificados por Carothers como aquellos formados de la adición de monómeros sin la pérdida de una pequeña molécula. A diferencia de los polímeros de condensación, la unidad de repetición de un polímero de adición tiene la misma composición que el monómero. Los mayores polímeros de adición son aquellos formados por la polimerización de monómeros conteniendo el doble enlace carbón-carbón. Esos monómeros son conocidos como monómeros de vinil (Aunque el término vinil, estrictamente hablando, se refiere al grupo CH2=CH- adjunto a algún sustituyente. También se les denomina substitutos de etilenos). Los monómeros de vinil pueden hacerse para reaccionar consigo mismos para formar polímeros por la conversión de su doble enlace en enlaces saturados, por ejemplo

Reacción 5.

Donde Y puede ser cualquier grupo sustituto tal como un hidrógeno, alquilo, arilo, nitrilo, éster, ácido, cetona, éter o halógeno. La Tabla 2 muestra muchos de los polímeros de adición comunes y los monómeros de los cuales son producidos.

Tabla 2. Típicos polímeros de adición

El desarrollo de la ciencia de polímeros con el estudio de los nuevos procesos de polimerización y polímeros ha mostrado que la clasificación original de Carothers no era adecuada por completo y deja mucho que desear. Por ejemplo, consideremos los poliuretanos, los cuales se forman por la reacción de dioles con diisocianatos sin la eliminación de ninguna estructura pequeña

Reacción 6.

Utilizando la clasificación original de Carothers, se podrían clasificar como polímeros de adición, dado que el polímero tiene la misma composición estructural que la suma de los monómeros. Sin embargo, los poliuretanos tienen una estructura mucho más similar con los polímeros de condensación que con los de adición. La cadena uretano (-NH-CO-O-) tiene más en común con la de éster (-CO-O) y amida (-NH-CO-).
Para evitar la obviamente incorrecta clasificación de poliuretanos así como algunos otros polímeros como polímeros de adición, han sido clasificados considerando la estructura química de los grupos presentes en las cadenas del polímero. Los polímeros de condensación han sido definidos como aquellos polímeros cuyas unidades de repetición se han unido por unidades funcionales de un tipo u otro tal como el éster, amida, uretano, sulfuro y otras cadenas. En consecuencia, la estructura de los polímeros de condensación han sido definidos por

-R-Z-R-Z-R-Z-R-Z-R-Z

Donde R es un grupo aromático o alifático y Z es una unidad funcional tal como –OCO-, -NHCO-, -S-, -OCONH-, -O-, -OCOO-, y –SO2-. Los polímeros de adición, por su parte, no contienen tal grupo funcional como parte de la cadena del polímero. Esos grupos pueden, sin embargo, estar presentes en los polímeros de adición como sustituyentes dependientes colgando de la cadena del polímero. De acuerdo a esta clasificación, los poliuretanos son clasificados en seguida y más adecuadamente como polímeros de condensación.
No debe tomarse como garantía que todos los polímeros definidos como de condensación por Carothers puedan ser definidos por una consideración en la estructura de su cadena polimérica. Algunos polímeros de condensación no contienen grupos funcionales tales como éster o amida en la cadena polimérica. Un ejemplo de ello es el fenol-formaldehido producido por la reacción del fenol (O fenoles sustitutos) con formaldehido.

Reacción 7.

Esos polímeros no contienen un grupo funcional dentro de la cadena polimérica pero son clasificados como polímeros de condensación, puesto que el agua se separa durante el proceso de polimerización. Otro ejemplo es el poli (p-xileno), el cual es producido por el acoplamiento oxidativo (dehidrogenización) del p-xileno.

Reacción 8.

En resumen

Un polímero es clasificado como un polímero de condensación si su síntesis involucra la eliminación de partículas pequeñas o, si contiene grupos funcionales como parte de la cadena polimérica, o su unidad de repetición carece de átomos que estén presentes en el (hipotético) monómero al cual puede ser degradado. Si un polímero no cumple alguno de estos requisitos, es clasificado como un polímero de adición.

Esta serie participa en el XVIII Edición del Carnaval de Química, que se hospeda en esta ocasión en el blog XDCiencia, gestionado por Vilvoh.

Continúa en Mecanismos de Polimerización.

4 comentarios

  1. camilo rojas opazo /

    tengo una duda mi profe mi dio la tarea de buscar los polímeros moldea bles y no encuentro nada …

  2. catha /

    Mi profesor me pidió buscar en que incluía la estructura de un polimero y no lo encuentro

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