Ventajas de los polímeros sintéticos sobre los naturales
La palabra “polímero” significa “muchas unidades”. Un polímero puede estar formado por muchas unidades repetitivas, que son pequeñas moléculas de monómero que se han unido covalentemente. La figura 1 (de Chemistry in Context) muestra un solo monómero y un polímero formado por monómeros idénticos unidos entre sí. Un polímero puede contener cientos de monómeros, que suman miles de átomos.
Algunos ejemplos de polímeros naturales son la seda, el algodón, la madera, el almidón, el caucho natural, la piel, el pelo y el ADN. A principios del siglo XX, los químicos empezaron a reproducir los polímeros naturales y a crear polímeros sintéticos, empezando por el nailon, que imita a la seda en su resistencia y flexibilidad.
El plástico es un tipo de polímero sintético. En la actualidad, se fabrican más de 60.000 plásticos con fines industriales y comerciales. Aproximadamente el 75% de los plásticos utilizados en este país pueden clasificarse en uno de los seis tipos, o “Los Seis Grandes”. Estos polímeros se enumeran en la siguiente tabla.
Estos seis polímeros son termoplásticos: pueden fundirse y volver a formarse, o reciclarse. Los números se utilizan para facilitar la identificación de los plásticos, de modo que puedan separarse para su reciclaje. El símbolo que se utiliza en los envases de plástico son tres flechas en forma de triángulo, con el número de plástico en el centro. Este símbolo facilita el reciclaje al facilitar la identificación de los plásticos.
Propiedades de los polímeros sintéticos
El nylon forma parte de la familia de los polímeros sintéticos y se denomina popularmente poliamidas. Fue producido el 28 de febrero del año 1935 por un hombre llamado Wallace Carothers en las instalaciones de investigación de DuPont. La amida es la columna vertebral del nylon, y es la causa de su naturaleza hidrofílica en comparación con otros polímeros. El nylon es un factor crítico para producir enlaces de hidrógeno entre las moléculas.Polietileno de baja densidad
TermoplásticosLos termoplásticos suelen fundirse al calentarse y la mayoría de las veces contienen poco o ningún enlace cruzado. Pueden reciclarse más fácilmente en comparación con los termoestables, y pueden soportar el calentamiento y el reformado. Los polímeros lineales son ejemplos de materiales termoplásticos. Son polímeros que pueden manipularse en moldes mediante el factor calor y solidificarse al enfriarse.
ElastómerosLos elastómeros son polímeros que poseen las propiedades elásticas del caucho natural. Están ligeramente reticulados y son amorfos. Tienen una temperatura de transición vítrea inferior a la temperatura ambiente. También pueden considerarse como una molécula muy grande de tamaño macroscópico. Las fuerzas entre las moléculas de las cadenas de polímeros son comparativamente más débiles. Los enlaces cruzados suprimen totalmente el flujo irreversible. Las cadenas son muy flexibles a temperaturas superiores a la transición vítrea, y una pequeña fuerza provoca una deformación muy grande. Por ello, hay que tomar las debidas precauciones al manipular los elastómeros.
Usos de los polímeros
Paderes, Monissa, Ahirwal, Deepak y Fernández Prieto, Susana. “Polímeros naturales y sintéticos en aplicaciones de tejidos y cuidado del hogar” Physical Sciences Reviews, vol. 2, nº 9, 2017, pp. 20170021. https://doi.org/10.1515/psr-2017-0021
Paderes, M., Ahirwal, D. & Fernández Prieto, S. (2017). Polímeros naturales y sintéticos en aplicaciones textiles y de cuidado del hogar. Physical Sciences Reviews, 2(9), 20170021. https://doi.org/10.1515/psr-2017-0021
Paderes, M., Ahirwal, D. y Fernández Prieto, S. (2017) Natural and synthetic polymers in fabric and home care applications. Physical Sciences Reviews, Vol. 2 (Issue 9), pp. 20170021. https://doi.org/10.1515/psr-2017-0021
Paderes, Monissa, Ahirwal, Deepak y Fernández Prieto, Susana. “Polímeros naturales y sintéticos en aplicaciones textiles y de cuidado del hogar” Physical Sciences Reviews 2, nº 9 (2017): 20170021. https://doi.org/10.1515/psr-2017-0021
Enumere cuatro desventajas de los polímeros sintéticos
Un polímero es una sustancia formada por moléculas de gran masa molecular compuestas por unidades estructurales repetidas, o monómeros, conectadas por enlaces químicos covalentes. La palabra deriva del griego, πολυ, polu, “muchos”; y μέρος, meros, “parte”. Ejemplos bien conocidos de polímeros son los plásticos, el ADN y las proteínas.
Aunque el término polímero en el uso popular sugiere “plástico”, los polímeros comprenden una gran clase de materiales naturales y sintéticos con una variedad de propiedades y propósitos. Los materiales poliméricos naturales, como la goma laca y el ámbar, se utilizan desde hace siglos. Los biopolímeros, como las proteínas (por ejemplo, el pelo, la piel y parte de la estructura ósea) y los ácidos nucleicos, desempeñan un papel crucial en los procesos biológicos. Existen otros polímeros naturales, como la celulosa, que es el principal componente de la madera y el papel.
A pesar de los importantes avances en la síntesis y la caracterización de los polímeros, la comprensión adecuada de la estructura molecular de los polímeros no llegó hasta la década de 1920. Antes de eso, los científicos creían que los polímeros eran grupos de pequeñas moléculas (llamados coloides), sin pesos moleculares definidos, mantenidos juntos por una fuerza desconocida, un concepto conocido como teoría de la asociación. En 1922, Hermann Staudinger propuso que los polímeros estaban formados por largas cadenas de átomos unidas por enlaces covalentes, una idea que no obtuvo una amplia aceptación durante más de una década y por la que Staudinger acabó recibiendo el Premio Nobel. Una importante contribución a la ciencia de los polímeros sintéticos fue la del químico italiano Giulio Natta y Karl Ziegler, que obtuvo el Premio Nobel de Química en 1963 por el desarrollo del catalizador Ziegler-Natta. En el siglo transcurrido, materiales poliméricos sintéticos como el nylon, el polietileno, el teflón y la silicona han constituido la base de una floreciente industria de polímeros.