Polímeros biodegradables
La principal diferencia física es cómo responden a las altas temperaturas. Cuando se calientan hasta su punto de fusión, los termoplásticos se ablandan hasta adquirir una forma líquida. Por tanto, el proceso de curado es reversible, lo que significa que pueden volver a moldearse y reciclarse. En cambio, los polímeros termoestables forman una estructura reticulada durante el proceso de curado, lo que impide que se fundan y se vuelvan a moldear.
Como analogía, piense en los termoestables como el hormigón, una vez que han fraguado, nunca pueden volver a la forma líquida (proceso irreversible). Mientras que los termoplásticos son como el agua, pueden pasar del hielo al agua con la aplicación o retirada del calor (proceso reversible).
Un termoplástico es una resina que es sólida a temperatura ambiente, pero que se vuelve plástica y blanda al calentarse, fluyendo debido a la fusión de los cristales o al cruzar la temperatura de transición vítrea (Tg). Una vez procesados, normalmente mediante procesos de moldeo por inyección o soplado, los termoplásticos adoptan la forma del molde en el que se vierten como masa fundida, y se enfrían para solidificarse en la forma deseada. El aspecto más significativo de los termoplásticos es su reversibilidad, la capacidad de someterse a un recalentamiento, fundirse de nuevo y cambiar de forma. Esto permite un procesamiento adicional del mismo material, incluso después de haber sido preparado como sólido. Procesos como la extrusión, el termoformado y el moldeo por inyección se basan en este comportamiento de las resinas. Algunos materiales termoplásticos comunes son el polietileno (PE), el policarbonato (PC) y el policloruro de vinilo (PVC).
Características químicas
Los alumnos tienen dificultades para distinguir entre cambio físico y químico, a pesar de la enseñanza formal, y la distinción es algo arbitraria. Sin embargo, la comprensión de las diferencias entre los procesos puramente físicos, como la fusión, la evaporación y la ebullición, y los cambios que tienen lugar en las reacciones químicas, en particular la idea de que se forman nuevas sustancias, es importante para entender la química y los alumnos confunden con mucha frecuencia ambas cosas. Las siguientes conversaciones son típicas:
La investigación muestra que los alumnos utilizan con frecuencia el término cambio químico para describir los cambios de estado físico. La congelación y la ebullición se consideran ejemplos de reacciones químicas. Esto depende de su concepción de la sustancia. Si los alumnos consideran que el hielo es una sustancia diferente del agua líquida, es probable que clasifiquen la fusión del hielo como un cambio químico. Un estudio reveló que el 80% de los alumnos consideraba que la diferencia de color entre el reactivo y el producto era una prueba de cambio químico. Los alumnos pueden considerar que el permanganato potásico (cristales de Condy) que se disuelve en el agua es un cambio químico debido a la intensa diferencia de color. Algunos alumnos también consideran que la fusión y la dilatación al calentarse son pruebas de un cambio químico.
Fotodegradación de polímeros
La química de los polímeros es una subdisciplina de la química que se centra en la síntesis química, la estructura y las propiedades químicas y físicas de los polímeros y las macromoléculas. Los principios y métodos utilizados en la química de los polímeros también son aplicables en una amplia gama de otras subdisciplinas de la química, como la química orgánica, la química analítica y la química física. Muchos materiales tienen estructuras poliméricas, desde los metales y cerámicas totalmente inorgánicos hasta el ADN y otras moléculas biológicas; sin embargo, la química de polímeros suele referirse al contexto de las composiciones orgánicas sintéticas. Los polímeros sintéticos son omnipresentes en los materiales y productos comerciales de uso cotidiano, comúnmente denominados plásticos y cauchos, y son componentes principales de los materiales compuestos. La química de los polímeros también puede incluirse en los campos más amplios de la ciencia de los polímeros o incluso de la nanotecnología, ambos de los cuales pueden describirse como englobando la física de los polímeros y la ingeniería de los mismos[1][2][3][4].
En 1884, Hilaire de Chardonnet puso en marcha la primera fábrica de fibras artificiales a base de celulosa regenerada, o rayón viscoso, como sustituto de la seda, pero era muy inflamable[5] En 1907, Leo Baekeland inventó el primer polímero fabricado independientemente de los productos de los organismos, una resina termoendurecible de fenol-formaldehído llamada baquelita. Por la misma época, Hermann Leuchs informó de la síntesis de aminoácidos N-carboxianhídridos y de sus productos de alto peso molecular al reaccionar con nucleófilos, pero no llegó a calificarlos de polímeros, posiblemente debido a las firmes opiniones de Emil Fischer, su supervisor directo, que negaba la posibilidad de cualquier molécula covalente que superara los 6.000 daltons[6] El celofán fue inventado en 1908 por Jocques Brandenberger, que trató láminas de rayón viscoso con ácido[7].
Degradación y estabilidad de los polímeros
K. Horie (Japón), M. Barón (Argentina), R. B. Fox (EE.UU.), J. He (China), M. Hess (Alemania), J. Kahovec (República Checa), T. Kitayama (Japón), P. Kubisa (Polonia), E. Maréchal (Francia), W. Mormann (Alemania), G. Swift (EE.UU.), D. Tabak (Brasil), J. Vohlídal (República Checa), E. S. Wilks (EE.UU.), W. J. Work (EE.UU.)
Las reacciones químicas de los polímeros han recibido gran atención durante las dos últimas décadas. Muchos polímeros reactivos y funcionales de importancia fundamental e industrial se preparan mediante reacciones de polímeros lineales o reticulados y mediante la introducción de grupos reactivos, catalíticamente activos o de otro tipo en las cadenas poliméricas. Las características de las reacciones de polímeros son sensiblemente diferentes de las de las reacciones de polimerización. Las definiciones básicas de las reacciones de polimerización se han incluido en los documentos originales [1] y revisados [2] del Glosario de Términos Básicos en la Ciencia de los Polímeros publicado por la Comisión de Nomenclatura Macromolecular de la IUPAC. Además, la Comisión ha discutido y presentado la Clasificación y Definiciones Básicas de las Reacciones de Polimerización [3] y la Terminología sobre Cinética y Termodinámica de la Polimerización [4]. En cuanto a las reacciones de los polímeros, se han definido los términos relativos a la degradación, el envejecimiento y las transformaciones químicas relacionadas de los polímeros [5]. Sin embargo, no se ha definido una terminología clara y uniforme que abarque todo el campo de las reacciones y la funcionalización de los polímeros, a pesar de la creciente importancia de este campo. Por ejemplo, la química combinatoria que utiliza perlas de polímeros reactivos se ha convertido en un nuevo campo en los últimos años. El desarrollo de una terminología uniforme para estas áreas multidisciplinares puede ayudar mucho a la comunicación y evitar confusiones.