Polímeros Español
La química de los polímeros o química macromolecular es una rama de la química que se ocupa de la preparación y las propiedades de los polímeros y las macromoléculas, y uno de los diversos campos que desempeñan un papel importante en la ciencia y la tecnología de los polímeros. Debido a su importancia comercial, la mayor parte de la investigación en química de polímeros se centra en los polímeros orgánicos sintéticos, como los plásticos o las fibras. Sin embargo, muchos químicos de polímeros trabajan en problemas relacionados con la medicina, la biología y la bioquímica, o la ciencia de los materiales.
En química, los términos “molécula de polímero” y “macromolécula” se utilizan indistintamente. [1]. Una molécula de polímero tiene una masa molecular elevada y está compuesta por muchas subunidades o monómeros más pequeños que se repiten. Los polímeros pueden encontrarse en la naturaleza, como el ADN y las proteínas de las células vivas, o crearse en laboratorios o fábricas.
Las moléculas de polímeros tienen muchas formas y tamaños. Una molécula de polímero puede ser una larga cadena de un solo monómero que se repite una y otra vez o una compleja red que contiene docenas de tipos diferentes de monómeros. La identidad, la variedad y la disposición de los monómeros en una molécula de polímero afectan a las propiedades químicas y físicas de la molécula de polímero.
Origen de los polímeros
Un polímero es una gran molécula formada por cadenas o anillos de subunidades repetitivas enlazadas, que se denominan monómeros. Los polímeros suelen tener puntos de fusión y ebullición elevados. Como las moléculas están formadas por muchos monómeros, los polímeros suelen tener masas moleculares elevadas.
La palabra polímero procede del prefijo griego poly-, que significa “muchos”, y del sufijo -mer, que significa “partes”. La palabra fue acuñada por el químico sueco Jons Jacob Berzelius (1779-1848) en 1833, aunque con un significado ligeramente diferente al de la definición moderna. El químico orgánico alemán Hermann Staudinger (1881-1965) propuso en 1920 el concepto moderno de polímeros como macromoléculas.
Los polímeros pueden dividirse en dos categorías. Los polímeros naturales (también llamados biopolímeros) incluyen la seda, el caucho, la celulosa, la lana, el ámbar, la queratina, el colágeno, el almidón, el ADN y la goma laca. Los biopolímeros cumplen funciones clave en los organismos, actuando como proteínas estructurales, proteínas funcionales, ácidos nucleicos, polisacáridos estructurales y moléculas de almacenamiento de energía.
Factor de impacto de la química de los polímeros
La química de 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 los 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].
Definición de polímeros
Los plásticos son un grupo de materiales, sintéticos o naturales, que pueden ser moldeados cuando están blandos y luego endurecidos para conservar la forma dada. Los plásticos son polímeros. Un polímero es una sustancia formada por muchas unidades repetitivas. La palabra polímero proviene de dos palabras griegas: poly, que significa muchos, y meros, que significa partes o unidades. Un polímero puede considerarse como una cadena en la que cada eslabón es el “mer” o monómero (unidad individual). La cadena se forma uniendo, o polimerizando, al menos 1.000 eslabones. La polimerización puede demostrarse haciendo una cadena con clips o uniendo muchas tiras de papel para formar una guirnalda de papel.
Los polímeros naturales, como la celulosa y el látex, se modificaron químicamente por primera vez en el siglo XIX para formar celuloide y caucho vulcanizado. El primer polímero totalmente sintético, la baquelita, se produjo en 1907. La primera fibra semisintética, el rayón, se desarrolló a partir de la celulosa en 1911. Sin embargo, no fue hasta la interrupción global causada por la Segunda Guerra Mundial, cuando las fuentes naturales de látex, lana, seda y otros materiales se volvieron difíciles de obtener, que los sintéticos se produjeron en masa. El caucho sintético era necesario para los neumáticos, y el nylon para sustituir a la seda en los paracaídas. Hoy en día, los polímeros sintéticos en forma de plásticos son de amplio uso, y la industria del plástico es una de las que más crece en Estados Unidos y en todo el mundo. La industria produce aproximadamente 150 kilogramos de polímeros por persona al año en Estados Unidos.