Macromoléculas
El politetrafluoroetileno (PTFE) es un fluoropolímero sintético de tetrafluoroetileno que tiene numerosas aplicaciones. La marca más conocida de la composición a base de PTFE es Teflon de Chemours,[2] una empresa derivada de DuPont, que descubrió originalmente el compuesto en 1938[2].
El politetrafluoroetileno es un fluorocarbono sólido, ya que se trata de un polímero de alto peso molecular compuesto íntegramente por carbono y flúor. El PTFE es hidrofóbico: ni el agua ni las sustancias que contienen agua mojan el PTFE, ya que los fluorocarbonos presentan fuerzas de dispersión de Londres atenuadas debido a la alta electronegatividad del flúor. El PTFE tiene uno de los coeficientes de fricción más bajos de todos los sólidos.
El politetrafluoroetileno se utiliza como revestimiento antiadherente para sartenes y otros utensilios de cocina. No es reactivo, en parte debido a la fuerza de los enlaces carbono-flúor, por lo que suele utilizarse en contenedores y tuberías para productos químicos reactivos y corrosivos. Cuando se utiliza como lubricante, el PTFE reduce la fricción, el desgaste y el consumo de energía de la maquinaria. Se suele utilizar como material de injerto en intervenciones quirúrgicas. También se emplea con frecuencia como revestimiento de catéteres; esto interfiere con la capacidad de las bacterias y otros agentes infecciosos de adherirse a los catéteres y causar infecciones hospitalarias.
Tipos de polímeros
donde Mn es el peso molecular medio y M0 es el peso molecular de la unidad monomérica. Para la mayoría de los fines industriales, se desean grados de polimerización en los miles o decenas de miles. Este número no refleja la variación en el tamaño de las moléculas del polímero que suele producirse, sólo representa el número medio de unidades monoméricas.
Algunos autores, sin embargo, definen el DP como el número de unidades de repetición, donde para los copolímeros la unidad de repetición puede no ser idéntica a la unidad monomérica[4][5] Por ejemplo, en el nylon-6,6, la unidad de repetición contiene las dos unidades monoméricas -NH(CH2)6NH- y -OC(CH2)4CO-, de modo que una cadena de 1000 unidades monoméricas corresponde a 500 unidades de repetición. El grado de polimerización o la longitud de la cadena es entonces de 1000 según la primera definición (IUPAC), pero de 500 según la segunda.
En la polimerización por etapas, para conseguir un alto grado de polimerización (y por tanto un peso molecular), Xn, se requiere una alta conversión fraccional de monómeros, p, según la ecuación de Carothers[6][7].
Propiedades de los polímeros
La cristalización de los polímeros es un proceso asociado a la alineación parcial de sus cadenas moleculares. Estas cadenas se pliegan y forman regiones ordenadas denominadas laminillas, que componen estructuras esferoidales más grandes denominadas esferulitas[1][2] Los polímeros pueden cristalizar al enfriarse tras la fusión, al estirarse mecánicamente o al evaporarse el disolvente. La cristalización afecta a las propiedades ópticas, mecánicas, térmicas y químicas del polímero. El grado de cristalinidad se estima mediante diferentes métodos analíticos y suele oscilar entre el 10 y el 80%, y los polímeros cristalizados suelen denominarse “semicristalinos”. Las propiedades de los polímeros semicristalinos están determinadas no sólo por el grado de cristalinidad, sino también por el tamaño y la orientación de las cadenas moleculares.
Los polímeros se componen de largas cadenas moleculares que forman espirales irregulares y enredadas en la masa fundida. Algunos polímeros conservan esa estructura desordenada al congelarse y se convierten fácilmente en sólidos amorfos. En otros polímeros, las cadenas se reorganizan tras la congelación y forman regiones parcialmente ordenadas con un tamaño típico del orden de 1 micrómetro[3] Aunque sería energéticamente favorable que las cadenas del polímero se alinearan en paralelo, dicha alineación se ve obstaculizada por el enredo. Por lo tanto, dentro de las regiones ordenadas, las cadenas de polímeros están alineadas y plegadas a la vez. Por lo tanto, estas regiones no son ni cristalinas ni amorfas y se clasifican como semicristalinas. Ejemplos de polímeros semicristalinos son el polietileno lineal (PE), el tereftalato de polietileno (PET), el politetrafluoroetileno (PTFE) o el polipropileno isotáctico (PP)[4].
Definición de polímeros
pertenece al grupo de las poliolefinas y es parcialmente cristalino y no polar. Sus propiedades son similares a las del polietileno, pero es ligeramente más duro y resistente al calor. Es un material blanco, mecánicamente robusto y con una gran resistencia química[1].
El polipropileno es el segundo plástico básico más producido (después del polietileno). En 2019, el mercado mundial de polipropileno tenía un valor de 126.030 millones de dólares[4] Se espera que los ingresos superen los 145.000 millones de dólares en 2019. Se prevé que las ventas de este material crezcan a un ritmo del 5,8% anual hasta 2021[5].
Los químicos de Phillips Petroleum J. Paul Hogan y Robert Banks demostraron por primera vez la polimerización del propileno en 1951.[6] La polimerización estereoselectiva al isotáctico fue descubierta por Giulio Natta y Karl Rehn en marzo de 1954.[7] Este descubrimiento pionero condujo a la producción comercial a gran escala de polipropileno isotáctico por parte de la empresa italiana Montecatini a partir de 1957.[8] El polipropileno sindiotáctico también fue sintetizado por primera vez por Natta.