Polímeros sintéticos
Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).
El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.
Propiedades de los polímeros
Los monómeros son moléculas de baja masa molecular que, tras pasar por el proceso de polimerización, generan una macromolécula polimérica. También se unen entre sí mediante covalentes, los meros, que son unidades que se repiten en un polímero.
Este proceso de formación de polímeros se denomina polimerización, y su grado se refiere al número de meros disponibles en una cadena polimérica. Mediante este procedimiento se crean varios tipos de compuestos.
Existen varios tipos de polímeros. Entre los principales están: los naturales, los sintéticos, los de adición, los de condensación y los de reordenación. Para obtener información más detallada sobre cada uno de ellos, consulte las siguientes descripciones.
Los polímeros sintéticos o artificiales se fabrican en el laboratorio y suelen tener ingredientes derivados del petróleo. Los ejemplos más conocidos de esta opción son: el poliestireno, el metilpolimetacrilato (acrílico), el polipropileno, el polietileno y el policloruro de vinilo (PVC).
Este compuesto se obtiene mediante la adición sucesiva de monómeros. Como ejemplos de estos polímeros tenemos los polisacáridos, que están formados por monómeros de monosacáridos, y las proteínas, que se producen por monómeros de aminoácidos.
Arcilla polimérica
A lo largo del tiempo, hemos realizado numerosas mejoras en la familia de polímeros Carbopol para ayudar a abordar las demandas regulatorias, aumentar la solidez del producto y mejorar su manejo, incluyendo, al mezclar o procesar Carbopol, la facilidad de dispersión del polímero para reducir el tiempo de procesamiento. Como parte de estas mejoras, nuestros polímeros de ácido poliacrílico se sintetizan para cumplir con los más altos estándares de seguridad. Los carbómeros “tradicionales” se sintetizan en benceno, una sustancia cuyo uso en aplicaciones de excipientes farmacéuticos está cada vez más restringido. Nuestros carbómeros “toxicológicamente preferidos” se sintetizan en acetato de etilo o en una mezcla cosolvente de acetato de etilo y ciclohexano, que son los productos que ahora recomendamos para todos los proyectos de desarrollo de nuevos fármacos.
Además, puede ser deseable sustituir un carbómero polimerizado con benceno por un carbómero no polimerizado con benceno en una formulación farmacéutica. La siguiente tabla muestra los sustitutos recomendados para los productos Carbopol de grado bencénico, basados en criterios de viscosidad. Los productos sustitutos se polimerizan en acetato de etilo o en una mezcla cosolvente de acetato de etilo y ciclohexano. Si se realiza una sustitución en una formulación farmacéutica, se recomienda comprobar las propiedades clave de rendimiento y tener en cuenta las consideraciones reglamentarias. Dependiendo de los requisitos de dosificación deseados, otros polímeros Carbopol pueden ser alternativas adecuadas.
Polímeros Español
ImprimirExisten cuatro estructuras básicas de polímeros que se muestran en la siguiente figura. En la práctica, algunos polímeros pueden contener una mezcla de las distintas estructuras básicas. Las cuatro estructuras básicas de los polímeros son: lineal, ramificada, reticulada y en red.
Los polímeros lineales parecen “espaguetis” con cadenas largas. Las cadenas largas suelen mantenerse unidas por los enlaces más débiles de Van der Waals o de hidrógeno. Como estos tipos de enlaces son relativamente fáciles de romper con el calor, los polímeros lineales suelen ser termoplásticos. El calor rompe los enlaces entre las cadenas largas, lo que permite que las cadenas fluyan entre sí y que el material pueda volver a moldearse. Al enfriarse, los enlaces entre las cadenas largas vuelven a formarse, es decir, el polímero se endurece.
Los polímeros ramificados se asemejan a los polímeros lineales con la adición de cadenas más cortas que cuelgan de la columna vertebral del espagueti. Como estas cadenas más cortas pueden interferir en el empaquetamiento eficaz de los polímeros, los polímeros ramificados tienden a ser menos densos que los polímeros lineales similares. Dado que las cadenas cortas no hacen de puente entre una columna vertebral más larga y otra, el calor suele romper los enlaces entre las cadenas del polímero ramificado y permite que el polímero sea termoplástico, aunque hay algunos polímeros ramificados muy complejos que se resisten a esta “fusión” y, por tanto, se rompen (endureciéndose en el proceso) antes de ablandarse, es decir, son termoestables.