Polimerización de propeno y cloroeteno | Química orgánica
ResumenLa presencia de plástico en el medio ambiente ha suscitado el debate entre científicos, reguladores y el público en general sobre cómo la industrialización y el consumismo están moldeando nuestro mundo. En este artículo se analizan las restricciones al uso intencionado de microplásticos primarios: pequeñas partículas sólidas de polímero en aplicaciones que van desde la agricultura hasta los cosméticos. Los peligros de los microplásticos son inciertos, y las acciones no tienen la misma prioridad para todos los actores. En algunos casos, la sustitución es técnicamente sencilla y se justifica fácilmente, pero en otros las sustituciones pueden conllevar más incertidumbre, dudas sobre el rendimiento y costes. La evaluación del impacto científico de los microplásticos primarios en comparación con sus alternativas depende de una serie de factores, como el daño de los microplásticos, la existencia de materiales de sustitución y la calidad, el coste y los peligros de los materiales alternativos. Las normativas necesitan un enfoque preciso y deben ser ejecutables por estas mediciones. Los responsables políticos deben evaluar cuidadosamente en qué contextos los incentivos para sustituir determinados microplásticos pueden estimular la innovación de nuevos materiales más competitivos y respetuosos con el medio ambiente.
Grupo funcional común / química orgánica
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.
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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.
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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 (llamadas coloides), sin pesos moleculares definidos, mantenidos juntos por una fuerza desconocida, 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. El químico italiano Giulio Natta y Karl Ziegler, que ganó el Premio Nobel de Química en 1963 por el desarrollo del catalizador Ziegler-Natta, hicieron una importante contribución a la ciencia de los polímeros sintéticos. 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.