Polímeros Español
El campo de los materiales está representado principalmente por la cerámica, los metales y los polímeros. Aunque se han producido notables mejoras en el ámbito de la cerámica y los metales, es el campo de los polímeros el que ha experimentado una explosión de progreso. Los polímeros han pasado de ser sustitutos baratos de los productos naturales a ofrecer opciones de alta calidad para una gran variedad de aplicaciones. En los próximos años cabe esperar que se produzcan más avances y progresos que sirvan de apoyo a la economía.
Los polímeros se derivan del petróleo, y su bajo coste tiene su origen en la abundancia de la materia prima, en el ingenio de los ingenieros químicos que idearon los procesos de fabricación y en las economías de escala que han surgido con el aumento del uso. Menos del 5% del barril de petróleo se utiliza para polímeros, por lo que es probable que el petróleo siga siendo la principal materia prima en un futuro indefinido. Los polímeros constituyen una parte de alto valor añadido de la base de clientes del petróleo y han dado lugar a una creciente competencia internacional en la fabricación de materiales básicos, así como de termoplásticos de ingeniería y polímeros especiales.
Monómeros orgánicos origen de la vida
Entre otras aplicaciones, la química orgánica ha tenido un enorme impacto en el desarrollo de los materiales modernos llamados polímeros. Muchos objetos de la vida cotidiana están compuestos por polímeros; curiosamente, también lo están varios materiales biológicos importantes. Consideremos una molécula con un doble enlace, como el etileno:
Ahora imaginemos que el doble enlace de la segunda molécula de etileno se abre y ataca a una tercera molécula de etileno, que también abre su doble enlace y ataca a una cuarta molécula de etileno, y así sucesivamente. El resultado final es una molécula larga y prácticamente interminable:
Esta molécula larga y casi sin fin se llama polímero (del griego, que significa “muchas partes”). La parte original, el etileno, se llama monómero (que significa “una parte”). El proceso de fabricación de un polímero se llama polimerización. Un polímero es un ejemplo de macromolécula, nombre que recibe una molécula grande.
Los polímeros simples reciben el nombre de sus monómeros. El polímero de etileno se denomina formalmente poli(etileno), aunque en el uso común, los nombres se utilizan sin paréntesis: polietileno. Como la adición de un monómero a otro forma este polímero, el polietileno es un ejemplo de un tipo de polímero llamado polímeros de adición. En la Figura \(\PageIndex{1}) – Algunos monómeros y sus polímeros de adición, se enumeran algunos polímeros de adición y sus monómeros. Uno de ellos, el poli(óxido de etileno), no resulta de la apertura de un doble enlace, sino de la apertura de un anillo en el monómero; el concepto de unión con otros monómeros, sin embargo, es el mismo.
Revista de polímeros
Hoy en día, vivimos en un mundo globalizado, con una economía que facilita el intercambio global de bienes y personas. El desarrollo de medios de transporte más sencillos ha propiciado la creación de empresas multinacionales que exportan mercancías a todo el mundo. Los ingresos totales del mercado mundial del juguete han aumentado considerablemente en la última década (1). Esta competitividad impulsa a los fabricantes a producir productos más atractivos y baratos, a veces a costa de la calidad. Además, cada vez es más difícil controlar las mercancías que entran en el mercado nacional, ya que una parte importante de los productos es pedida directamente por el cliente a través de Internet de un país a otro.
Los productos de consumo pueden contener sustancias nocivas, como disolventes residuales, monómeros o aditivos (2). Se han registrado quejas de los consumidores sobre los fuertes y desagradables olores de los juguetes y varios estudios han abordado la identificación de los desodorantes en los juguetes (3-5). Estos olores están relacionados con las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV) de los productos, que también pueden liberar otras sustancias no olorosas pero nocivas. Las sustancias emitidas acaban en el aire interior y pueden influir negativamente en la salud de los ocupantes. La calidad del aire interior es una preocupación creciente, ya que los seres humanos pasan hoy en día el 65% de su tiempo en casa (6) y también permanecen en el interior cuando trabajan o se desplazan. Las tasas de cambio de aire están disminuyendo debido a la mejora de las técnicas de aislamiento (7). El control de la exposición global puede establecerse a menudo mediante pequeñas acciones individuales (8), ya que las fuentes de contaminación más importantes son pequeñas y están cerca de la persona (9). Las principales fuentes de emisión de COV a corto plazo en interiores son los productos de cuidado personal y de limpieza o la cocina. Las emisiones de los muebles y de los materiales de construcción (10) también se consideran fuentes de emisión importantes, ya que dan lugar a emisiones a largo plazo.
Polímeros naturales
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.