En este video se abordarán algunas propiedades estructurales y termomecánicas de los polímeros. Se mencionará cómo estas propiedades permiten clasificarlos y cubrir propiedades específicas. Para explicar las propiedades estructurales de los polímeros es importante recordar su definición. Los polímeros son macromoléculas con alto peso molecular, compuestas por muchas unidades unidas entre sí, denominadas monómeros. Cuando la estructura química de los monómeros es idéntica se obtiene un homopolímero, como es el caso del polietileno, mientras que cuando la estructura de los monómeros es diferente y da lugar a unidades repetitivas complejas, se tiene un copolímero. Un ejemplo son las proteínas. Cuando se unen los monómeros para dar lugar a los polímeros se puede dar lugar a diferentes arreglos estructurales. De esta forma, se pueden obtener polímeros lineales, ramificados, entrecruzados y reticulares. A continuación, veremos quiénes son estos. Polímeros lineales, este tipo de polímero se forma cuando el monómero que los origina tiene dos puntos de ataque en los extremos, de modo que la polimerización ocurre unidireccionalmente. Como consecuencia, se repite siempre una misma forma de unión dando lugar a conformaciones lineales. Un ejemplo de este tipo de polímeros es el polietileno. En la imagen se puede observar en la parte izquierda la representación de un polímero lineal, mientras que en la parte derecha se representa la fórmula del polietileno. Polímeros ramificados, un polímero ramificado se forma cuando los monómeros que los constituyen forman cadenas con una o varias ramificaciones, esto es, con agregados moleculares unidos a la cadena o estructura principal. Ejemplos de polímeros ramificados son el estireno y el policloruro de vinilo, conocido comercialmente como PVC. La presencia de ramificaciones en los polímeros dificulta la formación de arreglos cristalinos y disminuye su solubilidad. En la imagen, se observa en la parte izquierda la representación de un polímero ramificado, mientras que la parte derecha se representa la fórmula del estireno. Polímeros con estructura entrecruzada, son polímeros ramificados en donde existen uniones entre cadenas adyacentes. Este tipo de uniones se da por la interacción entre las diferentes cadenas presentes en la estructura de un polímero o por la acción de átomos o moléculas específicas, que fungen como a un puente de unión entre estas. La presencia de entrecruzamiento en los polímeros los hace insolubles y les confiere a los elastómeros mayor flexibilidad. Un ejemplo de polímeros con estructura entrecruzada es el caucho vulcanizado. En esta imagen, en la parte izquierda, se representa de manera general a un polímero con entrecruzamientos. En la parte derecha se representa la fórmula del caucho después de la vulcanización con azufre. Polímeros con estructura reticular, los polímeros reticulares son, en esencia, macromoléculas que presentan entrecruzamientos. El grado de reticulación de un polímero aumentará entre más cadenas estén unidas entre sí en su estructura, dando lugar a la formación de redes tridimensionales complejas. El aumento en el grado de reticulación de un polímero le confiere mayor rigidez. De ahí que muchos polímeros reticulares sean termoestables, esto es, materiales rígidos resistentes a la acción de la temperatura y, una vez moldeados, no pueden regresar a su forma original. Ejemplos de polímeros reticulares son algunas resinas como la melanina, las epóxicas y la baquelita. Otra clasificación importante de los polímeros es aquella que está basada en sus propiedades termomecánicas, esto es, en su resistencia a ser moldeados por la temperatura, su grado de rigidez y flexibilidad. En función de sus propiedades termomecánicas, los polímeros se pueden clasificar como termoestables, termoplásticos, elastómeros, fibras y adhesivos. Polímeros termoplásticos. Este tipo de macromoléculas se caracterizan por ser materiales rígidos a temperatura ambiente, pero cuando son sometidos a elevadas temperaturas se vuelven blandos y se pueden moldear o fundir varias veces sin que ello cambie sus propiedades. Generalmente son polímeros lineales o con pocas ramificaciones, que se pueden reciclar. Ejemplos de termoplásticos son el polietileno y el PVC. Polímeros termoestables. También son conocidos como polímeros termorrígidos porque poseen alta resistencia a la acción de la temperatura. Una vez moldeados, difícilmente cambien su forma, en otras palabras, no se pueden derretir, son insolubles y poseen un alto grado de rigidez. Como se ha mencionado, los polímeros termoestables son macromoléculas con estructura reticular o alto número de entrecruzamientos. Ejemplos de polímeros termoestables son las resinas fenólicas usadas en la fabricación de las empuñaduras de las herramientas. Como se ha mencionado con anterioridad, este tipo de materiales no se pueden reciclar. Elastómeros, son macromoléculas con estructura ligeramente reticular. Se caracterizan por ser materiales flexibles y elásticos. Entre sus propiedades se puede mencionar que son insolubles, pero se pueden dilatar por la acción de algunos solventes. Tanto su resistencia como elasticidad puede variar en función del tipo de ramificaciones y el número de entrecruzamientos en su estructura. Ejemplos de materiales elastómeros son los cauchos, el neopreno y la silicona. En la siguiente imagen se esquematiza la fórmula general del neopreno, un material que se utiliza en la fabricación de trajes en la práctica de deportes acuáticos. Fibras, son polímeros que tienen la propiedad de formar hilos flexibles y resistentes. Generalmente se usan para hilar y fabricar prendas de vestir. Algunas fibras poliméricas naturales son la seda, la lana o el algodón. En el ramo sintético destacan las poliamidas y poliésteres. Los polímeros reticulares son, en esencia, macromoléculas que presentan entrecruzamientos. Los adhesivos tienen la propiedad de unir firmemente dos sustratos o superficies, mientras que los recubrimientos forman barreras de protección en superficies. Son polímeros flexibles en estado líquido, pero cuando solidifican poseen una estructura química altamente cohesionada y resistente. Ejemplos de adhesivos son los derivados del policianoacrilato, un material polimérico utilizado en la fabricación de pegamentos comerciales o domésticos. En este video se han estudiado algunas propiedades físicas y estructurales de los polímeros, cualidades que nos permiten entender la gama de aplicaciones que pueden cubrir estos materiales.
