Polímeros

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Polímeros:

Química.       2°A      T/MMaestra: Angélica Pimentel.-Jaffet Alexandro Sigala Macias.-Marcos Herrera.-Fhernanda Aelin Hernández Torres.-César Abraham Díaz Sánchez.-Samantha Rodríguez Gomez 

ÍNDICE:

Portada Índice Cronograma de Actividades. ¿Qué son los polímeros? Clasificación Tipos de polímeros Estructuras de copolímeros. Polímeros naturales y sintéticos. Propiedades mecánicas de los polímeros. Reacciones Impacto ambiental. Estadísticas de contaminación Conclusión. Bibliografía

Cronograma de Actividades:

Semana 1: Una vez asignado el tema que nos tocó desarrollar, planificamos y nos repartimos comisiones para investigar cada subtema de los ´polímeros. La forma en que jerarquizamos los subtemas fueron: "qué son y sus tipos"     "Su clasificación y propiedades"    "Reacciones y su estructura"    "usos y funciones"   "problemática e impacto ambiental". Nos comprometimos que haríamos una investigación acerca del subtema que nos tocó y para la próxima semana traeríamos nuestra información.Semana 2: Una vez reunidos y exponiendo nuestra información, organizamos el orden en el que pondríamos toda nuestra investigación, decidimos que tendríamos que sintetizar y resumir un poco más nuestro material de trabajo para que no fuera tan extensa nuestra presentación pero sí que contenga lo más importante, en la próxima semana comenzaríamos a plasmar nuestro trabajo.Semana 3: Todos juntos ya con nuestra información más específica, empezamos a hacer nuestra presentación, cada quién escribió la parte de su subtema, leyendo lo que el anterior compañero había escrito, para darle cohesión al texto y así sucesivamente hasta que cada uno de nosotros terminó de escribir, pensamos que sería bueno que para la próxima semana, una vez que todos leyeramos la presentación ya concluída para que así cada quién formulara sus propias conclusiones.Semana 4: Por último cada quién al final agregó su propia conclusión y juntos escribimos una general, como cada uno de nosotros aportó información para el  trabajo ya estamos listos para exponer, solo hace falta hacer material visual.

Polímeros:

¿Qué son?La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros.Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.

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Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.Un polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero.La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por ejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a lo largo de toda la cadena.Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-

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Caption: : Las primeras aplicaciones del polietileno se basaron en sus excelentes propiedades eléctricas, y hasta el año 1945 su uso como aislante en los cables submarinos y otras formas de recubrimiento de conductores absorbió la mayor parte del material fabricado. Recientemente, han adquirido mayor importancia los usos que se basan en su inercia y su resistencia al agua, y hoy se usa el polietileno en grado cada vez mayor para hacer botellas y otros envases, tuberías para agua y película para envolver, usos que consumen más de la mitad del polietileno producido.

Clasificación de polímeros:

Existen criterios para clasificar los polímeros que juzgan desde su forma, origen, propiedades y su número de monómeros. Comenzaremos clasificándolos en función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en: Homopolímero;  Se le denomina así al polímero que está formado por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena, el polietileno, poliestireno o polipropileno son ejemplos de polímeros pertenecientes a esta familia. Copolímero: Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena, el ABS o el SBR son ejemplos pertenecientes a esta familia

Homopolímeros:

Son macromoléculas formadas por la repetición de unidades monómeras idénticas, es decir no contiene heteroátomos. Dentro de este grupo de polímeros, se distinguen cinco familias principales: Las Poliolefinas Los Poliestirénicos Los insaturados  (polienos) Los polivinilos  Los poliacrílicos.Ejemplos de homopolímeros: Celulosa. Caucho. Polietileno. PVC.

Copolímeros:

Son macromoléculas constituidas por dos o más unidades monómeras distintas. La seda es un copolímero natural y la baquelita, uno sintético. Los copolímeros más comunes están formados por dos monómeros diferentes que pueden formar cuatro combinaciones distintas. Si los monómeros se agrupan en forma azarosa, el polímero se llama copolímero al azar. Si se ubican de manera alternada, se obtiene un copolímero alternado. Si se agrupan en bloque, por ejemplo, dos monómeros de un tipo y tres monómeros del otro, en forma alternada, se forma un copolímero en bloque. Si se parte de una cadena lineal formada por un monómero y se agregan ramificaciones de otro monómero, se obtiene un copolímero injertado.Ejemplos de copolímeros: Estireno.Acrilonitrilo. SAN. algunos hules como: Llantas, Espuma, Zuela de zapatos, Mangueras y aislantes de cables. Seda. Baquelita.

Estructura de copolímeros alternados.

Estructura de copolímeros alternados.

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Alternado: Se observa un patrón de monómeros alternados.

Estructura de copolímero Al Azar:

Al azar: Es cuando los monómeros no presentan orden alguno, por tanto presentan un patrón azaroso.

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Caption: : Estructura de polímero al azar.

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Estructura de copolímeros en bloque:

En bloque: Son los que presentan un patrón alternado, pero bloques o “paquetes”.

Estructura de copolímero ramificado:

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Los polímeros ramificados, se forman debido a que, a diferencia del lineal, estos tiene 3 o más puntos de “ataque”, de tal forma que la polimerización ocurre en forma tridimensional, en las 3 direcciones del espacio. Dentro de los polímeros ramificados encontramos 3: los con forma de estrella, de red y de dendritas.

Clasificación por orígen: Natural

Natural: Los polímeros naturales son todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos. Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos son todos polímeros naturales que cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolímeros.Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón, la madera (celulosa), la quitina, etc.…

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Caption: : La clasificación según su origen se separa en naturales y sinteticos.

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Clasificación  por origen:

Caption: : Naturales. (seda)

Caption: : Sintéticos. (Plastificantes9

Los polímeros sintéticos son los que se obtienen por síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio, y están conformados a base de monómeros naturales, mientras que los polímeros semisinteticos son resultado de la modificación de un monómero natural. El vidrio, la porcelana, el nailon, el rayón, los adhesivos son ejemplos de polímeros sintéticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de polímeros semisinteticos

Sintéticos:

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Origen: sintetización de los polímeros.

Celulosa-Celuloide:La síntesis de polímeros se dio en el 1869 al obtener celuloide a partir de la celulosa; años después, al descubrirse la estructura de la seda, se creo la seda artificial llamada nailon. Hoy en día, al fabricarse polímeros se le puden agregar ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad, resistencia, dureza, elongación, etc...

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Caption: : ¿Qué es la celuloide? Material plástico, muy flexible empleado en la industria fotográfica y cinematográfica para la fabricación de películas; se obtiene de la mezcla de un derivado de celulosa con alcohol y alcanfor.

Propiedades mecánicas de polímeros:

Las propiedades mecánicas de los materiales polímeros son una consecuencia directa de su composición así como de la estructura molecular tanto a nivel molecular como supermolecular: Elasticidad: los esfuerzos son largos y son asumidos para ocurrir instantáneamente con la adición o traslado de tensión. El mecanismo físico es de desenrollamiento de cadena que ocurre como consecuencia de una rotación sobre los lazos de la cadena principal. Contraste: los materiales viscoelásticos, muestran, regularmente a pequeños esfuerzos, un componente retardado de esfuerzo tanto en la carga como en la descarga. La aplicación de un esfuerzo constante conduce al correspondiente proceso de relajación de tensión. Agrietamiento: A bajas temperaturas la fractura de polímeros es en manera quebradiza formando una porción o cuña de material poroso, llamado agrietamiento, en la punta de rotura Su dureza, la resistencia al calor, su punto de ebullición, termoestables y termoplásticos. Además de otros criterios de propiedades mecánicas que dependen del uso que se le quiera dar a específico polímero.

Reacciones de polímeros:

Las reacciones de polimerización son el conjunto de reacciones químicas en las cuales un monómero iniciador o endurecedor activa a otro monómero comenzando una reacción en cadena la cual forma el polímero final.Las reacciones de polimerización se clasifican en: Polimerización Radical Polimerización Iónica: Aniónica Catiónica

Las reacciones de policondensación son aquellas reacciones químicas en las cuales el polímero final se origina mediante sucesivas uniones entre monómeros, los cuales emiten moléculas condensadas durante el proceso de unión.La naturaleza y tipo de las moléculas que se emiten al ambiente debido al proceso de policondensación depende de la naturaleza de los monómeros que se unirán para dar origen al polímero durante el proceso de curado del adhesivo, por ejemplo en los adhesivos con base silicona de 2 componentes cuando se produce la reacción de policondensación durante la fase de curado estos emiten alcoholes al ambiente.Las moléculas condensadas que se originan durante el proceso de policondensación son moléculas de bajo peso molecular como agua, cloruro de hidrógeno, alcoholes, amoniaco, etc... , 

Reacciones de polímeros:

Las reacciones de poliadición son las reacciones químicas en las cuales el polímero final se origina mediante sucesivas adiciones de grupos funcionales (monomero A) a estructuras moleculares con dobles enlaces (monomero B).En estas reacciones químicas partimos de una molécula que contiene dobles enlaces (monómero B) los cuales mediante la acción de la temperatura, presión o algún otro agente químico/físico rompen el doble enlace, es en este momento cuando el monómero A ocupa el lugar del doble enlace adicionándose a la estructura y formando el polímero.Una de las principales características de las reacciones de poliadición es que durante el proceso de formación del polímero no se desprende ningún compuesto volátil, tal y como es el caso de las reacciones de policondensación.

Impacto ambiental en el uso de polímeros: Agua y suelo.

Problema:La contaminación del agua por polímeros, cada día de hace unaproblemática más común, pues el consumo de los polímeros de acceso mas comunes que son las bolsas de plástico y los envases de refresco, dañan los ríos y lagos, estos mismos desembocan en el mar dondeel daño es aun mayor pues en promedio 200 especies marinas las consumen, pues las confunden con su alimento. Otro problema es que las bolsas de plástico tardan entre 150 y 500 años en degradarse, y aldegradarse se convierten el petropolimeros que son altamente tóxicos.Objetivos.El objetivo de esta investigación seria el encontrar un sustituto al propileno, ya que este polímero no esbiodegradable, y tomar medidas para que las bolsas sean recicladas en contenedores para que estas no lleguen a ríos ni a lagos, pues el daño que causan es grave. Otro aspecto seria que las bolsas fueranquitadas del mercado y sustituidas por bolsas que sean de materiales biodegradables y que su uso no se limite a solo una vez, si no hasta de 10 a 15 veces por bolsa.

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Caption: : Solución:La posible solución es donde esta problemática seria que se, produjera un polímero de mejor calidad y que su estructura sea de polímeros naturales, que su degradación sea en una lapso más corto de tiempo, y que su reciclaje sea económico ya que el reciclaje de las bolsas es más caro que producir un nuevo lote de bolsas.

Problemas económicos: La economía es un tema global importante y en constante cambio. Con esto en mente, los polímeros han revolucionado la industria de todo el mundo. La industria petrolera tiene ganancias de manera significativa, ya que el petróleo crudo es necesario para la producción de polímeros. Después de la recolección y el procesamiento de petróleo, una planta de producción lo convierte en los muchos polímeros comunes que se encuentran en la actualidad. Los polímeros también han proporcionado productos totalmente nuevos, creando industrias que no habrían sido posibles sin estos materiales. Además, los polímeros también han reducido el costo de muchos productos, haciendo que los costos de producción disminuyan y aumenten la rentabilidad en el proceso.

Solución: Biodegradables.Aunque los seres humanos han tomado medidas para reducir el impacto medioambiental de los polímeros sintéticos, los avances recientes han ido un paso más allá. La producción de polímeros ahora puede tener lugar con materiales totalmente biológicos, haciendo que los productos finales sean biodegradables y renovables, lo que elimina la necesidad del petróleo por parte de la industria. El Almidón, un ingrediente común que se encuentra en el maíz, la papa y el trigo, se puede utilizar para crear papel, cartón, textiles y adhesivos. El colágeno es una proteína que se encuentra en los mamíferos que también puede convertirse en gelatina para tripas de píldoras, cápsulas e incluso fotografía. La caseína, que se encuentra en la grasa de la leche desnatada, se puede utilizar como adhesivos, revestimientos protectores y aglutinantes. Los poliésteres producidos por ciertas bacterias han demostrado ser útiles para los productos biomédico

Estadísticas de contaminación:

1. Cada año la fabricación de diversos envases para refresco y agua purificada se inclementa en 50,000.00 toneladas.2. Cada año se forma una montaña de basura plástica de 8,000.00 a 12,000.00 millones de recipientes desechados.3. El consumo anual de plástico por persona es de 40 Kg.4. 400,000.00 toneladas anuales van a parar a basureros, calles, terrenos, cauces de ríos, playas, etc.5. Un trillón de bolsas de plástico son desechadas cada año.6. Las bolsas de plástico pueden permanecer 1,000.00 años en el medio ambiente.7. Con la cantidad de petróleo necesaria para producir una bolsa de plástico, un coche podría caminar 115 km.8. Hay en los mares entre 3 y 5 kilos de plásticos, de diminutos tamaños, por cada kilómetro cuadrado.

Conclusión:

Nos dimos cuenta que los polímeros ahora son esenciales para nuestra vida cotidiana, pero también ahora gracias a nuestra investigación que hicimos, nos fijamos que así como hay beneficios al usarlos, tal vez haya más consecuencias al usarlos. Debemos como sociedad concientizarnos sobre el tema para comenzar a actuar ante semejante problemática.No es posible que solo unos cuantos sepan los números acerca de la contaminación que hay, pero mucho peor, que un número más reducido sea el que actúe ante las consecuencias.Para esto proponemos: Una solución viable es el reciclaje de éstos polímeros (los que sean posibles) para disminuir los números. Por ejemplo en nuestra preparatoria se lleva a cabo el proceso y proyecto de recolección de PET (botellas de plástico) esto como tarea a nivel que nosotros podemos participar.Otra cosa seria que las empresas y científicos tomen mas cuidados sobre lo que creas y siempre tener una solución ante posibles consecuencias. Algunos ya lo hacen, creando materiales biodegradables, pero aun así hay más cantidad de componentes contaminantes que biodegradables.En lo personal nosotros aprendimos mucho haciendo éste trabajo.

Enlaces o referencias bibliográficas:

http://www.textoscientificos.com/polimeros/introduccionhttp://www.losadhesivos.com/definicion-de-polimero.htmlhttp://www.textoscientificos.com/polimeros/copolimeroshttp://html.rincondelvago.com/propiedades-mecanicas-de-materiales-polimeros.html http://tradecorpreciclaje.blogspot.mx/2009/06/estadisticas-de-contaminacion-por.html https://es.wikipedia.org/wiki/Copol%C3%ADmerohttps://docs.google.com/presentation/d/1cAmZxQzCuSvMqsghM3WoolZttnCJ8958IA-tETWyunU/edit