Aunque muchos fabricantes están familiarizados con el término polímero, es fácil perder de vista los conceptos básicos de términos familiares.
¿Qué es entonces un polímero? ¿Cómo podemos saber a qué podemos llamar polímero?
En este artículo ampliaremos qué es un polímero, sus características, clasificaciones y ejemplos.
¿Qué es un polímero?
La palabra polímero proviene de un término griego que se traduce como “muchas partes”. Un polímero es un término utilizado para compuestos químicos grandes con varias subunidades. Estas subunidades también se conocen como monómeros y están unidas entre sí en largas cadenas recurrentes. A veces, también, los polímeros pueden estar formados por un tipo de monómero o diferentes tipos.
Como ya sabes, los polímeros no se limitan a los materiales que se utilizan en la fabricación. Los polímeros, según su definición, se pueden encontrar en cualquier lugar. Una hebra de cabello, una bola de fibra de nailon y el polipropileno son ejemplos de polímeros.
Características de los polímeros
Algunas características características de los polímeros son:
- Suelen ser elásticas, por lo que pueden estirarse.
- Los polímeros pueden estirarse más allá de sí mismos en presencia de una carga. Sin embargo, pueden volver a su tamaño normal si se retira la carga y no alcanzan su capacidad elástica.
- Los polímeros tienen diferentes resistencias. Algunos pueden ser tan débiles que tienen la resistencia de un líquido, mientras que otros tienen una resistencia cercana a la de un metal sólido.
- Polímeros sintéticos Son, hasta cierto punto, resistentes a la degradación.
- Los polímeros naturales son en su mayoría frágiles y se descomponen fácilmente.
- Algunos polímeros son solubles en disolventes orgánicos como cloroformo, acetona, alcoholes, etc.
- La mayoría de los polímeros son hidrófobos, es decir, no se mezclan con el agua.
- Los polímeros varían desde altamente amorfos hasta altamente cristalinos.
- Los polímeros son mejores como aislantes ya que no conducen electricidad.
Clasificación de polímeros
Existen distintos tipos de polímeros. Para clasificarlos, los polímeros se clasifican en función de sus distintas cualidades. Estas clasificaciones se explican a continuación.
1. Clasificación basada en la fuente
Según esta clasificación, existen dos tipos principales de polímeros: los polímeros naturales y los sintéticos. Existe también un tercer grupo conocido como polímeros semisintéticos.
Polímeros naturales
Como su nombre lo indica, estos grupos de polímeros se encuentran en la naturaleza. Se pueden encontrar tanto en plantas como en animales. Algunos ejemplos comunes son el caucho (obtenido de plantas), el almidón y la celulosa.
De todos los polímeros naturales, la celulosa es el tipo más común. Se encuentra en las paredes celulares de las plantas. A menudo, esta celulosa se utiliza para producir papel y materiales para la confección de prendas de vestir.
Polímeros sintéticos/fabricados por el hombre
Se fabrican desde cero en laboratorios y constituyen los plásticos más comunes del mundo.
Los polímeros sintéticos también tienen distintas características. Algunos son flexibles y fáciles de trabajar, mientras que otros son rígidos.
Los ejemplos incluyen nailon, polietileno, PVC y poliestireno.
Polímero semisintético
Este tipo de polímero todavía se encuentra en la naturaleza, pero ha pasado por varios tipos de cambios químicos para aumentar su resistencia en ciertas áreas. Ejemplos comunes de este tipo de polímero son el nitrato de celulosa y el acetato de celulosa.
2. Clasificación basada en su reacción al calor
En base a esta característica los polímeros son de dos tipos: termoplásticos y termoestables.
Termoestables
Cuando se colocan polímeros termoendurecibles al calor, estos se solidifican y adquieren una forma (si se utiliza un molde). Es decir, los polímeros termoendurecibles no se derriten ni se transforman en líquidos antes de volver a solidificarse. Esto sucede porque el proceso de solidificación de los polímeros termoendurecibles implica la formación de un tipo especial de enlace que mantiene las subunidades en su lugar.
Los polímeros termoendurecibles no son fáciles de remodelar ni de moldear inmediatamente después de curarlos. Sin embargo, son relativamente más resistentes al calor, a los productos químicos y a la corrosión. También tienen una estabilidad mecánica mejorada.
Ejemplos de polímeros termoendurecibles son siliconas, fenólicos, epoxis, etc.
Termoplásticos
Los termoplásticos son un tipo de polímeros que son sólidos a temperatura ambiente, pero cuando se los somete al calor, se derriten y se vuelven blandos. Los termoplásticos tienen un proceso de curado reversible y también se pueden reciclar fácilmente.
Los polímeros termoplásticos son flexibles y se pueden remodelar con facilidad. También son bastante resistentes a los productos químicos. Sin embargo, los termoplásticos se funden a temperaturas más altas o más bajas debido a los enlaces más débiles entre las moléculas. Un excelente ejemplo de termoendurecible es el cloruro de polivinilo.
3. Clasificación de polímeros según la estructura de la cadena monomérica
Según la estructura de las cadenas de las subunidades, los polímeros pueden ser:
Polímeros lineales
En este caso, los enlaces de unión de los polímeros son largos y rectos (piense en las cadenas normales que conoce). El cloruro de polivinilo (PVC) es un ejemplo de polímeros lineales. Debido a que son lineales, se utilizan para fabricar productos rectos como tuberías, cables eléctricos, etc.
Polímeros de cadena ramificada
A veces, estas cadenas poliméricas rectas pueden dar lugar a algunas ramificaciones en diferentes puntos. El tipo de polímero resultante se denomina ahora polímero de cadena ramificada. Un excelente ejemplo es el polietileno.
Polímeros reticulados
Estos polímeros tienen monómeros interconectados y multifuncionales. Los enlaces en los polímeros reticulados son enlaces covalentes, por lo que tienen una mayor resistencia en comparación con otros polímeros de esta clase. Buenos ejemplos son la baquelita y la melamina.
4. Clasificación según el tipo de polimerización
Según el tipo de polimerización que experimentan para convertirse en polímeros, los polímeros pueden ser:
Polimerización por adición
En este tipo de formación de polímeros, varias subunidades monoméricas pequeñas se unen para formar un polímero más grande. Con cada monómero nuevo que se introduce, la longitud de la cadena “crece”.
Los ejemplos de polímeros formados por polimerización adicional incluyen la polimerización de etano en presencia de peróxidos para producir polietileno, teflón, cloruro de polivinilo, etc.
Polimerización por condensación
Durante este proceso de polimerización, se eliminan moléculas de enlace más pequeñas, como H2O, CO y NH3. El resultado es una forma condensada de polímero.
Los compuestos químicos orgánicos con grupos funcionales como diaminas y ácidos dicarboxílicos tienen más probabilidades de formar polímeros a través de este proceso.
Ejemplos de polímeros formados con este método de polimerización incluyen nailon -6, 6, poliéster, etc.
Copolimerización
En la copolimerización, se unen distintos tipos de monómeros para formar el polímero. Con este proceso se forman BUNA–S y otros cauchos sintéticos.
5. Clasificación basada en unidades monoméricas
Dependiendo del tipo de subunidades monoméricas presentes, un polímero puede ser:
Homómero
Aquí hay un único tipo de subunidad monomérica en todo el polímero. Un ejemplo de homómero es el polietileno.
Heteropolímero o copolímero
Los heteropolímeros tienen más de un tipo de subunidades monoméricas. Por ejemplo, nailon -6, 6
6. Clasificación basada en fuerzas moleculares
Son elastómeros o fibras.
Elastómeros
Los elastómeros son polímeros sólidos flexibles y elásticos. Tienen enlaces débiles, de ahí la mayor flexibilidad de los polímeros. Por ejemplo, el caucho natural, caucho de silicona, etc.
Fibras
Son polímeros resistentes con alta resistencia a la tracción. La fuerza de unión entre ellos es más fuerte. Por ejemplo, el nailon -6, 6.
7. Clasificación basada en la biodegradabilidad
Hay dos clases de polímeros biodegradables:
Bioplásticos
Este tipo de polímero se fabrica a partir de materias primas renovables. Los compuestos químicos de los bioplásticos son elaborados por microbios como bacterias o plantas modificadas genéticamente. Como resultado, son fáciles de reciclar.
Biodegradable con procesamiento industrial
Este tipo de polímeros son petroquímicos con aditivos biodegradables. Los polímeros están diseñados con aditivos que mejoran su biodegradabilidad, por lo que se descomponen durante el procesamiento industrial.
Ejemplos comunes de polímeros utilizados en procesos de fabricación
Algunos de los tipos de polímeros más comunes utilizados en los procesos de fabricación incluyen:
Medias de nailon
Los nailones son polímeros resistentes y resistentes a los productos químicos. Están hechos de fibras y su superficie es resbaladiza.
Existen distintos tipos de polímeros de nailon disponibles para distintos tipos de procedimientos de fabricación. Estos distintos tipos de láminas de nailon Tienen distintos métodos de fabricación y pesos moleculares, pero todos son polímeros. Los nailon se utilizan a menudo como cuerdas, ropa, correajes y, en menor medida, como materiales aislantes.
Cauchos de látex
Son polímeros obtenidos a partir de la savia de algunas plantas. Se endurecen al exponerse al aire. Si se mejoran, pueden emplearse para diversos fines, como materiales aislantes, etc.
Almidones
Los almidones son polímeros que tienen poca resistencia a la tracción y son inestables al calor. Tras su mejora, purificación y adición de aditivos, se utilizan para fabricar PLA y PLA+.
Celulosa
La celulosa es un polímero natural muy popular que posee una estructura resistente y rígida. Se utiliza para fabricar prendas de vestir y cuerdas, o en otros lugares donde se necesita resistencia.
Polietilenos
Se trata de polímeros ramificados compuestos únicamente de una única subunidad: el gas etileno. Los polietilenos son de distintos grados y pesos moleculares. Pueden ser de baja densidad o de peso molecular ultraalto. Se utilizan para fabricar recipientes para alimentos y tuberías en algunas máquinas.
Poliésteres
Los poliésteres son materiales amorfos similares al nailon. Se encuentran entre los polímeros sintéticos más utilizados y se emplean para fabricar prendas de vestir, cuerdas y fibras.
Silicona
La silicona se fabrica principalmente como polímeros termoendurecibles de dos partes que experimentan una reacción catalítica cuando se mezclan.
Resinas epoxi
Son polímeros formados por copolimerización. Se utilizan para fabricar adornos, piezas de máquinas u otras situaciones donde se necesita una gran resistencia.
Poliestireno
Poliestireno También es apreciado en todo el mundo por sus propiedades únicas. Se puede expandir mediante espuma con gas refrigerante para obtener un material aislante frágil pero resistente a los golpes.
Polipropileno
El polipropileno es un tipo de polímero termoendurecible con un solo propileno monomérico. Se utiliza en lugares donde se requiere resistencia y flexibilidad. Están disponibles como láminas de polipropileno y puede usarse para hacer paquetes de alimentos, cuerdas, decoraciones de fibra, etc.
Otros ejemplos de polímeros incluyen:
Tereftalato de polietileno (PET)
Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
Policarbonato (PC)
Polisulfona
Conclusión
Saber qué es un polímero es importante, especialmente si te dedicas a la fabricación, ya que estudiarlos es importante para tus ganancias y reputación. Las diferentes calidades de estos polímeros influirán en gran medida en la calidad de los productos de tus clientes, por lo que conocerlos es vital.
