1ª Lección - Introducción

1.1. Los plásticos en nuestras vidas

En la prisa del día a día no nos damos cuenta de los objetos que nos rodean. Estos objetos son producidos a partir de diferentes materiales como madera, metales, rocas, cerámica, vidrio, huesos, etc. Entre los materiales más utilizados actualmente, se destacan los plásticos. A cada día el empleo de plásticos y cauchos alcanza un papel más importante, y por que no decir, fundamental en nuestras vidas.

Los plásticos se utilizan en gran escala en la producción de embalajes, principalmente de productos alimentares, utensilios domésticos y electro-domésticos, además de sus aplicaciones científico-tecnológicas en diversas áreas de la industria. La popularización de los plásticos se debe, básicamente a su bajo coste de producción, poco peso, elevada resistencia y a la posibilidad de empleo en la fabricación de piezas en las más variadas formas, tamaños y colores.Es extremamente común observar piezas que anteriormente se producían con otros materiales, particularmente madera o metal, se han substituido por otras de plástico. Esas piezas, cuando adecuadamente proyectadas, cumplen su papel, presentando en la mayoría de las veces, un desempeño superior al del material antes utilizado.

Un ejemplo de ventaja en la substitución de material son los parachoques de los automóviles. Hasta muy poco tiempo atrás, los coches los traían de hierro-cromado. Con el tiempo se oxidaban (sufrían CORROSIÓN) y se deformaban fácilmente frente a pequeños impactos. Hoy, casi todos los automóviles tienen parachoques de plástico, que no se oxidan, absorben el impacto con más eficiencia, además de ser más bonitos y más baratos. Muchas otras piezas también son de plástico, tales como el panel, el volante, el forro del techo interno, el forro y la guarnición de los asientos, partes de los cinturones de seguridad, carpelo, calotas, hilos de electricidad (hilos metálicos recubiertos), las mangueras, los reservatorios de líquidos y las juntas, además de las vedas y neumáticos, de caucho. Por lo tanto, gran parte del coche que tu utilizas todos los días para ir a trabajar es constituido por piezas de plástico o goma, que permiten que sea mas cómodo y seguro. Otra ventaja de la utilización de los plásticos en esta aplicación es la reducción del peso de los vehículos con la consecuente disminución del consumo de combustible, resultando en una mayor economía para el usuario.

A pesar de que los plásticos proporcionan varias ventajas, algunos inconvenientes también han surgido. Los plásticos, diferentemente de otros materiales, tardan mucho tiempo para DEGRADARSE , por lo que permanecen prácticamente intactos durante años, causando problemas ambientales. Iniciativas para la solución de este problema son actualmente importantes, entre ellas el reciclaje de los plásticos o su utilización como fuente alternativa de energía, por COMBUSTIÓN.

En general, las personas tienen pocos o ningún conocimiento sobre lo que es un plástico, como se obtiene, cuales tipos de plástico hay y sus aplicaciones, ni cuales son los procesos de transformación. Estas informaciones son importantes para quien trabaja en la comercialización de plásticos, en industrias de producción o de transformación de plástico, para jóvenes universitarios de las áreas de química y de ingeniería de materiales, o apenas curiosos sobre el asunto. Por lo tanto, el objeto principal de este curso es atender a estas personas clarificando sus dudas e introduciéndolas al mundo de los plásticos y cauchos.

En las lecciones que componen este curso serán tratados los conocimientos básicos sobre plásticos y caucho, sus fuentes de materia prima, como se obtienen, y los principales procesos para su transformación en artefactos, estos objetos con que convivimos todos los días.

1.2. Qué es un plástico?

Aparentemente, una pieza de plástico es similar a cualquier otra, esto es, todos los artefactos de plástico parecen hechos del mismo material, variando apenas el color y el formato. En realidad, existen varios tipos de plásticos y cauchos, que poseen propiedades y estructuras químicas diferentes. Por ejemplo, un plástico que se utiliza en la fabricación de un pozal no es el mismo que el utilizado en la producción de un CD.

Veamos de que se trata un plástico.

El plástico es constituido de MOLÉCULAS sintéticas, o sea, producidas por el hombre, llamadas polímero (del griego: poli – muchas, mero – partes). Los polímeros son, por tanto, moléculas básicamente lineales, generalmente de origen orgánica, constituidas por la unión de moléculas de bajo PESO MOLECULAR. Estas se denominan monómeros y se unen por intermedio de REACCIONES QUÍMICAS (Figura 1). Un ejemplo ilustrativo es una cadena (el polímero) cuyos eslabones corresponden a los monómeros. Así es que los polímeros pueden ser definidos químicamente como moléculas relativamente grandes, de pesos moleculares del orden de 1.000 a 1.000.000, en cuya estructura se encuentran unidades químicas sencillas repetidas (meros). Polietileno, polipropileno, poliestireno, poliester, nylon, y teflon® son ejemplos de polímeros industriales

MONÓMERO                 POLÍMERO

 Figura 1 - Relación monómero-polímero   

En la Figura 1, el etileno es el monómero que, después de reaccionar con varias otras moléculas iguales a él, forma el polímero polietileno, o simplemente, PE. La reacción química para la obtención del polímero se llama polimerización. En la estructura de la molécula del PE, la unidad -CH2-CH2- se repite como que indefinidamente y depende del número de moléculas de etileno que reaccionaron entre si (n) para formar el polímero. El índice (n) (o DP) del polímero es conocido como grado de polimerización y representa el número de meros existentes en cada cadena polimérica.

La característica principal de los polímeros es tener un peso molecular alto, lo que afecta decisivamente las propiedades químicas y físicas de éstas moléculas. Cuanto mayor sea el grado de polimerización, más elevado será el peso molecular del polímero. Polímeros de peso molecular más elevado son designados altos polímeros, y los de bajo peso molecular oligómeros (del grego: pocas partes).Además de los polímeros sintéticos, se encuentran en la naturaleza otras moléculas de peso molecular muy alto, que pueden tener origen inorgánico, como por ejemplo el diamante, el grafito y los silicatos; u de origen orgánica (biológica), como los polisacáridos (celulosa y almidón), proteínas (colágeno, hemoglobina, hormonas, albúmina, etc.) y los ácidos nucleicos (DNA y RNA). Tanto los polímeros como estas moléculas son clasificados como macromoléculas. O sea, las macromoléculas son COMPUESTOS tanto de origen natural como sintética, con elevado peso molecular y estructura química por veces compleja. Por tanto la lana, el cuero, la madera, el cabello, el cuerno, la seda natural, la uña y el caucho natural extraído del jebe (Hevea Brasiliensis), son ejemplos de materiales cotidianos constituidos por macromoléculas naturales orgánicas. Estas sustancias naturales generalmente no presentan unidades estructurales tan iguales ni tan regularmente repetidas como las sintéticas, pero sí una complejidad que resulta en propiedades inigualables.

La definición de plástico, como veremos adelante, está relacionada al comportamiento mecánico del polímero. Por tanto debe tenerse cuidado, pues no todos los materiales a que llamamos plásticos o materia plástica pueden ser

clasificados como tales.

QUESTIONÁRIO

1. La principal diferencia entre los plásticos está: a) En sus estructuras químicas y propiedades b) En la forma y tamaño de los objetos producidos c) En el tipo de artefacto fabricado d) No hay diferencia entre los plásticos.

2. El problema ambiental provocado por los plásticos puede ser solucionado a través: a) De la fabricación de plásticos indestructibles b) No hay solución para este problema c) Del reciclaje d) Reducir el consumo de plásticos.

3. Indique cual de las afirmativas siguientes está correcta a) Todos los polímeros son plásticos b) Todas las macromoléculas son polímeros c)Todos los monómeros son polímeros d) Todos los plásticos son polímeros.

4. Los monómeros son moléculas que: a) Se forman a partir de la degradación de los polímeros b) Reaccionan para formar polímerosc) Son formadas durante la polimerización d) Son polímeros inorgánicos

5. La unidad química que se repite en la estructura química de un polímero es llamada de: a) Oligómero b) Multímero c) Mero d) Dímero

6. La polimerización es una reacción química entre: a) Un monómero y un polímero b) Dos polímeros c) Moléculas de bajo peso molecular – monómeros d) Dos macromoléculas

7. Como el grado de polimerización ( DP ) afecta el peso molecular ( PM ) de un polímero: a) Al aumentarse el DP, el PM puede aumentar o disminuir dependiendo del polímero b) Al disminuirse el DP el PM aumenta c) No hay ningún efecto de DP sobre PESO MOLECULAR d) Al aumentarse el DP el PM aumenta

8. Oligómeros y altos polímeros son, respectivamente : a) Polímeros con PM alto y bajo b) Un monómero de PM alto es un polímero de PM alto c) Polímeros con PM bajo y alto d) Un polímero de PM bajo es un monómero de PM moderado

9. Cuál de las afirmativas siguientes es incorrecta: a) Los polímeros son macromoléculas sintéticas b) Las macromoléculas son moléculas con estructura química simple c) La hemoglobina es una macromolécula natural orgánica d) Las macromoléculas naturales pueden ser de origen orgánico o inorgánico

10. Indique en cuál de los ítens relacionados a seguir los materiales son macromoléculas orgánicas naturales. a) Hormónios, silicato, y nylon b) Colágeno, celulosa y DNA c) Poliéster, RNA y almidón d) Grafito, albúmina, y teflón

 

 

2ª Lección – Introducción

1.3 Un poco de Historia.

Ahora que tenemos el conocimiento de los conceptos básicos sobre plástico, o más exactamente, polímeros, vamos a ver como estos materiales surgieron.

Hasta el inicio del siglo pasado, el hombre solo conocía las macromoléculas orgánicas de origen natural, como la madera, la lana, etc. Estos materiales eran muy utilizados en la fabricación de varios objetos, en la construcción civil y en vestuario, entre otras aplicaciones.

El primer material polimérico de que se tiene noticia, fue producido por Charles Goodyear en 1839. Él consiguió modificar las propiedades mecánicas de la goma natural, extraída del jebe (proveniente de Brasil) MEZCLANDOLA con AZUFRE y calentándola,. Antes, en días muy tórridos se reblandecía y quedaba pegajosa, mientras que en el invierno se volvía dura como hueso. Con la modificación, el caucho permanecía seco y flexible a cualquier temperatura. Ese proceso por él patentado, quedó conocido como vulcanización. Con la vulcanización, la goma natural angarió muchas aplicaciones, transformándose en un importante producto comercial.

El surgimiento del plástico ocurrió en 1861, cuando Alexander Parkes obtuvo un material celulósico, a partir del tratamiento de residuos de algodón con ÁCIDO nítrico y sulfúrico, en presencia de ACEITE de ricino.

El material conseguido, llamado de parkesina, no tuvo suceso comercial debido a su elevado costo de producción. Entretanto, en 1868, John W.Hyatt mejoró el producto desarrollado por Parker y consiguió un producto económicamente viable sustituyendo el aceite de ricino por el ALCANFOR, resultando el celuloide. A partir de este material, se obtuvieron, como el primer producto fabricado con material sintético, las bolas de billar. El celuloide fue usado por mucho tiempo en la fabricación de una diversidad de productos: peines, cabos de cubiertos, muñecos, dentaduras, soportes de lentes, bolas de pingpong y películas fotográficas. Apenas se abandonó la utilización del celuloide después del surgimiento de otros materiales poliméricos menos inflamables.

Por tanto, los descubrimientos del caucho vulcanizado, de la parkesina y del celuloide representaron el comienzo de un nuevo tipo de material. Entretanto, las estructuras químicas de estas moléculas eran totalmente desconocidas. La primera hipótesis de la existencia de macromoléculas fue desarrollada en 1877

por Friedrich A. Kekulé. Él levantó la posibilidad de que estas substancias orgánicas naturales podrían ser constituidas de moléculas muy grandes, y tener propiedades especiales. Con base en esta hipótesis, en 1893, Emil Fisher sugirió que la estructura de la CELULOSA natural podría ser formada por cadenas constituidas por unidades de GLUCOSA, mientras que los poliPÉPTIDOS serían largas cadenas de poliAMINOÁCIDOS asociadas, unidas.

En 1907, Leo H. Baekeland perfeccionó el proceso de producción de la resina fenol-formaldehído, desarrollada unos años antes por Adolf von Bayer. La substancia formada era una resina rígida y poco inflamable, llamada baquelita. La baquelita fue ampliamente empleada en la fabricación del cuerpo de equipos eléctricos (principalmente teléfonos) hasta la mitad de los años 50, cuando fue sustituida por otros polímeros apenas por razones estéticas, ya que la baquelita es oscura y casi no permite variaciones de color.

Hermann Staudinger, en 1924, formuló la hipótesis de que los poliésters y el caucho natural eran constituidos de estructuras químicas lineales, independientes y muy largas, proponiendo nombrarlas de macromoléculas. Posteriormente recibió el Premio Nobel en Química (1953) por haber sido el pionero en la elucidación de la estructura química de las macromoléculas. Cuatro años después, Wallace H. Carothers, en el Laboratorio Central de Investigación de la DuPont, estudió polímeros lineales obtenidos por policondensación de monómeros BIFUNCIONALES. Su grupo de investigaciones desarrolló el neopreno, poliésteres y poliamidas. Un miembro de este grupo, Paul J. Flory, también recibió, en 1974, Premio Nobel de Química por su contribución en la investigación de la físico-química de polímeros.

Aún durante los años 20, surgieron el acetato de celulosa, el poli(cloruro de vinilo) (1927), el poli(metacrilato de metilo) (1928) y la resina urea-formaldehido (1929). Se calcula que durante los 10 años siguientes, en Estados Unidos se produjeron cerca de 23 000 toneladas de plásticos, básicamente de materiales fenólicos y celulosos.

Entre 1930 y 1942 varios otros polímeros se descubrieron, tal como el copolímero de estireno-butadieno (1930), poliacrilonitrilo, poliacrilatos, poli(acetato de Vinilo) y el copolimero estireno-acrilonitrilo (1936); los poliuretanos (1937); el poliestireno y el poli(tetraflúor-etileno) (teflonâ) (1938); las resinas fenol o melamina-formaldehido (fórmica) y el poli(tereftalato de etileno) (1941); fibras de poliacrilonitrilo (orlonâ) y los poliesteres INSATURADOS (1942). La primera industria a producir nylon fue la DuPont en 1938, y la fabricación del nylon-6 (perlonâ) fue iniciada en el año siguiente por la I. G. Faber. Por ésta época en Alemania P. Shlack hizo la primera polimerización por abertura de anillo, de un compuesto orgánico cíclico, al producir el nylon a partir de la caprolactama.Después de la segunda guerra mundial, la fabricación y la comercialización de los materiales poliméricos tuvo un gran impulso con el aparecimiento de las resinas

epoxi (1947) y ABS (1948), además del desarrollo del los poliuretanos.

Otro paso significativo en el estudio de la química de polímeros ocurrió en 1953, con la descubierta de la polimerización ESTEREORREGULAR, por los investigadores Karl Ziegler y Giulio Natta, por lo que también recibieron el Premio Nobel de Química, en 1963.

La década de los 50 fue marcada por el surgimiento de varios polímeros como el polietileno lineal, el polipropileno, el poliacetal, el policarbonato, el poli(óxido de fenileno), así como de nuevos copolímeros. Durante los años 60, los plásticos pasaron a sustituir no apenas las maderas, como también el cartón y el vidrio en los embalajes. Y en los años 70, los plásticos tomaron el lugar de algunas aleaciones ligeras.

En los años 80, la producción de plásticos se intensificó y diversificó, tornándose una de las principales industrias químicas del mundo. Debido a la continua necesidad de nuevos materiales poliméricos, varios centros de investigación, industrias y universidades mantienen investigaciones científicas o tecnológicas, constantemente desarrollando polímeros con las más variadas propiedades químicas, y físicas.

Actualmente, el Mundo moderno no se puede imaginar sin los plásticos ni los cauchos. El progreso de un país se puede medir por su producción de plásticos. El consumo per capita durante 1995 en Brasil fue de 14 kg/hab/año, un índice muy bajo si se compara con el de otros países como Singapur, Taiwán, Japón, Estados Unidos, y países de Europa Occidental. Sin embargo, este consumo en Brasil está aumentando significativamente, lo que trae el desarrollo de las industrias de producción y de transformación de plásticos en el país, y principalmente, una mejor calidad de los productos.

Glossário

MEZCLA

Sistema de dos o más substancias químicas distintas, que pueden ser separadas a través de técnicas físicas o mecánicas

AZUFRE

Elemento químico de color amarillo, no metálico, de símbolo S y número atómico 16, que pertenece al grupo 16 (antiguo VI) de la Tabla Periódica

ÁCIDO

Según Arrhenius – ácido es un tipo de substancia que contiene hidrógeno, el cual se disocia cuando en agua resultando en ión hidrógeno positivo (H+)

ACEITE

Un líquido viscoso de origen vegetal u animal insoluble en agua

ALCANFOR

Cetona terpénica cíclica cristalina, con fórmula molecular C10H16O

CELULOSA

Polisacárido linear formado por cadenas largas, constituidas de unidades de glucosa

GLUCOSA

Azúcar (monosacárido) blanco cristalino, que se encuentra abundante en la naturaleza, de fórmula molecular C6H12O6

PÉPTIDO

Grupo de compuestos orgánicos que poseen dos o más aminoácidos consecutivos enlazados químicamente (enlace peptídico)

AMINOÁCIDO

Substancia orgánica soluble en agua y que posee un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2), generalmente ligados al mismo átomo de carbono

MOLÉCULAS BIFUNCIONALES

Moléculas que en su estructura poseen dos grupos funcionales reactivos, como por ejemplo los aminoácidos

COMPUESTO INSATURADO

Compuesto que contiene un doble o un triple enlace en su estructura

REACCIÓN ESTEREORREGULAR (o estereoespecífica)

Reacción química en que el enlace entre las moléculas de los monómeros ocurre

siempre en la misma posición espacial relativa, resultando en macromoléculas con una estructura mucho más ordenada

Questionário:

1. Que Staudinger sea considerado el padre de la química de polímeros se debe a:a) La descubierta de los poliésteresb)Produjo el primer polímero comercial c) Su investigación pionera en esta área d) Haber estudiado el proceso envejecimiento del caucho natural

2. Cuales de estos investigadores introdujeron los primeros conceptos sobre macromolécula? a) Parker y Hyatt b) Hyatt y Goodyera c) Kekulé y Fisher d) Fisher y Baekeland

3. Los plásticos en la década de 60 se caracterizan por: a) Presentar pesos moleculares muy elevados b) Substituir algunas aleaciones ligeras c) Substituir los polímeros producidos en el inicio del siglo d) Substituir vidrios y cartones

4. El proceso de vulcanización puede ser definido como: a) La transformación de un plástico en caucho natural b) El proceso en que las propiedades del caucho natural son modificadas c) La degradación del caucho natural para formar moléculas pequeñas d) Proceso mecánico para extracción del caucho natural del árbol

5. Los investigadores que fueron premiados con el Nobel de Química por sus trabajos en química de macromoléculas fueron: a) Schlack, Flory, Carothers y Parker b) Baekeland, Kekulé, Staudinger y Natta c) Ziegler, Natta, Staudinger y Flory d) Goodyear, Bayer, Hyatt e Ziegler

6. La celulosa y los polipéptidos son constituidos por unidades químicas repetidas de: a) Glucosa y aminoácidos b) Celuloide y proteínas

c) Aminoácidos y celobiosa d) Glicídeos y lipídeos

7. Entre los países con elevado consumo per capita de plástico en el mundo se destacan: a) Brasil, Francia, Estados Unidos, y Grecia b) Inglaterra, Estados Unidos, Japón y Tailandia c) Corea del Norte, Bélgica, Singapur y Taiwán d) Holanda, Singapur, Japón y Taiwán

8. Los nombres comerciales orlonâ, perlonâ, y teflonâ corresponden respectivamente a: a) Fibras de poliacrilonitrilo, fibras de nylon-6 y poli(terafluor-etileno) b)Nylon, resina epoxida y poliester c) Resina melamina –formaldehido, poli(acetato de vinilo), y poliestireno d) Poliuretano, nylon-6 y poliacetal

9. El primer polímero obtenido a partir de una polimerización por abertura de anillo fue:a) Nylon-6 b) Poliestireno c) Poli(acetato de vinilo) d) Poliuretano

10. Indique cuál de las afirmaciones está equivocada: a) El primer plástico comercializado fue el caucho natural vulcanizado b) En el inicio de este siglo, el principal plástico fabricado y comercializado era la baquelita c) El celuloide nada más era que parkesina mejorada. d) El poliuretano fue descubierto antes de la 2ª Guerra Mundial

 

 

2. CLASIFICACIÓN Y PROCESOS DE OBTENCIÓN DE POLÍMEROS

2.1 Clasificación de los Polímeros

Además de los polímeros clásicos que se producen y comercializan ya hace algunos años, a cada día aparecen otros nuevos, provenientes de las investigaciones científicas y tecnológicas que se desarrollan en todo el mundo. Por lo que, dada la gran variedad de materiales poliméricos existentes, se hace necesario agruparlos según sus características, facilitando así el entendimiento y el estudio de las propiedades. Con este objetivo se clasifican de varias maneras, de acuerdo con las estructuras químicas, el comportamiento frente al calor, propiedades mecánicas, tipos de aplicaciones, escala de producción, o aún otras características.

A seguir se presentan estas clasificaciones y los conceptos pertinentes

2.1.1. Clasificación según el Tipo de Estructura Química

Se pueden agrupar en tres divisiones:

2.1.1.1. Según la cantidad de meros diferentes en el polímero

Un polímero puede ser constituido apenas de la repetición de una única unidad química (CADENA homogénea) o entonces de dos o más meros (cadena heterogénea). Cuando la cadena es homogénea, se se llama homopolímero, y cuando es heterogénea copolímero.

De esta manera tenemos:

Homopolímero – es el polímero constituido por apenas un tipo de unidad estructural repetida. Ex.: polietileno, poliestireno, poliacrilonitrilo, poli(acetato de vinilo).

Si consideramos A como el mero presente en el homopolímero, su estructura puede representarse así:

Copolímero – es el polímero constituido por dos o más meros distintos. Ex.: SAN, NBR, SBR

Suponiendo que A y B representan los meros, hay tres posibilidades de disposición:

Copolímeros al azar (u aleatorios, estadísticos) – en estos copolímeros los meros tienen secuencia desordenada a lo largo de la cadena macromolecular:

Copolímeros alternados – en estos los meros se suceden alternadamente:

Copolímeros en bloques – cada macromolécula del copolímero es formada por más o menos largos tramos de A cada uno seguido por un tramo de B:

 

Copolímeros de injerto – la cadena principal que constituye el polímero contiene apenas unidades de un mismo monómero, mientras que el otro mero hace parte solamente de las ramificaciones laterales (el injerto):

 Por lo general, los copolímeros constituidos de tres unidades químicas reiterativas diferentes se denominan terpolímeros. Un ejemplo típico es el ABS, es decir, el terpolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno.

La reacción química que forma los copolímeros se conoce como copolimerización, y los monómeros de comonómeros. Cuando se cambian los comonómeros o la cantidad relativa de cualquiera de ellos, el material que se obtiene presenta propiedades diferentes, tanto químicas como físicas.

2.1.1.2. Con relación a la estructura química de los meros que constituyen el polímero.

Esta clasificación se basa en el grupo funcional al cual pertenecen los meros. Así tenemos como ejemplos:

Poliolefinas – polipropileno, polibutadieno, poliestireno.

Poliésteres – poli(tereftalato de etileno), policarbonato.Poliéteres – poli(óxido de etileno), poli(óxido de fenileno).Poliamidas – Nylon, poliimida.Polímeros celulosos – nitrato de celulosa, acetato de celulosa.Polímeros acrílicos – poli(metacrilato de metilo), poliacrilonitrilo.Polímeros vinílicos – poli(acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico).Poliuretanos – denominación genérica para los que son derivados de isocianatosResinas formaldehido – resina fenol-formol, resina urea-formol.

2.1.1.3. Con relacióm a la forma de la cadena polimérica

Las cadenas macromoleculares pueden ser :

Lineales – en que no tienen ramificaciones.

 

 Ramificadas – todas las moléculas contienen ramificaciones, es decir pequeñas cadenas laterales.

 

Entrecruzadas – los polímeros poseen estructura tridimensional, donde las cadenas están unidas unas a otras por enlaces químicos.

 

2.1.2. Clasificación conforme el comportamiento frente la temperatura

Según el resultado al calentar los polímeros, se pueden nombrar:

Termoplásticos – son polímeros que se funden al calentarlos y se solidifican al enfriarse. Ex.: polietileno, poli(tereftalato de etileno), poliacrilonitrilo, nylon.

Termofijos – al calentarlos por la primera vez se forman entrecruzamientos, transformándolos en infusibles e insolubles. Ex.: resina fenol-formol, resina melamina-formol, resina urea-formol.

2.1.3. Clasificación según el Comportamiento Mecánico

Plásticos (del grego: adecuado al modelado, moldeo) – son materiales poliméricos estables en las condiciones normales de uso, pero que durante alguna etapa de su fabricación estuvieron fluidos. Esta propiedad les permite ser moldeados por calentamiento, por presión o por ambos. Ex.: polietileno, polipropileno, poliestireno.

Elastómeros ( o cauchos) – son materiales poliméricos que tanto pueden ser de origen natural como sintética. Después de sufrir una deformación bajo la acción de un fuerza, recuperan la forma original rapidamente, por más que la deformación haya sido grande o aplicada por bastante tiempo. Ex.: polibutadieno, caucho nitrílico, poli(estireno-co-butadieno).

Fibras – las fibras tienen un relación muy elevada entre la logitud y el diámetro. Generalmente son constituidas de macromoléculas lineales y se mantienen orientadas longitudinalmente. Ex.: poliésteres, poliamidas y poliacrilonitrilo

2.1.4. Clasificación según la Escala de Fabricación

Los plásticos, de acuerdo con la escala de producción pueden llamarse:

Plásticos de comodidad (commodities) – constituyen la mayoría de los polímeros fabricados mundialmente. Ex.: polietileno, polipropileno, poliestireno, etc.

Plásticos de especialidad (specialties) – plásticos que poseen un conjunto especial de propiedades y son producidos en menor escala. Ex.: Poli(óxido de metileno) y poli(cloruro de vinilideno).

2.1.5. Clasificación según el Tipo de Aplicación

Un plástico puede tener una aplicación general o ser un plástico de ingeniería.

Plásticos de uso general – son polímeros muy versátiles, utilizables en las más variadas aplicaciones. Como el polietileno, el polipropileno, el estireno, el (metacrilato de metilo), el poli(cloruro de vinilo), la baquelita, etc.

Tecnopolímeros - plásticos para ingeniería – son polímeros empleados en sustitución a materiales tradicionalmente utilizados en la ingeniería, como la madera y varios metales. Ex.: poliacetal, policarbonato y poli(tetraflúor-etileno).

Además de las clasificaciones aquí descritas, el término resina se emplea muy a menudo en la industria de plásticos. Las resinas naturales son compuestos orgánicos AMORFOS secretados por algunas plantas u insectos; generalmente son insolubles en agua, pero solubles en diversos disolventes orgánicos. Las resinas sintéticas se describen como un grupo de sustancias sintéticas cuyas propiedades se asemejan a las de las resinas naturales. Generalmente, a la temperatura ambiente las resinas presentan un aspecto de líquido bastante viscoso o aspecto pastoso que se reblandece gradualmente al calentarlo. También se nombran resinas termofijas a los plásticos termofijos.

GLOSSÁRIO

CADENA

el resultado de la unión secuencial y repetida de monómeros, que por analogía se pueden imaginar como eslabones

COMPUESTO AMORFO

compuesto sólido no cristalino

QUESTIONÁRIO

1. Un polímero puede tener la cadena en forma:a) Rectilínea, cristalina e injertada

b) En forma de ovillo, lineal y ramificada c) Entrecruzada, lineal y ramificada d) Lineal, amorfa y entrecruzada

2. Indique cual afirmación es correcta:a) Las resinas son sustancias sólidas cristalinas que tanto pueden tener origen natural como sintética b) Cuando calentadas, las resinas se transforman en líquidos con baja viscosidad c) Las resinas sintéticas se diferencian de las naturales por disolverse en agua d) Las resinas son formadas de oligómeros de elevado peso molecular

3. Cual de estos grupos se constituye apenas de plásticos de uso general? a) Poli(cloruro de vinilo), polipropileno, y polietileno b) Poliacetal, poliestireno y poli(metacrilato de metilo) c) Policarbonato, poliacetal y polipropileno d) Poli(óxido de fenileno), nylon y ABS

4. Cual de estos polímeros se puede clasificar como homopolímero termoplástico de uso general, del tipo commodities: a) Polietileno b) Policarbonato c) Poli(tereftalato de etileno) d) Nylon

5. Los copolímeros al azar y en bloque se caracterizan por contener los meros dispuestos, respectivamente: a) Desordenados y en secuencias b) Alternados y ramificados c) Desordenados y alternados d) Ramificados y en secuencias

6. Al cambiar la proporción de uno de los comonómeros en una copolimerización, en el copolímero se observa que: a) Sus propiedades químicas y físicas no se alteran b) Sus propiedades químicas se modifican, mientras que las físicas no se alteran c) Sus propiedades químicas y físicas se alteran d) Sus propiedades químicas no se alteran, pero las físicas si se modifican

7. Los comonómeros se definen como: a) Monómeros bifuncionales b) Monómeros que dan origen a heteropolímeros c) Monómeros que dan origen a homopolímeros d) Monómeros que dan origen a copolímeros

8. La baquelita se puede clasificar como un plástico:

a) Termorrígido de ingeniería b) Termorrígido de uso general c) Termoplástico de ingeniería d) Termoplástico de uso general

9. Se puede decir que un material tiene elasticidad, es decir, es un elastómero, cuando: a) Se queda con una deformación irreversible b) Después de sufrir una deformación, el material vuelve a su forma original c) Se deforma facilmente al calentarlo d) No se deforma

10. Cuál de las frases siguientes está correcta: a) En general, los elastómeros son termofijos b) Todos los plásticos son termoplásticos c) Los termoplásticos solamente se funden a temperaturas muy elevadas d) Los termofijos son solubles en disolventes apolares  

   

4ª LecciónClasificación y Procesos de Obtención de Polímeros

2.2. Procesos de Obtención de los Polímeros

Como hemos visto ya, los polímeros se clasifican según sus propiedades químicas, físicas y estructurales. Ahora veremos que también se agrupan de acuerdo con el tipo de reacción química utilizada para obtenerlos y todavía, según la técnica de polimerización empleada para llevar a cabo la reacción química. Estos dos últimos aspectos afectan sobremanera las características de los polímeros resultantes.En este tópico trataremos de los tipos de reacciones y de las técnicas existentes.

2.2.1. Reacciones de polimerización

En 1929, Carothers separó las polimerizaciones en dos grupos, de acuerdo con la composición o la estructura de los polímeros. De acuerdo con esta clasificación, se dividen las reacciones de polimerización en poliadiciones (por adición) y policondensaciones (por condensación). La poliadición puede darse en monómeros que contengan al menos un doble enlace, y la cadena polimérica se forma por la apertura de este, adicionando un monómero seguido de otro. En la policondensación la reacción se pasa entre monómeros que porten dos o más

grupos funcionales, formando también casi siempre moléculas de bajo peso molecular como agua u AMONÍACO (Figura 2).

Figura 2 – Poliadición y policondensación

Años más tarde , en 1953, Flory generalizó y perfeccionó esta clasificación utilizando como criterio el MECANISMO DE REACCIÓN, dividiendo las reacciones en polimerizaciones en cadena y en etapas, que corresponden, respectivamente, a las poliadiciones y policondensaciones. Las polimerizaciones en cadena y en etapas poseen características diferentes, como se muestra en la Tabla 1. 

POLIMERIZACIÓN EN CADENA POLIMERIZACIÓN EN ETAPAS

Apenas el monómero y las especies propagantes pueden reaccionar entre si.

Cualesquiera de las especies moleculares presentes en el sistema pueden reaccionar entre si.

La polimerización envuelve al mínimo dos PROCESOS CINÉTICOS.

La polimerización solo tiene un proceso cinético.

La concentración del monómero disminuye gradativamente durante la reacción.

El monómero se consume totalmente ya en el comienzo de la reacción, restando menos de 1% al final.

La velocidad de reacción aumenta con el tiempo hasta alcanzar un valor máximo, en el que permanece.

La velocidad de reacción es máxima en el comienzo y disminuye con el tiempo.

Polímeros con alto peso molecular se forman desde el início de la reacción , y este no se altera con el tiempo.

Mucho tiempo de reacción es esencial para obtener un polímero con elevado peso molecular , el cual aumenta durante la reacción.

La composición química porcentual del polímero es igual que la del monómero que lo origina.

La composición química porcentual del polímero es diferente de aquella del monómero que lo origina.

Tabla 1 – Diferencias entre las polimerizaciones en cadena y en etapas

Con esta nueva clasificación, polímeros que antes eran incorrectamente considerados como productos de poliadición, como los poliuretanos (que no liberan moléculas de bajo peso molecular, mas son característicamente obtenidos por una reacción de condensación), pasan a recibir una clasificación más precisa al considerarlos provenientes de una polimerización en etapas.

Las polimerizaciones en cadena presentan reacciones de iniciación, propagación y terminación distintas y bien definidas.

La iniciación de una polimerización en cadena puede ser inducida por calor, por agentes químicos (INICIADORES) o por radiación (ULTRAVIOLETA y RAYOS ). La iniciación por calor o radiación proporciona una HOMÓLISIS del duplo enlace del monómero, resultando en un mecanismo de reacción vía RADICALES LIBRES; mientras que la iniciación química (la que se emplea en la mayoría de las industrias), se consigue con iniciadores, sustancias que pueden provocar tanto la homólisis como la HETERÓLISIS del doble enlace. Por tanto, la polimerización puede transcurrir a través de radicales libres, por vía CATIÓNICA o por vía ANIÓNICA, o todavía, por COORDINACIÓN. Caso la polimerización sea iniciada por un iniciador radicalar se llama polimerización radicalar; caso el iniciador sea un catión se denomina catiónica, si el iniciador es un anión la polimerización se dice aniónica (Figura 3). En el caso de la polimerización por coordinación los iniciadores son también CATALISADORES. Se utilizan complejos constituidos por COMPUESTOS DE TRANSICIÓN y ORGANOMETÁLICOS, como los de Ziegler-Natta. Este tipo de catálisis se aplica solamente a monómeros apolares, y tiene como ventaja, la

obtención de polímeros altamente estereorregulares.

Figura 3 - Reacciones de iniciación de una polimerización en cadena radicalar catiónica aniónica

Durante la propagación, la especie reactiva generada en la iniciación (radical libre, catión o anión) incorpora sucesivamente moléculas de monómero, formando la cadena polimérica (Figura 4). Esta etapa de la polimerización en cadena es muy importante, pues su velocidad influencia directamente la velocidad general de la polimerización.

Figura 4 – Propagación en una polimerización catiónica en cadena

En la terminación, el centro activo propagante reacciona de modo espontáneo o con alguna sustancia adicionada, interrumpiendo la propagación del polímero. Generalmente la terminación de la polimerización radicalar ocurre por reacciones de combinación, desproporcionamiento o transferencia de cadena. La polimerización catiónica se termina con humedad u otras impurezas. Mientras que la aniónica termina cuando se añade al sistema alguna SUSTANCIA PROTÓNICA, como por ejemplo ALCOHOLES o ácidos.

Las polimerizaciones en cadena pueden sufrir reacciones de inhibición o retardo. En la inhibición la polimerización se detiene, por impedimiento de la propagación de la cadena, la cual vuelve a continuar después del total consumo del inhibidor. Los inhibidores se utilizan en algunos monómeros para evitar la polimerización durante almacenaje y transporte. Los inhibidores más empleados son el nitrobenzeno, el m-dinitrobenzeno, la hidroquinona, el poli-t-butil-catecol, la b-naftilamina, la difenil-picril-hidrazina (DPPH) y el oxígeno. En el retardo, la velocidad de polimerización apenas disminuye, porque la velocidad de

propagación no es tan afectada. Los productos empleados para tal fin se llaman retardadores.Las polimerizaciones en etapas transcurren por un mecanismo en que no se diferencian una iniciación, propagación y terminación, o sea se procesan a través de la repetición de la misma reacción química y a la misma velocidad.

La polimerización, en este caso, se da de forma análoga a las reacciones de algunas especies químicas de bajo peso molecular y, por lo tanto, está sujeta a la interferencia no solo de impurezas, como también a CICLIZACIÓN de la cadena propagante o del monómero, lo que puede disminuir significativamente la pureza del polímero resultante.

Otra característica importante de las polimerizaciones en etapas es que, según la funcionalidad del monómero el polímero puede resultar lineal, ramificado, o con entrecruzamientos.

Además de las polimerizaciones en cadena y en etapas, los polímeros pueden ser obtenidos a través de reacciones de modificación química sobre otros polímeros. Grupos químicos de un polímero pueden reaccionar con determinadas sustancias cambiandoles las propiedades. Uno de los ejemplos más conocidos de la modificación química de un polímero es la obtención del poli(alcohol vinílico). Este material se obtiene por la HIDRÓLISIS del poli(acetato de vinilo), pues el supuesto monómero alcohol vinilico no existe.

GLOSSÁRIO

AMONÍACO

gas incoloro, NH3, de olor picante

MECANISMO DE REACCIÓN

descripción detallada de las etapas de una determinada reacción química

PROCESO CINÉTICO

proceso que envuelve la velocidad de una reacción química

ULTRAVIOLETA

radiación electromagnética que tiene longitud de onda entre la luz visible y los Rayos-X

RAYOS

radiación electromagnética del mismo tipo, pero de menor longitud de onda que los Rayos-X

INICIADORES

sustancia química distinta a los monómeros, que forma la especie activa que da inicio a la polimerización

HOMÓLISIS

rompimiento de un enlace químico resultando en la formación de dos radicales libres

RADICAL LIBRE

átomo u grupo de átomos que poseen un electrón sin pareja, o sea, libre

HETERÓLISIS

rompimiento de enlace químico resultando en dos iones de cargas opuestas

CATIÓN

ión con carga positiva

ANIÓN

ión con carga negativa

COMPUESTO DE COORDINACIÓN

compuesto que contiene un átomo central rodeado de átomos o grupos de átomos, a él unidos por enlaces de coordinación

CATALIZADOR

sustancia que altera la velocidad (apenas la velocidad) con que una reacción química ocurre

COMPUESTOS DE TRANSICIÓN

compuesto formado por elementos de llamados de transición en la tabla

periódica.

COMPUESTOS ORGANOMETÁLICOS

sustancias orgánicas en que uno de los átomos de carbono de la molécula está directamente ligado a un átomo metálico

SUSTANCIA PROTÓNICA

Sustancia capaz de liberar un protón, partícula elemental estable localizada en el núcleo de los átomos, y que posee carga positiva. El átomo de hidrógeno se constituye solo de un protón, y cuando enlazado al oxígeno puede disociarse. Se representa por H+

ALCOHOL

sustancia orgánica que contiene el grupo hidrolxilo (OH) ligado a un átomo de carbono

CICLIZACIÓN

conversión de una molécula de cadena abierta en un compuesto cíclico

HIDRÓLISIS

reacción de descomposición química de una sustancia por la acción del agua.

QUESTIONÁRIO

1. La estructura lineal, ramificada o entrecruzada de un polímero que se ha obtenido por reacción en etapas, depende de: a) La temperatura de la reacción b) La funcionalidad de los monómeros c) Del tiempo de reacción d) Del tipo de mecanismo de la reacción

2. Indique cual afirmación está correcta: a) La velocidad de la polimerización en cadena depende de la velocidad de la etapa de propagación b) La velocidad de la polimerización en cadena depende de la velocidad de la etapa de iniciación c) La velocidad de la polimerización en cadena depende de la velocidad de la reacción de terminación

d) La velocidad de la polimerización en cadena no depende de la velocidad de cualquier etapa intermediaria

3. Qué inconvenientes tienen las polimerizaciones en etapas? a) Impurezas interfieren y ocurren reacciones de ciclización b) La alta reactividad de los monómeros y reacciones paralelas de ciclización c) Necesitan condiciones de reacción enérgicas y mucho tiempod) Las impurezas interfieren y necesitan mucho tiempo de reacción

4. Las clasificaciones de las polimerizaciones según Carothers y Flory se basan, respectivamente: a) En la estructura y en las propiedades del polímero b) En el mecanismo de reacción y en la estructura del polímero c) En el tipo de monómero utilizado y en el mecanismo de reacción d) En la estructura del polímero y en el mecanismo de reacción

5. La eliminación de moléculas pequeñas como sub-producto es característico de las: a) Policondensaciones b) Polimerizaciones en cadena c) Poliadiciones d) Polimerizaciones en etapas

6. En las reacciones de modificación química de polímeros: a) Los polímeros reaccionan con otras moléculas de monómero b) Los polímeros sufren reacciones formando otros polímeros c) Los polímeros se decomponen en su monómero original d) Los polímeros reaccionan con iniciadores o catalizadores

7. La iniciación de una polimerización en cadena se puede inducir con: a) Iniciadores y catalizadores b) Ocurre espontaneamente c) Calor o radiación d) Iniciador, catalizador, calor y radiación

8. Cuál de los ítenes no es característico de una polimerización en cadena?a) La velocidad de la reacción aumenta conforme transcurre el tiempo b) La polimerización involucra por lo menos dos procesos cinéticos c) La concentración del monómero disminuye durante la reacción d) Se necesita mucho tiempo de reacción para obtenerse un polímero con alto peso molecular

9. Cuál es la función del inhibidor en una polimerización en cadena? a) Evitar que el monómero guardado polimerize b) Promover una polimerización más lenta

c) Terminar la polimerización d) Evitar que reacciones paralelas ocurran durante la polimerización

10. Cuál proceso de iniciación, en una polimerización en cadena, puede provocar la homólisis o la heterólisis de uno de los enlaces químicos del monómero? a) Radiación b) Compuestos de coordinación c) Calor d) Iniciador

  5ª LecciónClasificación y Procesos de Obtención de los Polímeros

2.2.2. Técnicas de Polimerización

Existen cuatro técnicas industriales empleadas en la polimerización de un monómero, la polimerización en masa, en solución, en suspensión y en EMULSIÓN. Cada una de estas técnicas tiene condiciones específicas y dan origen a polímeros con características diferentes.

2.2.2.1. Polimerización en Masa

La polimerización en Masa es una técnica simple, homogénea, donde solo el monómero y el iniciador están presentes en el sistema. Caso la polimerización sea iniciada térmicamente o por radiación, solo habrá monómero en el medio reaccional. Por consiguiente, esta técnica es económica, además de producir polímeros con un alto grado de pureza. Esta polimerización es altamente EXOTÉRMICA, ocurriendo dificultades en el control de la temperatura y de la agitación del medio reaccional, que rapidamente se vuelve VISCOSO desde el início de la polimerización. La agitación durante la polimerización deve ser vigorosa para que haya la dispersión del CALOR DE FORMACIÓN del polímero, evitandose puntos sobrecalentados, que dan un color amarillento al producto. Este inconveniente puede ser evitado usándose inicialmente un pre-polímero ( mezcla de polímero y monómero ), que es producido a una

temperatura más baja, con una baja conversión y condiciones moderadas. A camino del molde, se calienta el pre-polímero completandose la polimerización.

La polimerización en masa es muy usada en la fabricación de lentes plásticas amorfas, debido a las excelentes cualidades ópticas conseguidas en las piezas moldeadas, sin presión, como en el caso del poli (metacrilato de metilo.)

2.2.2.2. Polimerización en Disolución

En la polimerización en disolución, además del monómero y del iniciador, se emplea un DISOLVENTE, que deve disolverlos, formando un sistema homogéneo. El solvente ideal deve ser barato, de bajo PUNTO DE EBULLICIÓN y de fácil posterior separación del polímero. Al final de esta polimerización, el polímero formado puede ser soluble o no en el disolvente usado. Caso el polímero sea insoluble, se obtiene un lodo, facilmente separado del medio reaccional por filtración. Si el polímero fuese soluble, se utiliza un no-disolvente para PRECIPITARLO en forma de fibras o polvo.

La polimerización en solución tiene como ventaja la temperatura homogénea debido a la fácil agitación del sistema, que evita el problema del sobrecalentamiento. Entretanto, el coste del disolvente y el retraso de la reacción son los inconvenientes de esta técnica.La polimerización en solución se utiliza principalmente cuando se desea aplicar la propia solución polimérica, y se emplea bastante en policondensación.

2.2.2.3. Polimerización en Emulsión

La polimerización en emulsión es una polimerización heterogénea en medio líquido, que requiere una serie de ADITIVOS con funciones específicas, como EMULGENTE (generalmente un DETERGENTE), TAPONADORES de pH COLOIDES, protectores, reguladores de TENSIÓN SUPERFICIAL, reguladores de polimerización (modificadores) y activadores (agentes de REDUCCIÓN).En esta polimerización, el iniciador es soluble en agua, mientras que el monómero es apenas parcialmente soluble. El emulsificante tiene como objetivo formar MICELAS, de tamaño entre 1 nm y 1 mm, donde el monómero queda contenido. Algunas micelas son activas, o sea, la reacción de polimerización se procesa dentro de ellas, mientras que otras son inactivas (gotas de monómeros), constituyendo apenas una fuente de monómero. A medida que la reacción ocurre, las micelas inactivas suplen a las activas con monómero, que crecen asta formar gotas de polímero, originando posteriormente el polímero sólido. La Figura 5 representa el esquema de un sistema de polimerización en emulsión.

   

Figura 5 – Representación esquemática de un sistema de polimerización en emulsión

La polimerización en emulsión tiene una alta velocidad de reacción y conversión, siendo de fácil control de agitación y temperatura. Los polímeros obtenidos con esta técnica presentan altos pesos moleculares, mas son de difícil purificación por la cantidad de aditivos adicionados. Sin embargo esta técnica tiene gran importancia industrial y muy empleada en poliadiciones, principalmente cuando se aplica directamente el látex resultante.

2.2.2.4. Polimerización en Suspensión

La polimerización en suspensión, también conocida como polimerización en perlas, por la forma como los polímeros son obtenidos, es una polimerización heterogénea donde el monómero y el iniciador son insolubles en el medio dispersante, en general el agua.

La polimerización se pasa dentro de las partículas en SUSPENSIÓN, las cuales tienen tamaño medio entre 2 a 10 mm, y donde se encuentran el monómero y el iniciador. La agitación del sistema es un factor muy importante en esta técnica, pues según la velocidad de agitación empleada, varía el tamaño de las partículas.

Además del monómero el iniciador y el solvente, también se adicionan AGENTES TENSIOACTIVOS, substancias químicas que auxilian en la suspensión del polímero formado, evitando la adhesión entre las partículas y, como consecuencia, la precipitación del polímero sin la formación de las perlas. La precipitación del polímero también puede ser evitada por la adición al medio reaccional de un polímero HIDROSOLUBLE, de elevado peso molecular, que

aumente la viscosidad del medio. No obstante,la incorporación de estos aditivos al sistema dificulta la purificación del polímero resultante.

La Tabla 2 compara las características de las polimerizaciones en masa, solución, suspensión y emulsión.

TIPO VENTAJAS DESVENTAJAS

Masa # Alto grado de pureza# Requiere equipos sencillos

# Control de temperatura difícil# Distribución de peso molecular ancha

Solución # Control de temperatura fácil# La disolución polimérica formada puede ser utilizada directamente

# El disolvente causa reducción en el peso molecular y en la velocidad de reacción# Dificultades en la extracción del disolvente

Emulsión # Polimerización rápida# Obtención de polímeros con alto peso molecular # Fácil control de la temperatura

# Contaminación del polímero con agentes emulsionantes y agua

Suspensión # Control de temperatura fácil# Obtención del polímero en forma de perlas

# Contaminación del polímero con agentes estabilizadores y agua# Requiere agitación continua

Tabla 2 – Comparación de los sistemas de polimerización

Además de estas técnicas de polimerización, algunos polímeros se pueden producir por la técnica de polimerización interfacial. En esta, la polimerización ocurre en la interface entre dos SOLVENTES INMISCIBLES, en que cada uno de los monómeros está en una de las fases. El polímero se forma en esta interface, luego se remueve a fin de permitir la continuidad de la polimerización . Este método es limitado a un pequeño número de polimerizaciones en etapas, debido a las condiciones de reacción necesarias.

Glossário

EMULSIÓN

Solución coloidal en que pequeñas partículas de un líquido están dispersas en otro líquido

REACCIÓN EXOTÉRMICA

Reacción química que libera energía en forma de calor

VISCOSIDAD

Propiedad que todo fluido real presenta cuando resiste al movimiento relativo de cualquiera de sus partes por acción de una fuerza

CALOR DE FORMACIÓN

Energía liberada o absorbida cuando un mol de un compuesto se forma a partir de sus elementos constituyentes

DISOLVENTE

Líquido que disuelve otra o mas sustancias para formar una disolución

PUNTO DE EBULLICIÓN

temperatura en que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica externa

PRECIPITACIÓN

Formación de un precipitado (depósito de material)

ADITIVO

Sustancia adicionada a una disolución para aumentar, disminuir o eliminar una determinada propiedad de ésta

EMULGENTE

Sustancia que, en pequeñas cantidades, ayuda a formar o estabilizar una emulsión

DETERGENTE

Mezcla de sales de sodio de ácidos grasos

TAPONADOR

Mezcla de compuestos utilizada para mantener el pH constante en una disolución

COLOIDE

Sistema de dos o más fases, en que una (la dispersa) se distribuye por la otra (fase continua)

TENSIÓN SUPERFICIAL

Propiedad de un líquido que modifica sus características, como si su superficie estuviese recubierta con una película elástica

REACCIÓN DE OXI-REDUCCIÓN (redox)

Reacción química en que un agente oxidante se reduce y un agente reductor se oxida, involucrando la transferencia de electrones de un átomo, ión o molécula para otro

MICELA

Agregado de moléculas de un coloide

SUSPENSIÓN

Mezcla en que pequeñas partículas de un sólido o líquido se mantienen suspensas en un líquido o un gás

AGENTE TENSIOACTIVO

Sustáncia, como un detergente, que al adicionarla a un líquido aumenta la capacidad de este desparramarse y humedecer, devido a la disminución de su tensión superficial

COMPUESTO HIDROSOLUBLE

Compuesto soluble en agua

SOLVENTES INMISCIBLES

Solventes que no se disuelven entre si

QUESTIONÁRIO

1. Cuales de las polimerizaciones siguientes son realizadas en un sistema homogéneo ?a) Emulsión y suspensión. b) Masa y suspensión c ) Masa y solución d ) Emulsión y solución

2. En cual de las técnicas de polimerización el polímero es obtenido con elevado grado de pureza? a ) Suspensión b ) Solución c ) Emulsión d ) Masa

3. Como puede ser evitado el sobrecalentamiento en la polimerización en masa? a) Aumentandose la concentración del monómero en el sistema b) Produciendose inicialmente un pre – polímero c) Aumentandose la concentración del iniciador en el sistema d) Disminuyendose el tiempo de reacción.

4. Cual es la función de los surfactantes usados en las polimerizaciones en suspensión? a) Provocar la precipitación del polímero en la solución b) Ajustar el pH de la solución c) Evitar la precipitación del polímero en la solución d) Controlar el crecimiento de la cadena polimérica.

5. Cuales son las características necesarias para que un solvente sea usado en la polimerización en solución? a) Solubilizar el monómero y el iniciador, tener bajo costo, tener bajo punto de ebullición y ser facilmente removido del medio b) Solubilizar el monómero y el polímero formado, tener bajo costo y ser facilmente removido del medio. c) Solubilizar el polímero formado y el iniciador, tener bajo costo y ser facilmente removido del medio d) Solubilizar el monómero y el iniciador, tener bajo punto de fusión y bajo costo.

6. Cual de las técnicas de polimerización es utilizada en la fabricación de lentes

de aumento? a) Suspensión b) Solución c) Emulsión d) Masa

7. Las polimerizaciones en lodo y en perla son respectivamente a) Polimerización en solución en que el polímero es insoluble en el solvente y polimerización en suspensión b) Polimerización en emulsión en que el polímero es insoluble en el solvente y polimerización en suspensión c) Polimerización en suspensión en que el polímero es insoluble en el solvente y polimerización en solución d) Polimerización en solución en que el polímero es soluble en el solvente y polimerización en suspensión

8) Indique cual de las afirmaciones siguientes está correcta a) En la polimerización en emulsión, el monómero y el iniciador son insolubles en el solvente b) La polimerización en solución es muy empleada cuando se desea el polímero en lodo c) La polimerización en masa no requiere agitación controlada d) La polimerización en suspensión produce polímeros con una forma definida

9. Las micelas en la polimerización en emulsión son. a) Gotas formadas por el emulsificante, donde el monómero queda prendido b) Gotas de solvente c) Gotas de acéite presentes en el solvente d) Gotas formadas por el emulsificante, donde el coloide y los tanponadores de pH quedan prendidos

10) Cual de las secuencias siguientes es constituida apenas por técnicas de polimerización industriales?a) Suspensión, solución e interfacial b) Solución, suspensión y interfacial c) Emulsión, interfacial e suspensión d) Interfacial, masa y solución