1.

Objetivos
2. Historia
3. Mecanismos de polimerización
4. Propiedades físicas químicas y eléctricas
5. Aplicación- como se utilizan los polímeros en la industria
6. Tipos de polímeros
7. Ejemplos de gran importancia
8. Polímeros más utilizados en la industria

Historia:

Mecanismos de polimerización: La polimerización es un proceso químico por el que los reactivos,

monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar
a una molécula de gran peso, llamada polímero, bien una cadena lineal o una macromolécula
tridimensional.

Mecanismos y técnicas son cosas distintas. Los mecanismos de polimerización se diferencian en la

especie activa en la reacción de polimerización (radicálica, aniónica, catiónica, por pasos…)
mientras que las técnicas de polimerización se distinguen por el medio en el que la reacción tiene
lugar (en disolución, en bloque o en masa, en suspensión, en emulsión…)

MECANISMOS:
Polimerización por adición: Los monómeros se adicionan unos con otros, de tal manera que el
producto polimérico contiene todos los átomos del monómero inicial.

Mecanismo radical: es el método más antiguo de síntesis polimérica, por este método se sintetizó
por primera vez el polietileno y el polipropileno. Es un método de polimerización por el que un
polímero se forma por la adición sucesiva de bloques de construcción (monómeros) gracias a la
elevada reactividad de los radicales libres.

Mecanismo aniónico: El resultado de este tipo de reacciones logra la menor dispersión de pesos
moleculares, lo que significa gran homogeneidad en las moléculas, donde el promedio de pesos
moleculares representa la mayor parte de estos. Las especies activas son formalmente un anión,
es decir, un átomo o grupo con una carga negativa y un par de electrones no compartidos.

Mecanismo catiónico: es un tipo de crecimiento polimerizado en cadena en donde la molécula

catiónica iniciadora, transfiere cargas a una unidad monomérica, formando nuevos enlaces, y en
consecuencia volviéndose reactiva. Así reacciona con otras unidades monoméricas similares para
formar un polímero. Puede ser iniciada por una gran variedad de químicos y métodos físicos

Polimerización por etapas: La cadena de polímero crece paulatinamente siempre y cuando haya
monómeros disponibles, añadiéndose un monómero cada vez.

Polimerización por cadena: Son aquellos en que cada cadena individual de polímero se crea a gran
velocidad, pero luego queda inactiva, aun cuando esta rodeada por monómeros

Polimerización por condensación: En este caso, no todos los átomos del monómero forman parte
del polímero. Para que dos monómeros se unan, una parte de éste se pierde. Los polímeros, se
clasifican además según su origen en polímeros naturales y sintéticos
TECNICAS:

En Disolución: Se lleva a cabo a temperaturas más bajas, próximas al ambiente, por lo que no
existe riesgo de descomposición térmica. A cambio, a esas temperaturas, la reactividad de los
grupos suele ser muy baja, y para acelerar la reacción, se recurre a grupos modificados que sean
más reactivos que los originales.

En Masa: Se mezclan los monómeros directamente con el catalizador. Como la reactividad de los
grupos funcionales aumenta con la temperatura, la reacción suele llevarse a cabo a temperaturas
elevadas. A estas temperaturas la masa está en forma fundida. No hay resto de autocalentamiento
explosivo (como ocurre en el caso de adición) porque la reacción entre grupos no es exotérmica,
en general.

En Emulsión: La polimerización en emulsión es un tipo de polimerización por radicales que por lo

general comienza con la incorporación de una emulsión de agua, monómero, y el surfactante. El
tipo más común de polimerización en emulsión es una emulsión de aceite en agua, en la que las
gotitas de monómero se emulsionan en una fase continua de agua.

En Suspensión: Este es el proceso comercialmente más empleado a nivel mundial (78%), por su
gran versatilidad y factibilidad. Todas las compañías petroquímicas que iniciaron su paso por la
creación de resinas de PVC, desarrollaron este método primero antes que los de emulsión y masa.
Para este proceso, la polimerización del MVC se realiza en agua, junto con aditivos, peróxidos,
agentes de suspensión, geles, sales y otros químicos industriales. El monómero y el polímero
obtienen de esta mezcla y son insolubles en agua, entonces se obtiene una resina de suspensión.

Propiedades físicas químicas y eléctricas

Según sus propiedades Físicas:

a) Termoestables: son polímeros que no se pueden fundir a través de un proceso de

calentamiento simple, puesto que su masa es tan dura que necesita temperaturas muy elevadas
para sufrir algún tipo de destrucción.

b) Elastómeros: son polímeros que aunque pueden ser deformados, una vez que desaparece el
agente que causó la pérdida de su forma pueden retornar a ella. tienen la propiedad de recuperar
su forma al ser sometidos a una deformación de ella. Ej. Caucho vulcanizado.

c) Termoplásticos: este es un tipo de polímeros que tienen facilidad para ser fundidos, y por lo
tanto pueden ser moldeados. Si tienen una estructura regular y organizada, pertenecen a la
subdivisión de los cristalinos, pero si su estructura es desorganizada e irregular, se consideran
amorfos.

d) Resinas = Son polímeros termoestables que sufren una transformación química cuando se
funden, convirtiéndose en un sólido que al volverse a fundir, se descompone. Ej. PVC, Baquelita y
Plexiglas.
e) Fibras = Tienen la forma de hilos. Se producen cuando el polímero fundido se hace pasar a
través de unos orificios de tamaño pequeño de una matriz adecuada y se le aplica un estiramiento.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS

El uso de los polímeros en las ingenierías eléctrica y electrónica es un área de creciente interés,
desde su uso tradicional como materiales aislantes y dieléctricos hasta el más reciente desarrollo
de los polímeros conductores. La elección de un polímero para una aplicación concreta dependerá
de sus propiedades eléctricas como resistividad, rigidez dieléctrica, constante dieléctrica ... y de su
variación con la temperatura y la frecuencia del campo eléctrico aplicado. Además, desde el punto
de vista científico, las técnicas de relajación dieléctrica son uno de los métodos más adecuados
para estudiar la dinámica de las cadenas poliméricas

Propiedades Químicas

Los polímeros poseen, en general, la ventaja de permitir manipulaciones química y física para
adquirir diversas formas y propiedades. Los elevados pesos moleculares de su estructura química
son responsables de la resistencia de los plásticos a la biodegradación. Dependiendo de su origen,
pueden ser naturales o sintéticos. Los polímeros naturales, también conocidos como biopolímeros,
se forman durante los ciclos de crecimiento y vida de los organismos. Los homopolímeros
naturales más conocidos son el caucho, el almidón y la celulosa. Entre los copolímeros, cabe
destacar las proteínas y, entre ellas, la lana y la seda. Es posible hacer modificaciones químicas a
estas macromoléculas con el fin de obtener productos con propiedades diferentes (transformación
de la celulosa en papel), pero sólo permiten un número limitado de modificaciones sin que se
destruyan sus estructuras esenciales. Esta limitación llevó a pensar en la creación de nuevos
materiales poliméricos obtenidos por síntesis a partir de pequeñas moléculas reactivas
Los polímeros sintéticos se empezaron a obtener a principios del siglo pasado. El alemán Hermann
Staudinger fue pionero en este campo y, por su trabajo, recibió el premio Nobel en 1953 (Ege,
1998). Estas nuevas sustancias poseen estructuras esenciales más fuertes y permiten un gran
número de modificaciones, por lo que se puede experimentar con ellas hasta encontrar el
producto con las características deseadas. Como ejemplos de homopolímeros sintéticos se pueden
destacar el nylon, polietileno, teflón, cloruro de polivinilo (PVC) y, entre los copolímeros, el
formado por el ácido poliglicólico y el ácido láctico.

Los polímeros también se pueden dividir en biodegradables y no biodegradables. El término fue

definido de forma general por Chandra yRustgi (1998) como un proceso por el cual bacterias,
hongos, levaduras y sus enzimas consumen una sustancia polimérica como una fuente de alimento
tal que su forma original desaparece. Es un proceso relativamente rápido bajo las condiciones
apropiadas de humedad, pH, temperatura y oxígeno disponible. El principal requisito de los
polímeros biodegradables es que contengan grupos lábiles en sus cadenas que puedan romperse
fácilmente por acción de un agente externo de naturaleza física o química. Así, la mayoría tiene, en
sus cadenas poliméricas, grupos funcionales hidrolíticamente inestables: éster, anhídridos, amida,
etc. La biodegradabilidad o la compostabilidad deben ser cuidadosamente demostradas y
comprobadas, creándose diversos comités para la estandarización de ensayos de degradación.

Las propiedades de los materiales poliméricos, comúnmente llamados plásticos, son las
responsables de su utilización en lugar de otros materiales y en algunos casos presentan
propiedades únicas que los hacen insustituibles para ciertas aplicaciones, como ejemplo los
elastómeros o cauchos que además constituyen una industria estratégica para los países
desarrollados. Las genuinamente químicas son aquellas que involucran reacciones químicas y por
tanto cambios en los enlaces primarios de los materiales. En cuanto a la reactividad química de los
polímeros tiene una gran importancia práctica el estudio de los procesos de degradación térmica,
mecánica por radiación y por agentes químicos, para asegurar la funcionalidad, operabilidad y
durabilidad del material en el entorno en que ha de ser utilizado. Directamente relacionada está la
solubilidad o resistencia a los disolventes, aunque en realidad sean cambios físicos relacionados
con las interacciones intermoleculares.

PROPIEDADES OPTICAS

La mayoría de los polímeros son transparentes e incoloros, por lo que se utilizan como
recubrimientos y en envasados que requieran transparencia. El poliestireno y polimetacrilato de
metilo destacan por su claridad óptica incluso superior a la de muchos vidrios inorgánicos, de ahí
su aplicación en la fabricación de ventanas (por ejemplo, las de las cabinas de los aviones), en la
fabricación de lentes, fibras ópticas ... Otros polímeros son translúcidos y blanquecinos como los
polietilenos aunque en filmes son transparentes y algunos como las resinas fenólicas y las
poliamidas, tienen color amarillento y son translúcidos u opacos. Las propiedades ópticas están
relacionadas con la estructura química y la morfología del material.

El índice de refracción, n, está directamente relacionado con la polarizabilidad electrónica que

depende del momento di polar inducido por la radiación. Los polímeros que poseen similar
estructura química (cadenas de enlaces C-C) tienen índices de refracción similares en tomo a l ,5 y
para todos los polímeros orgánicos 1,33 < n < 1,73.
Cuando la luz incide sobre una muestra parte es reflejada, parte puede ser absorbida, parte puede
ser dispersada y la fracción restante será transmitida. La claridad óptica y transparencia están
relacionadas con la cantidad de luz que es transmitida por la muestra, y esta será tanto menor
cuanto mayor sea la luz que se refleja, la ecuación de Fresnel permite evaluar estas pérdidas, para
luz que incide perpendicularmente a la superficie:

R = ( n - 1 )2 /( n + 1 )2

Ya que para los polímeros n - 1 ,5 , R = 0.04 , se refleja un 4% de la luz y la máxima transmitancia

sería del 96%. Este valor ideal sólo se alcanzaría si la luz no se absorbiera ni dispersara en el
material, el más transparente de los plásticos es el polimetacrilato de metilo con un 92% de
transmitancia para 430-111 O nm.

La absorción de luz es característica de la estructura electrónica de cada polímero, la energía

electromagnética de una determinada frecuencia se puede absorber por excitación a niveles
electrónicos superiores. Al producirse a frecuencias fijas es la que da lugar al color. Los polímeros
son generalmente incoloros por no absorber la luz visible, aunque si absorben la radiación UV, lo
que puede ser el inicio de degradaciones. Cuanto mayor es el espesor de la muestra mayor es la
absorción. Los polímeros se pueden colorear con la adición de tintes que absorban las radiaciones
adecuadas dejando pasar las correspondientes al color deseado.

Se dice que una muestra es transparente si es posible la percepción de objetos a través suyo y se
define como la fracción de luz que es transmitida con una desviación menor de O, 1 o respecto al
rayo incidente normal a la " superficie. Para que una muestra sea transparente es necesario que
posea un índice de refracción constante. La presencia de zonas internas del tamaño de la longitud
de onda de la luz incidente, con índice de refracción diferente al resto del material da lugar a la
dispersión de luz en todas direcciones, lo que confiere turbidez a la muestra. Las mencionadas
zonas internas pueden ser desde imperfecciones como polvo, burbujas, impurezas, pigmentos y
partículas reforzantes, hasta las propias esferulitas en el caso de polímeros cristalinos, por ello los
polímeros cristalinos suelen ser translúcidos u opacos, a excepción de aquellos con esferulitas de
tamaño inferior a la longitud de onda visible como el policarbonato. En los polímeros cristalinos,
como el polietileno, sometidos a estiramiento bidireccional, se rompen las esferulitas formándose
estructuras laminares homogéneas que dan lugar a películas transparentes.

Aplicación- como se utilizan los polímeros en la industria

Los polímeros son enormemente versátiles. Su resistencia a la conducción eléctrica los ha hecho
ideales para revestimientos y aislantes, así como algunos de punto de fusión muy elevado sirven
también para aislar utensilios de cocina. En otros casos, resultan materiales de construcción
idóneos, para revestimientos e impermeabilización, o como material estructural.

Muchos polímeros derivados del petróleo son la materia prima para elaborar plásticos de todo
tipo y función, desde envases, herramientas, piezas, juguetes, etc.

Ejemplos de polímero
Los polímeros son sumamente abundantes en el mundo. Algunos conocidos son:

 Celulosa. La proteína de la que está hecha la madera y el papel.

 ADN. El ácido desoxirribonucleico presente en el núcleo de nuestras células es un buen

ejemplo de polímero natural.

 El PCV. Policloruro de vinilo, se obtiene polimerizando cloruro de vinilo y es uno de los

derivados del plástico más versátiles que existen.

 Almidón. El almidón es una sustancia blanca, inodora e insípida, compuesta de dos tipos
de azúcares por las plantas como material de reserva energético.

 Nylon. Conocido como nailon o nilón, es una poliamida, usada en la fabricación de las

tradicionales medias femeninas, así como para cuerdas, paracaídas y otros miles de
insumos textiles.

 Baquelita. La primera sustancia plástica sintética, se emplea en la producción industrial de

carcasas de aparatos eléctricos, enseres de cocina y boquillas de las botas de vino
tradicionales.

USOS Y APLICACIONES DE LOS POLÍMEROS PLÁSTICOS MÁS COMUNES

El polietileno (PE) es un óptimo aislante eléctrico. Su empleo va desde los domésticos a los
juguetes, al revestimiento de cables, botellas, a películas de embalaje, a las sierras para de uso
agrícola a las tuberías.

El polimetilmetacrilato (PMMA) posee características ópticas base de las principales aplicaciones

desde la construcción civil, mobiliario, señalización, industria automovilística, náutica,
electrodomésticos y aparatos para laboratorio.

El policarbonato (PC) ha sido utilizado por los astronautas que se han posado en la Luna, en los
cascos, vidrios para ventanas, puertas de seguridad para los bancos, esferas para postes la luz
(arbotantes), y escudos de protección para las fuerzas de policía.

En la industria de los transportes se fabrican con las resinas de poliéster reforzado (generalmente
con fibra de vidrio), partes de autobuses, furgones, máquinas agrícolas, campers, vagones de
ferrocarril. Hay numerosos otros empleos que van desde los botones a los trineos, a los aislantes
eléctricos. Hasta los artistas utilizan las resinas de poliéster.

Los sectores de empleo del polipropileno (PP) son diferentes: desde los artículos sanitarios a los
electrodomésticos, a los juguetes, a los componentes para la industria automovilística, a los
artículos deportivos; desde los embalajes alimenticios a los empleos agrícolas, a la señalización, a
los muebles, a los componentes para la industria química.

Es imposible describir todos los empleos del poliestireno (PS). El sector principal es el del
embalaje. Sucesivamente se ha empleado en la industria de los juguetes, construcción civil,
electrodomésticos e interruptores.
Los poliuretanos (PU) se utilizan en forma flexible para fabricar cojines, colchones, muebles,
revestimientos de tejidos y en forma rígida son usados en la industria automovilística, la
construcción civil y en muebles. Pueden sustituir el cuero y la madera en la fabricación de
revestimientos. Son un aislante térmico y acústico de óptima calidad.

El policloruro de vinilo (PVC) es una combinación química de carbono, hidrógeno y cloro. Sus
materias primas provienen del petróleo (en un 43%) y de la sal común (en un 57%). Se obtiene por
polimerización del cloruro de vinilo, fabricado a partir de cloro y etileno. Esta polimerización se
realiza por cuatro procedimientos: micro suspensión, suspensión, emulsión y masa. El PVC es un
material termoplástico, es decir, que bajo la acción del calor se reblandece y puede así moldearse
fácilmente; al enfriarse recupera la consistencia inicial y conserva la nueva forma. Pero otra
de sus muchas propiedades es su larga duración.

Tubería de PVC.: Por este motivo, el PVC es utilizado a nivel mundial en un 55% del total de su
producción en la industria de la construcción. El 64% de las aplicaciones del PVC tienen una vida
útil entre 15 y 100 años, y es esencialmente utilizado para la fabricación de tubos, ventanas,
puertas, persianas, muebles, etc. Un 24% tiene una vida útil entre 2 y 15 años (utilizado para
electrodomésticos, piezas de automóvil, mangueras, juguetes, etc.). El resto –12%– es usado en
aplicaciones de corta duración, como por ejemplo, botellas, tarros herméticos, película de
embalaje, etc., y tiene una vida útil entre 0 y 2 años. La mitad de este porcentaje (un 6%) es
utilizado para envases y embalajes, razón por la que el PVC se encuentra en cantidades muy
pequeñas en los residuos sólidos urbanos (RSU), tan sólo el 0,7%. Esta cantidad de envases y
embalajes de PVC presente en los RSU, unido a la composición cualitativa de los mismos (no
presencia de metales pesados), permite convenientemente la recuperación por valorización
energética (incineración), además de la recuperación por reciclaje mecánico. Las propiedades del
PVC que hicieron que tuviera un lugar privilegiado dentro de los plásticos son que era considerado:
ligero; inerte y completamente inocuo; resistente al fuego –no propaga la llama–; impermeable;
aislante –térmico, eléctrico y acústico–; resistente a la intemperie; de elevada transparencia;
económico en cuanto a su relación calidad-precio y reciclable. Sin embargo ya no se le identifica
como un buen protector de alimentos y otros productos envasados, incluso tuvo lugar en
aplicaciones médicas.

Tipos de polímeros

Según su origen:

Polímeros naturales. Son aquellos polímeros que se encuentran en la naturaleza. Por ejemplo: el
ADN, el almidón, la seda, las proteínas.

Polímeros artificiales. Son aquellos polímeros creados por el hombre mediante la manipulación
industrial de monómeros. Por ejemplo: el plástico, las fibras, la goma.

Polímeros semisintéticos. Son aquellos polímeros que se obtienen al transformar polímeros

naturales mediante procesos químicos. Por ejemplo: la etonita, la nictrocelulosa.
Según el proceso de polimerización:

Adición. Tipo de polimerización que ocurre cuando la masa molecular del polímero es un múltiplo
exacto de la masa del monómero. Por ejemplo: el cloruro de vinilo.

Condensación. Tipo de polimerización que ocurre cuando la masa molecular del polímero no es un
múltiplo exacto de la masa del monómero, esto sucede porque en la unión de los monómeros
existe pérdida de agua o de alguna molécula. Por ejemplo: la silicona.

Según su composición:

Polímeros orgánicos. Tipo de polímeros que poseen en su cadena principal átomos de carbono.
Por ejemplo: la lana, el algodón.

Polímeros orgánicos vinílicos. Tipo de polímeros cuya cadena principal está formada
exclusivamente por átomos de carbono. Por ejemplo: el polietileno.

Polímeros orgánicos no vinílicos. Tipo de polímeros que poseen carbono y átomos de oxígeno y/o
nitrógeno en su cadena principal. Por ejemplo: los poliésteres.

Polímeros inorgánicos. Tipo de polímeros que no poseen átomos de carbono en su cadena

principal. Por ejemplo: las siliconas.

Según su comportamiento térmico:

Termoestables. Tipo de polímeros que al elevarse su temperatura se descomponen químicamente.

Por ejemplo: la ebonita.

Termoplásticos. Tipo de polímeros que pueden ablandarse o fundirse al ser calentados y luego
recuperan sus propiedades al enfriarse. Por ejemplo: el nylon.

Elastómeros. Tipo de polímeros que pueden manipularse y moldearse fácilmente sin perder sus
propiedades ni estructura. Por ejemplo: el caucho, la silicona.

Ejemplos de gran importancia

Polímeros más utilizados en la industria