REFERENCIAS HISTORICAS Y

EVOLUCION DE LOS
POLIMEROS

Universidad de Cartagena
VI Semestre-Ingeniería Química
Introducción a los polímeros
Medardo Junior Arellano Arellano
Prof. María Cristina Pérez
13 de Agosto del 2015
Historia de los polímeros
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Referencias históricas y evolución de los polímeros

Resumen
En el presente artículo se plasmara una breve reseña histórica de los polímeros,
partiendo de los polímeros naturales que tenía el hombre para suplir sus
necesidades, y que desde principios del siglo XX, la moderna investigación
científica y la evolución tecnológica permitieron determinar la estructura
molecular de este grupo de materiales y dar lugar al nacimiento del primer
polímero sintético, sintetizado a partir de pequeñas moléculas orgánicas,
derivando en los súper polímeros de hoy. Muchos plásticos, cauchos y materiales
fibrosos son polímeros sintéticos. Se estudiara cuáles han sido los
acontecimientos más relevantes de los polímeros, todo de forma breve y concisa
para que el lector tenga una idea inmediata de donde han surgido los polímeros
que tenemos hoy en el mercado.
Palabras claves: Historia, polímeros, natural, sintético

Introducción
Desde finales del siglo XIX, y especialmente a lo largo del siglo XX, se ha
producido un gran incremento en el número y variedad de polímeros, en sus
propiedades y aplicaciones, consiguiéndose desarrollar materiales biodegradables
para su utilización en el campo de la biomedicina ha incrementado el interés en la
síntesis de productos con mejores prestaciones y propiedades.
Los polímeros nos rodean, todo lo que utilizamos y vemos a diario son polímeros,
nuestro propio cuerpo tiene polímeros. Los polímeros los utilizamos de diferentes
maneras y se obtienen de una forma natural como los que están en la naturaleza o
de una forma sintética como los realizados ya por el hombre. Los polímeros
abarcan un gran número de materiales que el hombre utiliza y necesita a diario y
para obtenerlos hay diferentes procesos, compuestos, parámetros, propiedades etc.
Que se deben tener en cuenta para su proceso y fabricación.

Desarrollo
Antes la madre naturaleza era la única y exclusiva fuente de materiales con que el
hombre contaba para la realización de sus herramientas, útiles y objetos de uso
cotidiano, haciendo a este dependiente. Estos materiales incluyen madera, caucho,
lana, cuero y seda.
Las propiedades que ofrecían las piedras, las maderas o los metales no satisfacían
todas las demandas existentes así que, el hombre en su innato afán de
investigación y búsqueda comenzó a aplicar sustancias que suplieran estas
carencias; se empezó a manipular los polímeros naturales. Por ejemplo se tiene
conocimiento de que los egipcios en el año 2000 a.C, en la época de los faraones,
además de usar resinas naturales para embalsamar a sus muertos también usaban
el hasta natural calentándolo para moldear figuras y recipientes, la cultura antigua
griega utilizaba el ámbar: los romanos, la goma de mascar, y los indígenas
sudamericanos utilizaron el caucho natural extraído de los árboles para diversas
aplicaciones, y se tiene conocimiento del uso del asfalto en tiempos prebíblicos.
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El hasta natural del mismo modo tuvo sus aplicaciones en Europa durante en el
medioevo, los trabajadores del cuerno (asteros) realizaban objetos cotidianos con
este material, como cucharas, peines o faroles. La goma Laca es un polímero
natural producido por las secreciones de la hembra de un chinche llamado lac,
originaria de la India y el sudeste de Asia. Esta secreción endurecida se disuelve
en alcohol, y se puede aplicar sobre superficies produciendo un recubrimiento
brillante, impermeable y casi transparente. Por último, la gutapercha es una goma
vegetal similar al caucho que se extraía por sangrado al practicar incisiones a
determinados árboles que se hallan en las Indias orientales y en Indonesia. Los
indígenas la utilizan para recubrir objetos y recipientes
Dejando atrás los polímeros naturales, surgen los primeros pasos hacia el estireno,
componente a partir del cual, más adelante nacería el poliestireno y las resinas de
poliéster. Pedro Pablo Gallardo relata cómo se hayan los primeros indicios ya en
el año 1786, cuando en el Diccionario de la Química Práctica y teórica escrito por
William Nicholson, describe como se destila el estorax, un bálsamo obtenido del
árbol Liquambar orientalis.
Durante el siglo XIX, tuvo lugar el descubrimiento del caucho, la caseína, la
ebonita y el celuloide, materiales considerados como los antecesores o padres de
los polímeros modernos: en la publicación Aplicaciones del plástico en la
construcción, su autor Juan de Cusa, relata cuando se tuvo noticia de la creación
del caucho, en 1820, cuando se consiguió una masa plástica al triturar y mezclar
goma cruda con una máquina ideada en Inglaterra por Thomas Hancock, el
inconveniente es que la naturaleza de esta materia, no la permitía mantener una
forma específica al ser extraída del molde, se deformaba y se aplastaba sobre si
misma por el efecto de la fuerza de la gravedad, el aire no la secaba, una materia
así no era útil. Del mismo modo el autor nos explica como en 1839, Charles
Goodyear remata la fase originada por Handcock, pues consigue transformar
accidentalmente el caucho de hevea, un material termoplástico pegajoso, en un
elastómero de utilidad (caucho vulcanizado) o un plástico termoestable (ebonita)
calentándolo con cantidades pequeñas o grandes de azufre, respectivamente.
Handcock lo denominó Vulcanización.
De la misma manera, Schonbein combinaba celulosa con ácido nítrico y Menard,
en 1846, fabricaba colodión disolviendo nitrato de celulosa producto de la
reacción anterior en una mezcla de etanol y éter etílico. El colodión, que se utilizó
como líquido para engomar el tafetán, también fue utilizado en la década de l860
como reactivo por Parks y Hyatt para obtener celuloide, fue el primer
termoplástico artificial y el reactivo usado por Chardonnet para fabricar la seda
artificial.
El desarrollo de estas sustancias se inició en 1860, cuando el fabricante
estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander ofreció una recompensa
de 10000 dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural (en
esa época se utilizaban tanto marfil, que se sacrificaba 12000 elefantes
anualmente para cubrir la demanda).
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Una de las personas que optaron al premio fue el inventor estadounidense Wesley
Hyatt, quien desarrollo un método de procesamiento a presión de la piroxilina, un
nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente con alcanfor y una
cantidad mínima de disolvente de alcohol. Si bien Hyatt no gano el premio, su
producto, patentado con el nombre de celuloide, se utilizó para fabricar diferentes
objetos, desde placas dentales a cuellos de camisa. El celuloide tuvo un notable
éxito comercial a pesar de ser inflamable y de su deterioro al exponerlo a la luz.
Aunque la mayoría de estos descubrimientos iniciales fueran empíricos, pueden
ser utilizados para explicar parte de la teoría y de la terminología de la ciencia de
los polímeros moderna. Es importante tener en cuenta que todos estos inventores,
como los hombres primitivos, utilizaron un producto que se encontraba en la
naturaleza para obtener un producto de mayor utilidad. Así, Charles Goodyear
transformo el caucho del hevea, un material termoplástico y reblandecible al calor
en un producto menos sensible al calor utilizando azufre para formar un número
relativamente pequeño de uniones de conexión o enlaces cruzados entre las
moléculas de cadena larga del poliisopreno.
Nelson Goodyear uso azufre para generar muchos enlaces cruzados entre las
cadenas de poliisopreno de manera que el material no fuera ya termoplástico sino
termoestable. Los termoplásticos son moléculas bidimensionales que pueden
ablandarse con el calor y volver a su estado inicial al enfriarse, mientras que los
plásticos termoestables son polímeros de red tridimensional que no pueden
moldearse por calentamiento.
Tanto la celulosa como el nitrato de celulosa son polímeros lineales, o
bidimensionales, pero el primero no puede reblandecerse a causa de los
numerosos puentes de hidrogeno que hay entre las cadenas moleculares. Cuando
se usa como explosivo, el nitrato de celulosa está completamente nitrado y es
básicamente trinitrato de celulosa.
Por otro lado, Parks y Hyatt utilizaron dinitrato de celulosa, o nitrato de celulosa
secundario, el cual contenía numerosos puentes de hidrogeno, además de ser
altamente inflamable. Parks añadió aceite de ricino para plastificar -o atenuar el
efecto de- los enlaces de hidrogeno. Hyatt utilizo alcanfor con la misma finalidad.
El conde Hilaire de Chardonnet hizo pasar el colodión de Menard a través de
orificios muy pequeños llamados hileras y obtuvo filamentos al evaporar la
mezcla de disolventes. La inflamabilidad de estos filamentos se redujo mediante
la desnitrificacion con bisulfito sódico.
Es interesante recalcar que los hermanos Goodyear convirtieron un elastómero
termoplástico en un elastómero termoestable y en un plástico duro termoestable
generando cantidades pequeñas o grandes de enlaces cruzados de azufre.
Schonbein redujo el número de enlaces de hidrogeno intermoleculares presentes
en la celulosa haciéndola reaccionar con ácido nítrico, y mientras que ni la
celulosa ni el dinitrato de celulosa son solubles en etanol o en éter etílico, Menard
pudo disolver el ultimo de aquellos dos en una solución equimolar de esos dos
disolventes.
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Hyatt ablando el inflamable dinitrato de celulosa añadiendo alcanfor, que reduce

la efectividad de los enlaces de hidrogeno intermoleculares. Chardonnet
transformo la celulosa en filamentos continuos. Después de una desnitrificacion y
un estirado, dichos filamentos poseían todas las propiedades físicas y químicas de
la celulosa original.
Sin embargo, puesto que nadie sabía en aquel entonces lo que era un polímero,
nadie tenía una idea clara de los complicados cambios que se habían producido en
las primeras obtenciones de caucho, plásticos y fibras utilizables. Aun hoy,
algunos químicos orgánicos tienen dificultades para visualizar estas grandes
macromoléculas. Hace más de un siglo, Graham acuno el término "coloide" para
los agregados de dimensiones entre 10-9 a 10-7 m. Desafortunadamente, el
tamaño de muchos polímeros se sitúa en este intervalo, pero es importante señalar
que al contrario que los coloides, los polímeros son moléculas individuales cuyo
tamaño no puede reducirse sin romper los enlaces covalentes que mantienen los
átomos unidos en estas moléculas de cadena.
En 1860 se preparó un oligomero, polímero de peso molecular muy bajo del
etilenglicol al que se le asigno la estructura correcta [HO (OCH2CH2).8OH]. Sin
embargo, Fittig y Engelhorn asignaron una estructura cíclica incorrecta al ácido
polimetacrilico [CH2C (CH3) COOH] que obtuvieron en 1880. Utilizando las
leyes de Raoult y Van't Hoff, varios químicos obtuvieron pesos moleculares
elevados para estos y otros polímeros lineales, pero como no podían imaginarse la
existencia de las macromoléculas, concluyeron que la técnica de Raoult no era
aplicable a la determinación del peso molecular de estas moléculas.
En el siglo XIX estaba generalmente aceptado por los químicos orgánicos
punteros que el fenol podía condensarse con formaldehido. Puesto que no
conocían el concepto de funcionalidad, Baeyer, Michael y Kleeber produjeron
inútiles mezcolanzas y amasijos de sustancias con enlaces cruzados volviendo a
sus investigaciones sobre reacciones con reactivos mono funcionales. Sin
embargo, usando gran exceso de fenol, Smith, Luft y Blumer fueron capaces de
obtener productos de condensación termoplásticos.
Aunque no existen pruebas de que Baekeland conociera la existencia de
macromoléculas, el entendía el concepto de funcionalidad, y así en 1907
utilizando cantidades controladas de fenol y formaldehido, produjo resinas
termoplásticas que podían ser convertidas en plásticos termoestables. El acuno el
término resol en fase A para describir la baquelita termoplástica producida por
condensación de exceso de formaldehido y fenol en condiciones alcalinas. Este
resol en fase A se transformaba en baquelita fase C con enlaces cruzados
termoestable (infusible) por calentamiento o avance de la resina. Baekeland
también preparo resinas termoplásticas llamadas novolacas por condensación de
fenol con una pequeña cantidad de formaldehido en solución acida.
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Las novolacas se transformaban en termoestables añadiendo formaldehido a la

hexametilentetramina. Aunque antes de 1910 se habían sintetizado otros
polímeros en el laboratorio, la baquelita fue el primer plástico verdaderamente
sintético. El hecho de que los métodos que se usan hoy en día sean prácticamente
los mismos que se describen en las patentes originales prueba la ingeniosidad y el
conocimiento de Baekeland de la química de condensación del fenol trifuncional
con el formaldehido bifuncional.
Antes de la Primera Guerra Mundial, se encontraban ya a disposición del público
plásticos como el celuloide, la laca, el Galalith (caseína), la baquelita, acetato de
celulosa y el caucho de la hevea; fibras como el algodón, la lana, la seda y el
rayón; y resinas como los recubrimientos de poliester denominados gliptales, el
asfalto o bitumen, las resinas de cumarona-indeno y las resinas de petróleo. No
obstante, se produjeron pocos desarrollos adicionales en la tecnología de los
polímeros antes de la Segunda Guerra Mundial debido a la falta de conocimientos
de ciencia de los polímeros.
El premio Nobel Hermann Staudinger estableció las bases de la moderna ciencia
de polímeros en los años veinte cuando demostró que los polímeros naturales y
sintéticos no eran agregados como los coloides o compuestos cíclicos como el
ciclohexano, sino moléculas de cadena larga con grupos terminales
característicos. A él se le debe en 1930 la descripción de la estructura de estos
materiales introduciendo el concepto de macromolécula. Sus colegas le
aconsejaron: "Querido colega, deje tranquilo el concepto de macromoléculas....
esas cosas no pueden existir. " Desafortunadamente, algunos científicos actuales
(que no se dedican a los polímeros), que ya no creen en el concepto de la fuerza
vital, todavía dudan de la existencia o de la importancia de las macromoléculas, al
igual que los colegas de Staudinger.
A partir de este momento se desarrolló la investigación dirigida a la síntesis de
macromoléculas o polímeros con aplicaciones industriales, al saber relacionar ya
la estructura con las propiedades finales del material. De esta manera se
obtuvieron ≪productos a medida≫ según la naturaleza del producto de partida,
de los aditivos incorporados, y de la manera en que se había sintetizado el
producto y del método seguido en la transformación.
En 1928, Meyer y Mark utilizaron técnicas de rayos X para determinar las
dimensiones de las cristalitas en la celulosa y el caucho natural. Al año siguiente,
Carothers sintetizo y caracterizo los poliésteres alifáticos lineales. Puesto que no
eran materiales apropiados para ser usados como fibras, sintetizo las poliamidas
que se conocen con el nombre genérico de nilones. Es interesante recalcar que las
fibras proteínicas de 'la seda y la lana naturales también son poliamidas.
Otro hito revolucionario en la historia de los plásticos se debe a los trabajos
realizados sobre el etileno por el químico alemán K. Ziegler en 1952, quien junto
con el químico italiano G. Nana, que continúo sus trabajos, recibieron en 1964 el
premio Nobel de Química. La aportación al mundo de los polímeros por estos dos
investigadores fue la obtención de unas macromoléculas con una ordenación
espacial muy regular, de gran cristalinidad, que presentaban unas prestaciones
muy interesantes.
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Los expertos más avanzados en polímeros en los años treinta estaban de acuerdo
en que los polímeros eran moléculas de cadena y que la viscosidad de las
disoluciones de estas macromoléculas dependía del tamaño y de la forma de las
moléculas en las disoluciones. Si bien es cierto que la producción de muchos
polímeros en gran escala se aceleró con la Segunda Guerra Mundial, debe
admitirse que la elaboración de estos productos esenciales se debió en gran parte a
los conceptos desarrollados por Staudinger, Carothers, Mark y otros científicos
punteros en el campo de los polímeros.
El desarrollo de la tecnología de los polímeros a partir de la década de 1940 ha
sido extremadamente rápido. En algunos casos, tales como el de la polimerización
en sistemas de emulsión acuosa, la técnica se ha adelantado a la teoría; no
obstante, se ha desarrollado abundante teoría, de forma que la ciencia de los
polímeros actualmente es ya una ciencia aplicada y no una tecnología meramente
empírica.
El conocimiento de la existencia de compuestos poliméricos se debe a Simón,
quien en 1866 observo que el estireno, líquido incoloro y poco viscoso, se
transformaba en una resina cuando se exponía a la acción de la luz o el calor
durante algún tiempo. Berthelot denomino a este fenómeno polimerización, pues
comprobó que los compuestos estireno (químicamente vinilbenceno) y la resina
que se obtenía, tenían la misma fórmula empírica aunque distinto peso molecular.
Comportamientos similares se observaron en varias sustancias que poseían
insaturaciones o dobles enlaces en la molécula, como el cloruro de vinilo, acetato
de vinilo y otros derivados acrílicos. La investigación continua al detectarse que
este comportamiento también lo presentaban las moléculas que contenían grupos
funcionales, como alcoholes, aminas, ácidos carboxílicos, etc.
La tendencia en la síntesis de nuevos productos de naturaleza polímero continúa
por modificación de los ya conocidos mediante aplicación de los diferentes tipos
de reacciones habituales utilizados en los laboratorios de química: modificación
de la estructura, formación de copolimeros, mezclas o aleaciones poliméricas o
bien por adición de todo tipo de elementos de refuerzo o relleno.
En 1973 el desarrollo de los plásticos sufre un colapso debido a la crisis
energética provocada por los países árabes que embargaron el petróleo a aquellos
que apoyaron a Israel en la guerra de Yom Kippur, como a los Estados Unidos y a
Holanda, lo que derivó en una desestabilización total de la economía mundial y el
encarecimiento de los plásticos pues las materias primas para su elaboración, se
obtienen a partir del “oro negro”.
A partir de los años 70 tiene lugar el advenimiento de multitud de
descubrimientos científicos y tecnológicos debido al mayor número de científicos
que operan en este ámbito así como herramientas tan avanzadas con que cuentan.
Los adelantos de los científicos así como las empresas productoras de polímeros
en EE.UU como la Down Chemical, Hitachi, Du Pont, Unión Carbide New
Kadel, Allied Corp, Allied Chemical, la Mitsubishi Chemical, la NASA, los
laboratorios de fuerzas aéreas y otras tantas de todo el mundo, fomentan la
investigación sobre nuevos polímeros para mezclar o alear algunos inmiscibles
entre sí.
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Conclusión
A lo largo de todo el trabajo se expuso como los polímeros han penetrado en la
sociedad y como hoy en día son cruciales, pues han contribuido a facilitar nuestro
modo de vida.
Con esta conclusión damos por terminado nuestro trabajo, el cual fue de gran
ayuda para conocer más sobre las macromoléculas llamadas "POLIMEROS".

Bibliografía
 Cusa, J. D. (1979). "Aplicaciones del plastico en la contrucción". Barcelona: Ed.CEAC.
 García, S. (Enero de 2009). "Referencias historicas evolución de los palsticos". Revista
Iberoamericana de Polímeros.
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