Polímeros: concepto, propiedades, tipos, ejemplos
¿Qué son los polímeros?
Un polímero es una sustancia formada por moléculas muy grandes llamadas macromoléculas, las cuales están compuestas por muchas unidades pequeñas que se repiten y que están enlazadas químicamente una tras otra.
La palabra polímero proviene del griego y significa, literalmente, “muchas partes”. Cada una de esas “partes” que forman al polímero se denomina monómero (una parte). Por esta razón, podemos imaginarnos a un polímero como una molécula formada por muchos monómeros enlazados entre sí como si fueran pequeños legos o bloques de construcción.
Los monómeros que forman a un polímero pueden ser de distintos tipos y además pueden ser todos iguales entre sí o una combinación de diferentes monómeros. Esto trae como consecuencia que existan varios tipos diferentes de polímeros, como veremos más adelante.
Hoy en día, vivimos rodeados de todo tipo de polímeros. Todos los plásticos, desde los que forman las bolsas del supermercado hasta los paneles acrílicos de una pecera son polímeros. Las proteínas, las harinas y la mayoría de los carbohidratos que comemos también lo son. Hasta la molécula de ADN que contiene toda nuestra información genética es un polímero.
Propiedades de los polímeros
Los polímeros pueden fabricarse con propiedades muy distintas, pero, aun así, existen algunas propiedades que son comunes a la mayoría de ellos:
- Generalmente forman sólidos amorfos en lugar de sólidos cristalinos.
- La mayoría son termoplásticos, lo que significa que se pueden moldear como la arcilla a altas temperaturas.
- Algunos son elásticos mientras que otros son muy rígidos.
- Algunos, como el nylon, son muy resistentes a la tensión.
- Casi siempre son inertes o poco reactivos por lo que pueden durar mucho tiempo sin descomponerse.
- La mayoría de los polímeros sintéticos no son biodegradables.
- Algunos son reciclables.
- Algunos son transparentes como el vidrio (o más, incluso) mientras que otros son completamente opacos.
- La mayoría son aislantes, es decir, son muy malos conductores eléctricos.
- La mayoría son malos conductores térmicos.
Tipos de polímeros
Los polímeros se pueden clasificar según diferentes criterios:
Según su origen:
- Sintéticos: son aquellos que se producen artificialmente en plantas químicas tal como los plásticos.
- Naturales o biopolímeros: son aquellos producidos por los seres vivos tales como las proteínas y los ácidos nucleicos.
- Semisintéticos: son los producidos por transformación o modificación de los polímeros naturales.
Según los monómeros utilizados
- Homopolímeros: son aquellos formados por un solo tipo de monómero. Todas las subunidades son iguales entre sí, tal como el polietileno que está formado únicamente por moléculas de etileno enlazadas entre sí.
- Copolímeros: consisten en polímeros de 2 monómeros diferentes. Estos pueden estar distribuidos en la cadena al azar, alternándose o en bloques de cada monómero.
- Heteropolímeros: son aquellos formados por más de dos monómeros diferentes. Las proteínas son un ejemplo de polímeros formados por 21 monómeros distintos que son los aminoácidos.
Según sus propiedades físicas
- Termoplásticos: son aquellos que se pueden calentar hasta fundir y volver a enfriar manteniendo sus propiedades.
- Termoendurecibles: son los que, al calentarse, se transforman en polímeros más duros y resistentes por la formación de nuevos enlaces entre las cadenas. La baquelita es un buen ejemplo de esta clase de polímero.
- Elastómeros: son los polímeros elásticos tales como el caucho.
Según su estructura
- Lineales: los polímeros lineales consisten en cadenas largas de monómeros unidos uno después de otro sin la aparición de ramificaciones.
- Ramificados: al contrario de los lineales, estos polímeros presentan cadenas centrales largas, pero también tienen otras cadenas laterales más cortas que forman ramificaciones.
- Entrecruzados: estos polímeros consisten en polímeros lineales o ramificados en los que las cadenas principales están unidas entre sí por medio de otras cadenas más cortas.
- Reticulados: en lugar de cadenas de monómeros, los polímeros reticulados consisten en redes bidimensionales o tridimensionales extensas como en el caso del grafito, el diamante y el concreto.
Según el tipo de enlace entre los monómeros
- Poliolefinas: se forman por la unión de hidrocarburos insaturados como el etileno.
- Poliésteres: son aquellos en los que los monómeros se enlazan por medio de la condensación entre un ácido y un alcohol.
- Poliéteres: en estos casos los monómeros se enlazan por medio de un átomo de oxígeno.
- Poliamidas: los monómeros se enlazan por la condensación entre un ácido y una amina.
- Polímeros celulosos: consisten en biopolímeros modificados en los que monómeros de azúcares se enlazan por medio de un enlace glucosídico.
- Polímeros acrílicos: son una familia de polímeros derivados del ácido acrílico y sus ésteres.
- Polímeros vinílicos: son similares a las poliolefinas pero con sustituyentes tales como cloro o flúor.
- Poliuretanos: son polímeros derivados de isocianatos.
Ejemplos de polímeros
1. Polietileno (PE)
Es de lejos el polímero más producido y utilizado en el mundo. Consisten en un polímero lineal formado por unidades de etileno una después de la otra. Es el plástico utilizado en la fabricación de bolas.
2. Polietilenglicol (PEG)
Es un homopolímero que pertenece a la familia de los poliéteres. Este polímero se utiliza como laxante, como base para la elaboración de cremas y como lubricantes de la piel.
3. La molécula de ADN
El ácido desoxirribonucleico es un biopolímero formado por cuatro monómeros denominados nucleótidos que son la timina, la guanina, la citosina y la adenina. Contiene toda la información genética codificada en forma de la secuencia de dichos nucleótidos.
4. El ARN
Este biopolímero es similar al ADN con la diferencia de que los nucleótidos contienen ribosa en lugar de desoxirribosa. Participan en la transcripción y traducción del código genético.
5. La baquelita
Fue el primer polímero sintético que existió. Es un material muy duro y resistente a la temperatura que se utiliza para mangos de cuchillos y muchas aplicaciones más.
6. El almidón
Otro biopolímero, pero en este caso los monómeros son moléculas de glucosa, que es un azúcar. Las plantas los producen para almacenar energía.
7. El teflón (PTFE)
Teflón es el nombre comercial del politetrafluoroetileno o PTFE. Se encuentra en las superficies antiadherentes de muchas ollas y sartenes, así como en las uniones de tuberías para hacer hermética la unión.
8. La celulosa
Es el biopolímero (y polímero) más abundante en la tierra. Forma parte de las paredes celulares de todas las células vegetales y es una fuente casi inagotable de materia prima para la síntesis de polímeros semisintéticos biodegradables.
9. Las proteínas
Son heteropolímeros formados por 21 monómeros diferentes. También son biopolímeros, ya que provienen de los seres vivos.
10. Poliestireno (PS)
El poliestireno es un polímero aromático que se utiliza mucho para producir espumas elásticas.
11. Policloruro de vinilo (PVC)
Este termoplástico es conocido en todo el mundo por su uso en tuberías para el agua.
12. Poliuretano (PU)
Pueden ser utilizados para la fabricación de espumas, así como para la fabricación de resinas de acabado brillante para maderas y otros materiales.
13. La silicona
Este es un ejemplo de un polímero inorgánico en el que la cadena no es de átomos de carbono sino de átomos de silicio intercalados con oxígenos. Se utiliza entre otras cosas para la fabricación de piezas flexibles y resistentes al calor como moldes para horneado.
14. Politereftalato de etileno (PET)
Este es un plástico transparente e incoloro que se está utilizando mucho en la actualidad para embotellar agua.
15. Polimetilmetacrilato (PMMA)
Es un polímero sólido muy duro y casi completamente transparente que se utiliza como sustituto del vidrio.