Los polímeros
Existen polímeros naturales de gran
significación comercial como el algodón,
formado por fibras de celulosas. La celulosa se
encuentra en la madera y
en los tallos de muchas plantas,
y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy
apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína del pelo de
las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de
hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales
importantes.
Sin embargo, la mayor parte de los
polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos
con propiedades y aplicaciones variadas.
Lo que distingue a los polímeros de los
materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades
mecánicas. En general, los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido
a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción inter
moleculares dependen de la composición química del
polímero y pueden ser de varias clases.
CONCEPTO
Y CLASIFICACIÓN
Un polímero (del griego poly, muchos;
meros, parte, segmento) es una sustancia cuyas moléculas son, por lo menos
aproximadamente, múltiplos de unidades de peso molecular bajo. La unidad de
bajo peso molecular es el monómero. Si el polímero es rigurosamente uniforme en
peso molecular y estructura molecular, su grado de polimerización es indicado
por un numeral griego, según el número de unidades de monómero que contiene;
así, hablamos de dímeros, trímeros, tetrámero, pentámero y sucesivos. El
término polímero designa una combinación de un número no especificado de
unidades. De este modo, el trióximetileno, es el trímero del formaldehído, por
ejemplo.
Si el número de unidades es muy grande,
se usa también la expresión gran polímero. Un polímero no tiene la necesidad de
constar de moléculas individuales todas del mismo peso molecular, y no es
necesario que tengan todas la misma composición química y la misma estructura
molecular. Hay polímeros naturales como ciertas proteínas globulares
y policarbohidratos, cuyas moléculas individuales tienen todas el mismo peso
molecular y la misma estructura molecular; pero la gran mayoría de los
polímeros sintéticos y naturales importantes son mezclas de
componentes poliméricos homólogos. La pequeña variabilidad en la composición
química y en la estructura molecular es el resultado de la presencia de grupos finales,
ramas ocasionales, variaciones en la orientación de unidades monómeras y la
irregularidad en el orden en el que se suceden los diferentes tipos de esas
unidades en los copolímeros. Estas variedades en general no suelen afectar a
las propiedades del producto final, sin embargo, se ha descubierto que en
ciertos casos hubo variaciones en copolímeros y ciertos polímeros cristalinos.
Polímeros
Isómeros. Los polímeros isómeros son polímeros
que tienen esencialmente la misma composición de porcentaje, pero difieren en
la colocación de los átomos o grupos de átomos en las moléculas. Los polímeros
isómeros del tipo vinilo pueden diferenciarse en las orientaciones relativas
(cabeza a cola, cabeza a cabeza, cola a cola, o mezclas al azar de las dos) de
los segmentos consecutivos (unidades monómeras)
Aplicaciones en la industria
Hoy en día se prefiere polimerizar
estireno y acrilonitrilo en presencia de polibutadieno. De esa manera, una
parte del estireno y del acrilonitrilo se copolimerizan formando SAN y otra
porción se injerta sobre las moléculas de polibutadieno.
El ABS se originó por la necesidad de
mejorar algunas propiedades del poliestireno de alto impacto. Este material
tiene tres desventajas importantes:
Baja temperatura de
ablandamiento.
Baja resistencia ambiental.
Baja resistencia a los agentes
químicos.
La incorporación del acrilonitrilo en
la fase continua, imparte mayor temperatura de ablandamiento y mejora
considerablemente la resistencia química. Sin embargo, la resistencia ambiental
se vuelve todavía menor, pero este problema se resuelve empleando aditivos. Las
propiedades del ABS son suficientemente buenas para varias aplicaciones:
Artículos moldeados
Artículos extruidos, etc.
Copolímeros Estireno-Butadieno
Éstos son los hules sintéticos que han
sustituido prácticamente en su totalidad al natural, en algunas aplicaciones
como las llantas para automóviles.
Los hules sintéticos contienen un 25%
de estireno y un 75% de butadieno; sus aplicaciones incluyen en orden de
importancia:
Llantas
Espumas
Empaques
Suelas para zapatos
Aislamiento de alambres y cables
eléctricos
Mangueras
Los copolímeros de estireno-butadieno con mayor
contenido de butadieno, hasta de 60%, se usan para hacer pinturas y
recubrimientos ahulados. Para mejorar la adhesividad, en ocasiones se incorpora
el ácido acrílico o los ésteres acrílicos, que elevan la polaridad de los
copolímeros.
Daños al medio ambiente y alternativas
para poder controlar la contaminación.
A pesar de su indiscutible utilidad en
la vida cotidiana, una vez que los plásticos se han utilizado se convierten en
residuos que forman parte de los residuos sólidos urbanos (RSU) generados en
grandes cantidades. Los RSU originan problemas de contaminación del agua, aire
y suelo, que impactan directamente al ambiente y a la salud.
A nivel mundial, se calcula que 25
millones de toneladas de plásticos se acumulan en el ambiente cada año y pueden
permanecer inalterables por un periodo de entre 100 y 500 años. Esto se debe a
que su degradación es muy lenta y consiste principalmente en su fragmentación
en partículas más pequeñas, mismas que se distribuyen en los mares (en estos se
han encontrado entre 3 a 30 kg/km2), ríos, sedimentos y suelos, entre otros. Es
común observar paisajes en caminos, áreas naturales protegidas, carreteras,
lagos, entre otros, con plásticos tirados como parte de lo mismo.
Debido a la necesidad de seguir
utilizando plásticos, pero por otro lado se producen impactos al ambiente, el
reciclaje es una alternativa para contribuir con la solución de este problema.
El reciclaje se define como la transformación de los residuos a través de distintos
procesos que permiten restituir su valor económico, evitando así su disposición
final, siempre y cuando esta restitución favorezca un ahorro de energía y
materias primas sin perjuicio para la salud, los ecosistemas o sus elementos.
Por su composición y su origen derivado
del petróleo (un recurso agotable), los plásticos son un residuo de alto valor,
relativamente fácil de recuperar y abundante. Paradójicamente no ha sido objeto
de una separación y recolección selectiva, pues en México se calcula que del
total de residuos plásticos que se generan sólo el 12 por ciento se recupera
para su reciclaje.
Existen diferentes causas que
dificultan el reciclaje: desde su separación, hasta la obtención de nuevos
productos. Éstas pueden ser el bajo valor económico del plástico; por ejemplo,
los envases de bebidas que no son retornables; su baja densidad que eleva el
costo de transporte, y la diversidad de materiales plásticos de diferente
composición que exige una separación por familias antes de ser reciclado, complicando
la recolección selectiva.
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