Ciencia de los Materiales - Polimeros - 09 2017 --1

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Ing. CAMBIASSO
La materia esta formada por 
moléculas que pueden ser de 
tamaño normal o moléculas 
gigantes llamadas polímeros.
Los polímeros son la base de todos los procesos de la vida, y nuestra 
sociedad tecnológica es dependiente en gran medida de los polímeros.
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Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de 
moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman 
enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen 
fideos y otras tienen ramificaciones. Si hay un monómero único o 
varios, se forman homopolímeros o heteropolímeros.
Monómeros
Polímero 
Monómeros
Polímero
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Polímeros (o macromoléculas)
• Son moléculas muy grandes, con una masa 
molecular que puede alcanzar millones de 
UMAs que se obtienen por la repeticiones de 
una o más unidades simples llamadas 
“monómeros” unidas entre sí mediante 
enlaces covalentes.
• Forman largas cadenas que se unen entre sí 
por fuerzas de Van der Waals, puentes de 
hidrógeno o interacciones hidrofóbicas y por 
puentes covalentes.
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Las macromoléculas orgánicas se forman por unión 
sucesiva de muchas unidades pequeñas, todas del 
mismo tipo, denominadas MONÓMEROS
POLÍMERO
polimerización
C = C
FF
F F
Monómero: tetrafluoretileno
− C −C −
F F
F F
− C −C −
F F
F F
− C −C −
F F
F Fn
Polímero: teflón
MONÓMERO polimerización
Recubrimientos de teflón
La unión de un monómero hace una macromolécula (polímero), donde la unidad
monomérica se repite y se representa entre corchete.
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl 
C = C - C – C – C – C – C - C -
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl 
Monómero
Tetracloroetileno 
Cl Cl
C - C
Cl Cl n
Polímero
Polimeración :
Es la reacción para producir un polímero (como la que se obser va
arriba).
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La gran variedad de polímeros que existen hace imposible
definir características comunes para ellos, ya que dependiendo
de su proceso de producción y de las materias primas usadas, los
polímeros pueden tener características muy diversas como:
resistencia a los golpes, al calor, a los cambios de temperatura,
flexibles, suaves, duros, elásticos, impermeables, resistentes a la
oxidación, a los ácidos, biodegradables o no, maleables, de alta o
baja densidad, etc.
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Tipos de polímeros
• Según su composición:
– Homopolímeros
Un sólo monómero
– Copolímeros
Dos o más monómeros
• Según su estructura:
– Lineales
– Ramificados
Si algún monómero se 
puede unir por tres o más 
sitios.
• Por su 
comportamiento ante 
el calor:
– Termoplásticos
Se reblandecen al 
calentar y recuperan 
sus propiedades al 
enfriar.
– Termoestables
Se endurecen al ser 
enfriados de nuevo por 
formar nuevos enlaces. 
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Polímeros según su 
naturaleza
POLÍMEROS
NATURALES
(Celulosa, almidón)
SINTÉTICOS
PLÁSTICOS
FIBRAS
(Naylon, tergal)
ELASTÓMEROS
(Neopreno)
TERMOPLÁSTICOS
(Polietileno)
TERMOESTABLES
(Baquelita)
Los polímeros se clasifican en :
Naturales : proteínas, polisacáridos (almidón),
ácidos nucleicos, el hule natural, etc.
Sintéticos : nylon, teflón, polietileno, PVC,
poliestireno, poliéster, etc.
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• Naturales:
–Caucho
–Polisacáridos.
• Almidón.
• Celulosa.
–Proteínas.
–Ácidos nucleicos
• Artificiales:
–Plásticos
–Fibras textiles 
sintéticas
–Poliuretano
–Baquelita
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(Proteína)
Monómeros 
(aminoácidos)
Polímero
Modelo De 
WATSON-CRICK
ADN
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Estructura del ADN.
• Citosina (C) Guanina (G)
• Adenina (A) Timina (T)
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
Caucho estirado
Hule + Azufre � Caucho
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Carbohidrato formado por Glucosa (azúcar) y que se utiliza 
como fuente de energía. Esta presente en organismos vegetales
Monómero 
(glucosa)
Polímero 
(almidón)
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Polisacáridos.
• Condensación de
α glucosa (almidón)
• Condensación de
β glucosa (celulosa)
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
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Polipéptidos (proteínas)
E
st
ru
ct
u
ra
 α
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
E
st
ru
ct
u
ra
 β
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Propiedades de los polímeros 
sintéticos.
• Plásticos.
– Termoplasticos: se moldean en caliente de 
forma repetida.
– Termoestables: una vez moldeados en caliente, 
quedan rígidos y no pueden volver a ser 
moldeados.
• Fibras. 
– Se pueden tejer en hilos (seda).
• Elastómeros.
– Tienen gran elasticidad por lo que pueden 
estirarse varias veces su longitud (caucho).
Monómero Polímero Usos típicos
CH2=CH2
Eteno
[−CH2−CH2 −] n
Polietileno
Contenedores, tuberías, bolsas, 
juguetes, cables aislantes.
CH2=CH −CH3 
Propeno
[−CH2−CH −] n
CH3
Polipropileno
Fibras para alfombras, redes de 
pesca, cuerdas, cesped artificial.
CH2=CHCl
Cloroeteno
[−CH2−CH −] n
Cl
Policloruro de vinilo (PVC)
Cañerías, mangueras, discos, 
cuero artificial, envoltorios para 
alimentos, baldosas.
CH2=CHCN
Acrilonitrilo
[−CH2−CH −] n
CN
Poliacrilonitrilo
Fibras para ropa, alfombras, 
tapices.
CH2=CH −
Estireno
[−CH2−CH −] n
Poliestireno
Espuma de poliestireno, vasos 
para bebidas calientes, 
embalajes, aislamientos.
CF2=CF2
Tetrafluoreteno
[−CH2−CH2 −] n
Teflón
Recubrimientos antiadherentes 
para utensilios de cocina.
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Tipos de polimerización.
• Adición.
– La masa molecular del polímero es un 
múltiplo exacto de la masa molecular del 
monómero.
• Condensación.
– Se pierde en cada unión de dos 
monómeros una molécula pequeña, por 
ejemplo agua.
– Por tanto, la masa molecular del polímero 
no es un múltiplo exacto de la masa 
molecular del monómero.
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Tipos de copolimerización.
Alternado A AB B A AB B A AB B
En bloque A A B BA A B B B A A A
Al azar A B B AB B A A BA B A
Ramificado A A
B
B
A A
B
B
A A AA A A A A
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
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Reacción de adición.
• Iniciación:
CH2=CHCl + catalizador ·CH2–CHCl·
• Propagación o crecimiento:
2 ·CH2–CHCl· ·CH2–CHCl–CH2–CHCl·
• Terminación:
– Los radicales libres de los extremos se unen a 
impurezas o bien se unen dos cadenas con un 
terminal neutralizado. 
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POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN
Por adición: la unión sucesiva de las moléculas del monómero da un único producto
Formación de polietileno a partir de etileno:
C = C
HH
H H
Monómero: etileno
− C −C −
H H
H H
− C −C −
H H
H H
− C −C −
H H
H Hn
Polímero: polietileno
Polimerización
Catalizador
Polietileno
Usado en bolsas de 
plástico y juguetes
PVC
Usado en las tuberías de drenaje
Cloruro de polivinilo
Recuerda que el radical vinilo es una cadena de 2 átomos de 
carbono unidos por un doble enlace.
Cloruro de vinilo o cloroeteno
Eteno o etileno
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Polímeros de adición.
• MONÓMEROS
– Eteno
– Propeno
– cloroeteno
– tetraflúoreteno
– propenonitrilo
– butadieno
– fenileteno
– metacrilato de 
metilo
– 2-clorobutadieno
• POLÍMEROS
– Polietileno
– Polipropileno
– policloruro de vinilo
– teflón
– poliacrilonitrilo
– polibutadieno
– poliestireno
– polimetilmetacrilato
– neopreno
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Estructura y usos de algunos 
polímeros de adición
MONÓMERO POLÍMERO USOS 
PRINCIPALES
CH2=CH2 –CH2–CH2–CH2–CH2– Bolsas, botellas, 
juguetes...
etileno polietileno
CH2=CH–CH3 –CH2–CH–CH2–CH– Películas, útiles de cocina,
| | 
CH3 CH3 aislante eléctrico...
propileno polipropileno
CH2=CHCl –CH2–CHCl–CH2–CHCl– Ventanas, sillas, 
aislantes.
cloruro de vinilo policloruro de vinilo
CH2=CH –CH2–CH–CH2–CH– Juguetes, embalajes
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Estructura y usos de algunos 
polímeros de adición
MONÓMERO POLÍMERO USOS 
PRINCIPALES
CF2=CF2 –CF2–CF2–CF2–CF2– Antiadherente, 
aislante...
tetraflúoretileno PTFE (teflón)
CH2=CCl–CH=CH2 –CH2–CCl=CH–CH2– Aislante térmico,
2-clorobutadieno cloropreno o neopreno neumáticos...
CH2=CH–CN –CH2–CH–CH2–CH– Tapicerías, alfombras
| | 
CN CN tejidos...
acrilonitrilo poliacrilonitrilo
CH3 CH3 CH3 Muebles, lentes y equipos
| | |
CH =C–COOCH –CH –C—CH —C— ópticos
POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN
Formación de almidón a partir de glucosa:
Por condensación: los monómeros se unen produciendo dos tipos de compuestos 
(polímero+ agua)
+ n glucosas
Glucosa 
(C6H12O6)
Glucosa Maltosa (dímero)
n
Almidón (polímero)
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POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN
Monómero 2: hexametilendiaminaMonómero 1: ácido adípico
NAILON
El grupo –COOH del ácido adípico reacciona con el g rupo –NH 2 de la hexametilendiamina, 
desprendiéndose una molécula de agua: 
Por adición sucesiva de ambos monómeros, se forma f inalmente, el polímero:
poliamida
POLÍMEROS DE CONDENSACIÓN
POLIÉSTERES
Un tipo importante de poliésteres son los POLICARBO NATOS, empleados en la 
fabricación de lentes ópticas 
Polimerización de ácidos carboxílicos y alcoholes:
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nylon
Usado en cuerdas, 
medias, textiles
poliéster
Usado en Textiles
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Principales polímeros de 
condensación.
• Homopolímeros:
– Polietilenglicol
– Siliconas.
• Copolímeros:
– Baquelitas.
– Poliésteres.
– Poliamidas.
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Polímeros de condensación: 
Polietilenglicol.
• Suele producirse por la pérdida de una 
molécula de agua entre 2 grupos (OH) 
formándose puentes de oxígeno.
• CH2OH–CH2OH etanodiol (etilenglicol)
⇓
• CH2OH–CH2–O–CH2–CH2OH + H2O
⇓
• ...–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O... 
(polietilenglicol)
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Polímeros de condensación: 
Siliconas
• Proceden de monómeros del tipo R2Si(OH)2
• Se utiliza para sellar juntas debido a su 
carácter hidrofóbico.
© Ed. Santillana. 
Química 2º Bachillerato.
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Polímeros de condensación: 
La baquelita
• Se produce por copolimerización por 
condensación del fenol y el metanal.
• Se utiliza como cubierta en diferentes 
electrodomésticos, como televisores...
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Polímeros de condensación: 
La baquelita
O HO H
C
H
2
O H
C
H
2
OH
CH
2
CH
2
C
H
2
OH
CH
2
CH
2
OH
CH
2
OH
C
H
2
CH
2
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Copolímeros de condensación: 
Poliésteres
• Se producen por sucesivas reacciones de 
esterificación (alcohol y ácido)
• Forman tejidos.
• El más conocido es el “tergal” formado por ácido 
tereftálico (ácido p-benceno dicarboxilico) y el 
etilenglicol (etanodiol).
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
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Copolímeros de condensación: 
Poliamidas
• Se producen por sucesivas reacciones entre el 
grupo ácido y el amino con formación de amidas.
• Forman fibras muy resistentes.
• La poliamida más conocida es el nailon 6,6
formado por la copolimerización del ácido adípico 
(ácido hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina
© Ed Santillana. Química 2º Bach
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Fabricación
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