PRÁCTICA N°1 polimeros

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PRÁCTICA N°1: MECANISMOS DE POLIMERIZACION
ING. CHAVEZ CRUZ BELINDA
POLÍMERO 
EVOLUCIÓN DE LOS POLÍMEROS
POLIMERIZACIÓN 
CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS CONFIGURACIONES MOLECULARES ESTEREOISOMERÍA 
ISOMERÍA GEOMÉTRICA
HOMOPOLÍMEROS Y COPOLÍMEROS
PESO MOLECULAR 
GRADO DE POLIMERIZACIÓN 
1
2
3
4
5
6
8
7
POLIMEROS
DEFINICIONES
POLI (muchos) MEROS (partes) Compuesto orgánico, natural o sintético, de elevado peso molecular constituido por unidades estructurales repetitivas o lo que es igual cadenas de gran tamaño formadas por la unión covalente de varias unidades monoméricas (macromolécula)
Aquellos polímeros cuya propiedad fundamental es la plasticidad (termoplásticos). Se deforma plásticamente bajo acción de presión y/o calor.
Mezcla (de un polímero con los aditivos y cargas) que pueda ser transformada por flujo o moldeo en forma líquida o fundida
https://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico
O TERMORRIGIDOS
POLIMERO
PLASTICO
EVOLUCION DE LOS POLIMEROS
ORIGEN NATURAL
	Polisacáridos
 a) ADN (Acido desoxirribonucleico)
 b) ARN (Acido Ribonucleico)
 c) Almidón
 d) Celulosa.
 e) El algodón
2. Polipéptidos: 
 a) Carbohidratos, 
 b) Proteínas
 c) Nylon
 d) Enzimas
 e) Caucho Natural
 f) Quitina
 g) Seda
 h) Lignina
ORIGEN SINTETICO
USO DE LOS POLIMEROS
POLIMERIZACIÓN
Proceso mediante el cual se unen los monómeros a través de enlaces covalentes. Existen dos procesos: polimerización por adición; y polimerización por condensación. En cualquier caso, el tamaño de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de masa promedio del polímero.
CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS
CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS
Naturales
Semisintéticos
Sintéticos
Adición
Condensación
Orgánicos
Inorgánicos
Elastómeros
Adhesivos
Fibras
Plásticos
Recubrimientos
Elastómeros
Termoestables
Termoplásticos
CLASIFICACIÓN
SEGÚN SU ORIGEN
SEGÚN SU MECANISMO DE POLIMERIZACION
SEGÚN SU COMPOSICION QUIMICA
SEGÚN SUS APLICACIONES
SEGÚN SU COMPORTAMIENTO AL ELEVAR SU TEMPERATURA
CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS SEGÚN EL ORDEN DE LA CADENA 
Polímero lineal 
Polímero ramificado 
Polímero entrecruzado
Polímero reticulado 
SEGÚN SU MECANISMO DE POLIMERIZACION
Iniciación
Propagación o crecimiento
Terminación
Los copolímeros
Los homopolímeros
1
2
3
https://www.youtube.com/watch?v=utgwhBmiZSA
TIPOS DE POLIMERIZACION
CONDENSACION
ADICION
POLIMERIZACION POR ADICION (POLIADICION): Adición de un monómero insaturado (con doble enlace) a la cadena de crecimiento. Mediante tres proceso o etapas, iniciación, propagación y terminación
POLIMERIZACION POR CONDENSACION (POLICONDENSACION): Reacciones químicas intermoleculares, generalmente entre diversas especies monomericas y con la eliminación de un subproducto de bajo peso molecular.
EJEMPLOS POR ADICION
EJEMPLOS POR CONDENSACION
Etilenglicol
Tereftalato de metila
poliester
ESTEREOISOMERÍA
ISOMERÍA GEOMÉTRICA
Configuración cis y trans 
HOMOPOLÍMEROS Y COPOLÍMEROS 
Copolímero al azar: 
Copolímero alternante: 
Copolímero en bloque: 
Copolímero de injerto: 
TERMINOS DE POLIMERIZACION
PESO MOLECULAR
GRADO DE POLIMERIZACIÓN 
Es la suma de pesos moleculares de los meros que Conforman el polímero, siendo producto de n veces la unidad Que se repite y el peso molecular de dicha unidad
Es la cantidad de veces que se repite la unidad estructural del polímero (mero). Un alto grado de polimerización aumenta su resistencia mecánica así como la viscosidad del polímero, haciendo mas difícil su procesamiento
PROBLEMAS
Si se añade 1 g de peróxido de hidrogeno en 10 000 g de etileno añadido como iniciador y terminador de la reacción. Si el peróxido termina consumiéndose. Determine el peso molecular promedio del polímero. 
Por cada cadena polimérica, una molécula de peróxido inicia y termina la reacción. 
El peróxido de hidrógeno cambia a dos grupos OH 
Cálculo del peso molecular del iniciador; H2O2 
𝑃.𝑀=2 (𝐻)+2(𝑂)=2(1)+2(16)=34 𝑔/𝑚𝑜𝑙 
Cálculo del número de moléculas de H2O2 
34 𝑔 𝐻2𝑂2→6.022 𝑥 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
1 𝑔 𝐻2𝑂2→𝑥 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
𝑥=1.77𝑥 1022 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
Cálculo del peso molecular del etileno C2H4 
𝑃.𝑀=1 (𝐻)+2(𝐶)=1(4)+2(12)=28 𝑔/𝑚𝑜𝑙 
Cálculo del número de moléculas de C2H4 
28 𝑔 𝐶2𝐻4→6.022 𝑥 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
10 000 𝑔 𝐶2𝐻4→𝑥 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
𝑥=2.15 𝑥 1026 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
1 mol = 6,022 × 1023 
Determinación del número de meros por cadena 
# 𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎= 2.15 𝑥 1026/(1.77 𝑥 1022)=12147
 
Por lo tanto el peso molecular del polímero 
𝑃𝑀=12147 (28)=340 116 𝑔/𝑚𝑜𝑙 
2. Para producir dacrón se han combinado 1 000 g de dimetiltereftalato con etilenglicol. Después de completada la reacción, calcule cuantos gramos de etilenglicol se requieren y el peso total del polímero. 
La reacción de polimerización por condensación es: 
Para llevar a cabo la reacción se necesita igual número de moleculas de ambos monómeros. 
Peso molecular de dimetiltereftalato 
𝑃.𝑀=10(𝐶)+4(𝑂)+10(𝐻) 
𝑃.𝑀=10(12)+4(16)+10(1)=194 𝑔/𝑚𝑜l 
Número de moléculas de dimetiltereftalato 
194 𝑔 𝑑𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟𝑒𝑓𝑡𝑎𝑙𝑎𝑡𝑜→6.022 𝑥 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
1 000 𝑔 𝑑𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟𝑒𝑓𝑡𝑎𝑙𝑎𝑡𝑜 →𝑥 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
𝑥=3.104 𝑥 1024 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
Por tanto se necesitarían la misma cantidad de moléculas de etilenglicol es decir 3.104 𝑥 1024 
Peso molecular del etilenglicol 
𝑃.𝑀=2(𝐶)+2(𝑂)+6(𝐻) 
𝑃.𝑀=2(12)+2(16)+6(1)=62 𝑔/𝑚𝑜𝑙 
Peso en gramos del etilenglicol 
6.022 𝑥 1023𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 →62 𝑔 
3.104 𝑥 1024𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 →𝑥 𝑔 
𝑥=319.6 𝑔 
Por cada monómero se genera un alcohol metílico 
Peso molecular del alcohol metílico 
𝑃.𝑀=1(𝐶)+1(𝑂)+4(𝐻) 
𝑃.𝑀=1(12)+1(16)+4(1)=32 𝑔/𝑚𝑜𝑙 
Peso en gramos de alcohol metílico 
6.023 𝑥 1023𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 →32 𝑔 
31.03 𝑥 1023(2) 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 →𝑥 𝑔 
𝑥=329.8 𝑔 
Luego, el peso total del polímero es:
 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (1000 𝑔 +319.6 𝑔)-329.8 𝑔
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =989.8 𝑔 
3. Para producir Nylon 6,6 (PA) se combina 1 000 g de hexametilendiamina con ácido adípico por una reacción de polimerización por condensación. Determine cuantos gramos de ácido adípico se requieren y cuanto Nylon 6,6 se produce, suponer una eficiencia de 100%. 
Peso en gramos del ácido adípico 
116 𝑔 ℎ𝑒𝑥𝑎𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑑𝑖𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎→146 𝑔 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑑í𝑝𝑖𝑐𝑜 
1 000 𝑔 ℎ𝑒𝑥𝑎𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑑𝑖𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 →𝑥 𝑔 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑑í𝑝𝑖𝑐𝑜 
𝑥=1259 𝑔 
Peso de una molécula de agua 
116 𝑔 ℎ𝑒𝑥𝑎𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑑𝑖𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎→18 𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 
1 000 𝑔 ℎ𝑒𝑥𝑎𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑑𝑖𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 →𝑥 𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 
𝑥=155.15 𝑔 
El peso de las dos moléculas de agua producidas en la reacción es: 
𝑃𝑒𝑠𝑜=(155.15)2=310.3 𝑔 
Para determinar el peso de Nylon puede ser calculado de dos formas 
a) 
116 𝑔 ℎ𝑒𝑥𝑎𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑑𝑖𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎→226 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑦𝑙𝑜𝑛 
1 000 𝑔 ℎ𝑒𝑥𝑎𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑑𝑖𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 →𝑥 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑦𝑙𝑜𝑛 
𝑥=1948.3 𝑔
 
b) De acuerdo a los productos de la reacción 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑁𝑦𝑙𝑜𝑛=(1 000+1 259)𝑔−310.3 𝑔 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑁𝑦𝑙𝑜𝑛=1948.3 𝑔