Polímeros Sintéticos: Clasificación, Propiedades y Aplicaciones
Los polímeros sintéticos se clasifican según su monómero:
- Homopolímero: Repetición del mismo monómero (ej: Polietileno).
- Copolímero: Cadena con dos o más monómeros diferentes (ej: ABS, Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno).
Según su secuencia en el polímero, pueden ser:
- Al Azar
- Alternado
- En Bloque
- Injertado
Clasificación por Reacción al Calor
Los polímeros sintéticos se clasifican por su reacción al calor en:
- Termoestables (Termorígidos): Mantienen su forma después de ser moldeados (ej: baquelita, PVC, plexiglás, melamina).
- Termoplásticos: Pueden cambiar su forma con el calor (ej: poliestireno, polietileno, nylon, tergal).
Clasificación por Propiedades Físicas
Según sus propiedades físicas, los polímeros sintéticos se clasifican en:
- Elastómeros: Recuperan su forma después de una deformación (ej: caucho vulcanizado).
- Fibras: Tienen forma de hilos (ej: nylon, kevlar).
Termoestables: (Puentes de hidrógeno, puentes de disulfuro, atracciones electrostáticas).
Termoplásticos.
Primeros Polímeros Sintéticos: Caucho (ruedas), celuloide (cinta para películas), baquelita (teléfonos antiguos, soquetes, mangos de sartenes).
Reacciones de Polimerización
Reacciones de Adición
Se forman por la unión sucesiva de monómeros con uno o más enlaces dobles o triples. El proceso tiene tres etapas: Iniciación, Propagación y Terminación. Las reacciones de adición pueden ser atómicas, aniónicas o radiactivas.
Polímeros por Condensación
(Características del PET): Transparente, altamente resistente a impactos, resistente a ácidos, impermeable a gases atmosféricos, no se puede estirar, su producción es más costosa que la del polietileno.
Polímeros de Adición: Polipropileno, polietileno.
Polímeros de Condensación: PET, poliuretano, poliésteres, proteínas, poliamidas.
Químicos Industriales
Materiales – Materia Prima – Industria Química – Base – Orgánico
(//) – Inorgánicos
(Aplica REACCIONES químicas)
(Estequiométricos) (Cinéticos) (Termodinámicos)
Clasificación de Materiales
Materiales:
- Origen Animal: Cuero, lana, seda, aceites, pelo y pigmentos.
- Origen Vegetal: Madera, caucho, algodón, aceites, resinas, tintas y fibras.
- Origen Mineral: Metálicos (aluminio, cobre, litio), no metálicos (oxígeno, yodo, azufre).
Materia Prima
Es un material natural o poco transformado que se utiliza en la industria para crear un producto.
Fuentes:
- Hidrosfera: bromo, magnesio, potasio, NaCl.
- Litosfera: silicatos, aluminio.
- Atmósfera: Aire (destilación fraccionada), argón (lámparas), nitrógeno (lámparas incandescentes y fertilizantes), oxígeno (soldar, propulsión de cohetes, enfermedades respiratorias).
Propiedades Físicas de los Materiales
Propiedades Térmicas y Eléctricas:
- Conductividad eléctrica: Dejan pasar electricidad.
- Conductividad térmica: Dejan pasar calor.
Propiedades Mecánicas:
- Dureza: Resistencia del material a ser rayado (diamante, grafito, fulereno – nanotecnología).
Escala de dureza de Mohs: Diamante, corindón, topacio, cuarzo, ortoclasa, apatita, fluorita, calcita, yeso, talco.
Propiedades y Tipos de Materiales
- Elasticidad: Cuando el material se deforma y recupera su forma.
- Tenacidad: Resistencia a la fractura.
- Transparencia: Facilidad con que el material permite el paso de la luz.
- Flexibilidad: Capacidad de un material de deformarse sin romperse.
- Resistencia: Capacidad de soportar grandes esfuerzos y presiones sin deteriorarse.
Industria Química
Objetivo: Aplicar reacciones para fabricar productos con el menor costo posible, de buena calidad, ocasionando el menor daño posible al medio ambiente.
Tipos de Industria
Industria de Base
Utilizan materias primas básicas y las transforman en productos intermedios. Se clasifican en:
- Inorgánicas: Metalúrgicas (cobre, molibdeno, plata, oro, etc.), industria de ácido sulfúrico, amoníaco y azufre.
- Orgánicas: Industria petroquímica, carbón, celulosa y metanol (CH3-OH).
Industria de Transformación (Química Fina)
Elaboran productos destinados al uso directo de la población (ej: pigmentos y colorantes, vidrio, cerámica y papel, fertilizantes, explosivos, perfumería, cosmética, alimentos y medicamentos, detergentes y jabones, plásticos, fibras sintéticas).
La industria química de transformación entrega un producto muy bien elaborado que ha pasado por muchos controles de calidad, posee una tecnología más especializada y produce pequeños volúmenes de productos que una industria química de base.
Optimización en la Industria Química
La optimización de las reacciones para la obtención de un producto considera los siguientes factores:
- Estequiométricos: Relaciones cuantitativas en una reacción química.
- Termodinámico: Analiza la viabilidad de la reacción (posibilidad de que ocurra). D = DELTA. DS > 0 (espontánea), DS = 0 (equilibrio), DS < 0 (no espontánea). DG (lo mismo al revés). DH: Indica si la reacción es exotérmica o endotérmica. DH > 0 (endotérmica), DH < 0 (exotérmica).
- En equilibrio se aplica el principio de Le Chatelier (concentración, presión y temperatura).
- Cinética: Velocidad de reacciones químicas, favorecida por catalizadores que disminuyen la energía de activación.