MACROMOLCULASUnidad 10

*

Contenidos (1).1. Tipos de polmeros segn su procedencia, composicin, estructura y comportamiento frente al calor.2. Copolimeizacin3. Tipos de polmerizacin:3.1. Adicin.3.2. Condensacin.4. Principales polmeros de adicin: (Polietileno, PVC, poliestireno)

*

Contenidos (2).5. Estructura molecular de los polmeros. 4.1. Polmerizacin cis-trans. Caucho.3.2. Estereopolimerizacin.6. Tipos de polmeros de condensacin: (politelienglicol, siliconas, baquelita, polisteres, poliamidas (Nailon).7. Biopolmeros (Carbohidratos, protenas y cidos nucleicos.

*

Polmeros o macromolculasSon molculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por la repeticiones de una o ms unidades simples llamadas monmeros unidas entre s mediante enlaces covalentes.Forman largas cadenas que se unen entre s por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrgeno o interacciones hidrofbicas y por puentes covalentes.Vdeo qt

*

Tipos de macromolculasNaturales:CauchoPolisacridos.Almidn.Celulosa.Protenas.cidos nucleicosArtificiales:PlsticosFibras textiles sintticasPoliuretanoBaquelita

*

Tipos de polmerosSegn su composicin:Homopolmeros Un slo monmeroCopolmeros Dos o ms monmerosSegn su estructura:LinealesRamificados Si algn monmero se puede unir por tres o ms sitios.Por su comportamiento ante el calor:Termoplsticos Se reblandecen al calentar y recuperan sus propiedades al enfriar.Termoestables Se endurecen al ser enfriados de nuevo por formar nuevos enlaces.

*

Polmeros segn su naturaleza

*

Propiedades de los polmeros sintticos.Plsticos.Termoplasticos: se moldean en caliente de forma repetida.Termoestables: una vez moldeados en caliente, quedan rgidos y no pueden volver a ser moldeados.Fibras. Se pueden tejer en hilos (seda).Elastmeros.Tienen gran elasticidad por lo que pueden estirarse varias veces su longitud (caucho).

*

Tipos de copolimerizacin.

*

Tipos de polimerizacin.Adicin.La masa molecular del polmero es un mltiplo exacto de la masa molecular del monmero.Condensacin.Se pierde en cada unin de dos monmeros una molcula pequea, por ejemplo agua.Por tanto, la masa molecular del polmero no es un mltiplo exacto de la masa molecular del monmero.

*

Reaccin de adicin.Iniciacin:CH2=CHCl + catalizador CH2CHCl Propagacin o crecimiento:2 CH2CHClCH2CHClCH2CHCl

Terminacin:Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.

*

Polmeros de adicin.MONMEROSEtenoPropenocloroetenotetrafloretenopropenonitrilobutadienofeniletenometacrilato de metilo2-clorobutadieno

POLMEROSPolietilenoPolipropilenopolicloruro de viniloteflnpoliacrilonitrilopolibutadienopoliestirenopolimetilmetacrilatoneopreno

*

Estructura y usos de algunos polmeros de adicin (1)MONMEROPOLMERO USOS PRINCIPALES CH2=CH2 CH2CH2CH2CH2 Bolsas, botellas, juguetes... etileno polietileno CH2=CHCH3 CH2CHCH2CH Pelculas, tiles de cocina, | | CH3 CH3 aislante elctrico... propileno polipropileno CH2=CHCl CH2CHClCH2CHCl Ventanas, sillas, aislantes. cloruro de vinilopolicloruro de vinilo CH2=CH CH2CHCH2CH Juguetes, embalajes estireno aislante trmico y acstico. poliestireno

*

Estructura y usos de algunos polmeros de adicin (2)MONMERO POLMERO USOS PRINCIPALES CF2=CF2 CF2CF2CF2CF2 Antiadherente, aislante... tetrafloretileno PTFE (tefln) CH2=CClCH=CH2 CH2CCl=CHCH2 Aislante trmico, 2-clorobutadienocloropreno o neopreno neumticos...CH2=CHCN CH2CHCH2CH Tapiceras, alfombras | | CN CN tejidos... acrilonitrilo poliacrilonitrilo CH3 CH3 CH3 Muebles, lentes y equipos | | | CH2=CCOOCH3 CH2CCH2C pticos | | COOCH3 COOCH3 metacrilato de metilo PMM (plexigls)

*

Ejemplo: Una muestra de polibutadieno tieneuna masa molecular media aproximada de 10000 UMAs Cuntas unidades de monmero habr en la muestra?

CH2=CHCH=CH2 CH2CH=CHCH2 CH2CH=CHCH2CH2CH=CHCH2 Masa molecular monmero: 412 + 61 = 54 UMA n = 10000/54 = 185

*

Polimerizacin cistransMonmero: CH3 metil 1,3 butadieno | CH2=CCH=CH2 (isopreno) Polmero: CH3 H CH3 H CH3 H \ / \ / \ / C=C C=C C=C / \ / \ / \ CH2 CH2CH2 CH2CH2 CH2 Cisisopreno (caucho natural)

*

Polimerizacin cistrans CH3 | CH2=CCH=CH2 metil 1,3 butadieno (isopreno)CH2 H \ / C=C / \ CH3 CH2CH2 H \ / C=C / \ CH3 CH2CH2 H \ / C=C / \ Transisopreno CH3 CH2

*

Polmerizacin estereoespecfica.

*

Principales polmeros de condensacin.Homopolmeros:PolietilenglicolSiliconas.Copolmeros:Baquelitas.Polisteres.Poliamidas.

*

Polmeros de condensacin: Polietilenglicol.Suele producirse por la prdida de una molcula de agua entre 2 grupos (OH) formndose puentes de oxgeno.CH2OHCH2OHetanodiol (etilenglicol) CH2OHCH2OCH2CH2OH + H2O ...OCH2CH2OCH2CH2O... (polietilenglicol)

*

Polmeros de condensacin: SiliconasProceden de monmeros del tipo R2Si(OH)2Se utiliza para sellar juntas debido a su carcter hidrofbico.

*

Polmeros de condensacin: La baquelitaSe produce por copolimerizacin por condensacin del fenol y el metanal. Se utiliza como cubierta en diferentes electrodomsticos, como televisores...

*

Polmeros de condensacin: La baquelita

*

Copolmeros de condensacin: PolisteresSe producen por sucesivas reacciones de esterificacin (alcohol y cido)Forman tejidos.El ms conocido es el tergal formado por cido tereftlico (cido p-benceno dicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol).

*

Copolmeros de condensacin: PoliamidasSe producen por sucesivas reacciones entre el grupo cido y el amino con formacin de amidas.Forman fibras muy resistentes.La poliamida ms conocida es el nailon 6,6 formado por la copolimerizacin del cido adpico (cido hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina

*

Ejemplo: La siguientes reacciones son las de obtencin de los polmeros: polister, neopreno y polietileno. a)Identifique a cada uno de ellos. b) Justifique si son polmeros de adicin o de condensacin;. c) Nombre cada uno de los grupos funcionales que aparecen en sus molculas. d)Dependen las propiedades de la longitud de la cadena? Y del grado de entrecruzamiento?

I. ...CH2= CH2 + CH2= CH2... CH2CH2CH2CH2

II. HOCH2 CH2OH +HOOC COOH H2O + CH2CH2OOC COOCH2CH2OOC COO III. CH2 =CClCH=CH2 + CH2=CClCH=CH2 + ... ... CH2CCl=CHCH2CH2CCl=CHCH2 ...Cuestin Selectividad (Junio 94)

*

Solucina) I = Polietileno, II = polister, III = neoprenob) El polietileno y el neopreno son polmeros de adicin pues la masa molecular del polmero es un mltiplo exacto de la la delos correspondientes monmeros, mientras que el nailon es de condensacin pues se elimina en cada unin una molcula de agua.c) = (doble enlace) alqueno; OH hidroxilo (alcohol); COOH cido carboxlico; Cl haluro (cloruro); COOR (ster); fenilo d) El grado de entrecruzamiento influye mucho ms que la longitud de la cadena en las propiedades pues crea estructura tridimensional con multitud de nuevos enlaces que le dan consistencia al polmero.Cuestin Selectividad (Junio 94)

*

Ejercicio: Dadas las siguientes estructuras polimricas: policloruro de vinilo; tefln (tetrafluoretileno); cloropreno (neopreno); silicona y polister.(CH2CH)n; (CH2C=CHCH2)n ; (ROCRCO)n ; Cl (I) Cl (II) O O (III) R F F (SiO)n ; (CC)n R (IV) F F (V) a) Asocie cada una de ellas con su nombre y escriba cuales son polmeros elastmeros y cuales termoplsticos. b) Enumerar, al menos un uso domestico o industrial de cada una de ellas.c) Seale al menos dos polmeros cuyo mecanismo de polimerizacin sea por adicin.Cuestin Selectividad (Junio 97)

*

Solucina) I = policloruro de vinilo (termoplstico)II = cloropreno (elastmero)III = polister IV = silicona V = tefln.

b) Tuberas neumticos tejidos sellador antihumedad recubrimientos antiadherentes

*

Polmeros naturalesCaucho.Polisacridos. (Se forman por la condensacin de la glucosa en sus dos estados ciclados y ).Almidn: por condensacin dela -glucosa Celulosa: por condensacin dela -glucosa Protenas. Se producen por la condensacin de los aminocidos formando dos estructuras:-hlice: Estructura espiralestructura : Estructura planacidos nucleicos. Se producen por la condensacin de nucletidos.

*

Polisacridos.

Condensacin de glucosa (almidn)Condensacin de glucosa (celulosa)

*

Polipptidos (protenas)

*

Estructura de un polinucletido Ed Santillana. Qumica 2 Bach.Cada nucletido se forma por la condensacin de cido fosfrico, un monosacrido (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada (citosina, guanina, adenina, timina o uracilo).

*

Estructura del ADN.Citosina (C)Guanina (G)

Adenina (A)Timina (T)