Sintesis de bioplolimeros

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Degradación Ambiental de los Polímeros

Degradación .- Proceso irreversible que ocurre, en el cual las propiedades del polímero varían. En general hay disminución de la masa molecular.

Otros términos que se asocian con degradación:
- Deterioro. En este caso la variación de las propiedades físicas se deben a reticulación.
- Desnaturalización. Es la degradación en polímeros naturales comolas proteínas, relacionada con la ruptura de enlaces secundarios.

La susceptibilidad a degradarse de un material polimérico depende de:

- la estructura química, o sea, de los grupos funcionales que posea el polímero y su susceptibilidad a reaccionar con otros agentes ambientales. También de impurezas, tanto como residuos o como impurezas de tipo estructural.

- la estructura física omorfología, o sea, el estado físico en que se encuentre el polímero: viscoso, vítreo, elástico o semicristalino. Este último estado es el más resistente. Los estados amorfos se degradan más facilmente.

Efectos degradativos de agentes naturales sobre los plásticos

Tipo de degradación

Agente
Ejemplo

Degradación por Radiaciones
Fotodegradación
Radiaciones UV
Luz del sol


Porradiaciones de alta energía

Radiaciones ionizantes
Radioactividad
RX

Degradación Mecánica
Agitación
Batido
Procesamiento de los plásticos
Masticación del caucho

Degradación Térmica
Calor
Sol
Procesamiento de los plásticos

Degradación
Oxidación
Aire
Atmósfera

Química
Hidrólisis

Agua
Lluvia
Mares
Ríos

Biodegradación
Microorganismos
Bacterias
HongosAnimales
Insectos
Roedores
El hombre


Degradación en los diferentes períodos de “vida” del material polimérico:

Síntesis
Condiciones de temperatura y los propios iniciadores, pueden ser catalizadores que inicien algún proceso de degradación. En este caso no hay posibilidades de estabilización. Este es un período corto en la “vida” del material.

Procesamiento
El material essometido a altas temperaturas, en presencia de oxígeno y a energías mecánicas. También es un período corto. Se pueden añadir estabilizadores

Almacenamiento
Debe tenerse condiciones buenas: bajas temperaturas, ausencia de radiaciones, estabilizadores, etc.

Uso.
Es el período más largo. Los procesos degradativos comenzados en otros períodos toman mayor importancia.


Aspectosmecanísticos:

- Mecanismo por pasos.

Ejemplo la Fotodegradación de la poli(fenil-vinil-cetona)

Ejemplo la degradación hidrolítica de los poliésteres lineales.

- Mecanismo en cadena. Ejemplo degradación térmica del PVC

En general, para un mecanismo en cadena la velocidad de conversión es mayor que para un mecanismo por pasos.

A bajas conversiones puede haber grandes variaciones de pesomolecular, lo que implica variaciones de las propiedades físicas del polímero. Esto es más importante en polímeros lineales.

Ejemplo:

Para una conversión del 10-2 %

  GPo GPf % de cambio del GP
10-4 1 104 5 x 103 50
10-4 10-1 103 9.09 x 102 9.1
10-4 10-2 102 9.9 x 101 1
10-4 10-3 101 9.99 0.1

 fracción de unidades afectadas
 unidades afectadas por macromolécula ( =  GPo )
GPogrado de polimerización inicial
GPf grado de polimerización final (GPo / 1 +  )
% de cambio del GP = (GPo - GPf) 102 / GPo

Conclusión:

Para las macromoléculas mayores el cambio del peso molecular es mayor, por lo tanto mayor será la afectación de sus propiedades.



Efectos de la estructura química

• Son más susceptibles a degradarse los enlaces próximos a ramificacionescasuales y los grupos reactivos (C=C, C=O, ester, etc)

• Estructuras como las que se ilustran a continuación su facilidad de degradación disminuye según se señala:

• Los H unidos a C terciarios son más lábiles.

Efectos de la estructura física

Los polímeros cristalinos tienen más dificultad para degradarse debido a que presentan mayor densidad y por lo tanto la difusión de cualquier...
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