Polimeros

POLÍMEROS EN SOLUCIÓN Y APLICACIÓN DE LOS POLÍMEROS EN LA
INDUSTRIA PETROLERA
Iraima J. Fernández
PDVSA-Intevep. Departamento de Manejo Integrado de Producción, Urbanización Santa Rosa,
Sector El Tambor, Los Teques, Estado Miranda, 1201. Venezuela
1. Polímeros en solución. Las soluciones de polímeros son, obviamente, mezclas líquidas de
largas cadenas de polímeros y pequeñas moléculas dedisolvente. Ellas juegan un papel muy
importante en el campo del estudio y la aplicación de polímeros desde dos puntos de vista; en
primer lugar las soluciones poliméricas se utilizan para caracterizar la estructura de múltiples
polímeros mediante técnicas como viscosimetría, cromatografía de exclusión molecular (SEC o
GPC) y dispersión de luz, entre otras. En segundo lugar, los polímeros ensolución son utilizados
para controlar las propiedades reológicas y la estabilidad de múltiples sistemas comerciales;
como por ejemplo, pinturas, productos farmacéuticos, alimentos y producción de crudo.
Dependiendo de la estructura química los polímeros pueden ser: solubles en agua,
dispersables en agua, solubles en disolventes orgánicos o dispersables en disolventes orgánicos.
Un polímero essoluble en agua cuando posee un número suficiente de grupos hidrófilos a lo
largo de la cadena principal o de las cadenas laterales. Estos grupos comprenden principalmente
aminas, amidas, grupos carboxilos y grupos sulfónicos. Dentro de los polímeros solubles en agua
un grupo muy importante son los polielectrolitos. Estos son polímeros cuyos monómeros pueden
perder iones de bajo peso moleculary pasar a ser eléctricamente cargados. Estos iones que se
desprenden reciben el nombre de contraiones. Estos polímeros pueden ser clasificados como
aniónicos, catiónicos y zwiteriónicos, dependiendo del tipo de carga que se genere sobre la cadena
de polímero.
Las propiedades de los polímeros en solución están determinadas por las características
estructurales de la cadena macromolecularsolvatada. La estructura depende de la naturaleza de la
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unidad repetitiva y, en el caso de copolímeros, de la composición y la distribución de los
monómeros en la cadena. Las macromoléculas pueden ser lineales o ramificadas y las unidades
repetitivas pueden estar arregladas al azar, alternante, en bloque o en injerto (Figura 1).
Figura 1. Clasificación de los polímeros de acuerdo con suestructura y al tipo de
monómeros que lo forman.
1.1. Métodos de síntesis. La síntesis de polímeros consiste en unir cientos o miles de
unidades de bajo peso molecular. El producto de estas reacciones comúnmente no es homogéneo,
consiste en una mezcla de moléculas con diferentes pesos moleculares (una distribución de pesos
moleculares alrededor de una media). Incluso cuando la síntesis implica launión de unidades
monoméricas diferentes, el producto resultante es una mezcla de macromoléculas con una
distribución variada de los monómeros en las cadenas de polímero.
Existen principalmente dos métodos para producir polímeros (I) por condensación y (II)
por adición. Las características de los monómeros determinan cuál de ellos utilizar. Sin embargo,
ambos permiten obtener toda la gama deestructuras poliméricas señaladas en la Figura 1. La
mayoría de los polímeros que se utilizan en soluciones, dispersiones y geles son producidos por
reacciones de adición vía radicales libres. Una vez preparados, los polímeros pueden ser
4 Lineal
4 Ramificado
4 Entrecruzado
4 Estrella
Estrucutura
Homopolímeros
A-A-A-A-A-A-A
Copolímeros A-B (Heteropolímeros)
Tipos de monómeros que lo
forman4 Al azar A-A-A-B-B-A-B-A
4 Alternado A-B-A-B-A-B-A-B
4 En bloque A-A-A-A-B-B-B-B
4 Injerto A-A-A-A-A-A-A-A
B
B
B
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modificados mediante reacciones de post-polimerización, como funcionalización y
entrecruzamiento.
(I)
CH = CHX¾¾®-CH -CHX - CH - CHX - 2 2 2
(II)
1.2. Métodos de caracterización. El conocimiento de la estructura de los polímeros es
importante para el entendimiento...