Polimeros

Morfología de los Polímeros:

El termino morfología proviene del griego – morph ( forma) y logia ( tratado, estudio, ciencia); así el todo significa estudio de las formas. En efecto, se habla de la morfología en plantas, seres vivos, etc. En la química de los polímeros la morfología se refiere a la forma molecular en estado sólido de las cadenas poliméricas y a su comportamiento en estados deagregación molecular.

Estructura de los polímeros

Para abordar este estudio se hace referencia a la estructura química y estructura física.

1. La estructura química: hace referencia a la construcción de la molécula original, en el cual se estudia el efecto de la naturaleza de los átomos que constituyen en la cadena principal y los sustituyen tes de la mismas, las uniones entre losmonómeros, el peso molecular y su distribución; así como, el efecto de las ramificaciones o entrecruzamientos en la cadena principal. De igual manera las diferentes configuraciones que pueden adoptar los sustituyentes de la cadena principal condicionan las propiedades de los polímeros y son parte de su estructura química.

2. La estructura física: al ordenamiento de unas moléculas respeto a otras.Hace referencia a la orientación y cristalinidad, que dependen en gran medida de la estructura química.

1. Estructura Química

a. Estructura molecular

Las técnicas modernas de síntesis de polímeros permiten un gran control sobre varias posibilidades estructurales.

Algunos polímeros no pertenecen a un solo grupo, por ejemplo un polímero predominantemente lineal puede tener algúnnúmero limitado de ramas y de entrecruzamientos o de reticulación bidimensional.

a. Tipo de átomo en la cadena principal y sustituyentes

En los polímeros la unión de monómeros se realiza siempre mediante enlaces covalentes. Por lo tanto, sus orbitales se dispondrán formando un tetraedro en torno al átomo de carbono y el ángulo de enlace de dos carbonos consecutivos será de aprox. de 109º.
Lafuerza de cohesión entre cadenas diferentes puede ser de naturaleza diferente y condicionada por las características de los átomos y de los sustituyentes de la cadena principal.

La polaridad y el volumen de estos átomos afectara a la fuerza de cohesión entre cadenas que afectaran de forma significativa la flexibilidad del material, temperatura de transición vítrea, temperatura de fusión ycapacidad de cristalización entre otros.
A continuación se ilustra los diferentes polímeros referido a la fuerza de cohesión aplicada, en cada uno:

Polietileno
(PE) Polivinilo de cloruro (PVC) Poli(óxido de metileno) o acetal POM

Molécula no polar Molécula polar Moléculas altamente polares
Fuerzas intermoleculares débiles de tipo London
(dipolo inducido – dipolo inducido) Fuerzasintermoleculares
(dipolo - dipolo) Puente de hidrógeno
Material blanco y temperatura de fusión es relativamente baja Material rígido.


A medida que aumenta la fuerza de cohesión entre las cadenas, tanto más rígido resultara el polímero y tanto mayor será la temperatura de fusión en el caso de los polímeros cristalinos o la temperatura de reblandecimiento en el caso de polímeros no cristalinos. Porejemplo en el caso de las poliamidas las fuerzas de cohesión entre las moléculas son el resultado de una combinación de enlaces por puente de hidrogeno, fuerzas dipolo – dipolo y fuerzas de tipo London, lo que le confiere una elevada temperatura de fusión al polímero.

La introducción en la cadena principal de grupos aromáticos (grupos voluminosos y fácilmente polarizables) aumenta la rigidezcomo es el caso del Polietilentereftalato (PET), así como la introducción de grupos voluminosos como el caso del polipropileno (PP) y poliestireno (PS).
Aunque la mayoría de los copolímeros están aleatoriamente dispuestos se han identificado cuatro tipos distintos de copolímeros:


Configuraciones moleculares.

En los procesos de la polimerización por condensación los monómeros se unen...