POLIMEROS-

GLOSARIO Axialita (Axialite): Agregado cristalino constituido por haces de lamelas que crecen con simetría axial, y de forma irregular. Pueden obtenerse tanto a partir del fundido como de disoluciones saturadas, cuando la densidad de nucleación es elevada o bien en procesos de cristalización muy lentos. Binodal (Binodal): Es la curva de equilibrio de fases que delimita el campo de existencia de los sistemas heterogéneos. Está descrita por el conjunto de puntos que cumplen la condición de igualdad de potenciales químicos en ambos componentes en ambas fases. Su posición depende del peso molecular del polímero. Las mezclas cuya composición se encuentra dentro de la curva binodal, se separan en dos fases líquidas de composiciones coincidentes con la curva. Birrefringencia (Birefringence): Es el cambio de índice de refracción con la dirección y se manifiesta por la capacidad del material para girar el plano de la luz polarizada. Se define como la diferencia de índice de refracción en las direcciones paralela y perpendicular a la dirección de propagación. La birrefringencia es típica de los polímeros cristalinos, lo que se aprovecha para estudiarlos mediante microscopios con luz polarizada. Cadena articulada libremente (Freely jointed chain): Modelo de cadena que considera a ésta como formada por n segmentos de idéntica longitud, cuyos ángulos de enlace y de rotación interna pueden adoptar cualquier valor. La distancia extremo a extremo a la que conduce este modelo viene dada por: <r 2 > = nl 2. Cadena con rotación libre (Freely rotating chain): Modelo de cadena que considera que la longitud (l) de los n segmentos que constituyen el esqueleto de la macromolécula y el ángulo de enlace (q) entre los mismos adopta un valor fijo, mientras que el ángulo de rotación interna (f) puede adoptar cualquier valor. Los segmentos de la cadena pueden, en consecuencia, rotar libremente. La distancia extremo a extremo según este modelo viene dada por: <r 2 > = nl 2 [(1+cos(180q)/(1cos(180-q)]. Este modelo se aproxima al comportamiento de las cadenas reales a temperaturas elevadas, cuando los segmentos superan con facilidad las barreras de energía de rotación interna. Cadena vermiforme (Wormlike chain): Modelo de cadena adecuado para describir cadenas rígidas o semi-rígidas, intermedio entre el ovillo estadístico y la varilla rígida. En una cadena vermiforme la conformación global responde a formas ligeramente curvadas (como un gusano). Los ejemplos típicos de esta estructura son las cadenas cortas de los derivados de la celulosa, los polipéptidos en el estado helicoidal y el ADN. Coeficiente de expansión (Expansion coefficient): Coeficiente empírico adimensional que mide la expansión que sufren las dimensiones de una macromolécula cuando se encuentra en el seno de un buen disolvente con respecto a sus dimensiones sin perturbar. El coeficiente se define como: a = <r 2 >/ <r 2 > o , es decir, como cociente de sus distancias extremo a extremo cuadráticas medias perturbadas por el disolvente y sin perturbar, respectivamente. Comportamiento elástico (Elastic behaviour): Se dice del comportamiento mecánico que se ajusta a la ley de Hooke, que establece que la deformación resultante es proporcional a la tensión aplicada, independientemente de la velocidad de deformación. En la práctica este comportamiento sólo observarse a porcentajes de deformación muy pequeños. Comportamiento LCST (Lower critical solution temperature): Comportamiento de fases que corresponde a disoluciones en las que se observa miscibilidad completa a temperaturas bajas, y miscibilidad parcial a temperaturas altas. En consecuencia, el punto crítico del sistema corresponde a un mínimo de la curva binodal. Se encuentra fundamentalmente en disoluciones exotérmicas y con entropía de mezcla pequeña. Comportamiento UCST (Upper critical solution temperature): Comportamiento de fases que corresponde a disoluciones en las que se observa miscibilidad completa a temperaturas altas, y miscibilidad parcial a temperaturas bajas, de forma que el punto crítico del sistema corresponde a un máximo de la curva binodal. Es típico de disoluciones endotérmicas y con entropía de mezcla elevada. Comportamiento viscoelástico lineal (Linear viscoelastic behaviour): Comportamiento de los materiales viscoelásticos en los que se encuentra una relación lineal entre el esfuerzo aplicado y la

La reacción química por la cual se obtienen los polímeros se denomina polimerización. Existen muchas de estas reacciones y son de distintas clases. Pero todas las polimerizaciones tienen un detalle en común: comienzan con moléculas pequeñas, que luego se van uniendo entre sí para formar moléculas gigantes. Llamamos monómeros a esas moléculas pequeñas.

Introducción Durante los últimos 100 años se ha introducido una nueva clase de materiales, los denominados plásticos. La rápida expansión y crecimiento de estos materiales ha ocurrido a expensas de los materiales tradicionales en aplicaciones ya establecidas, así como en el desarrollo de nuevas aplicaciones y mercados. Sin los materiales plásticos es difícil concebir cómo se podrían haber desarrollado y extendido algunos objetos característicos de la vida moderna (tales como el teléfono, la televisión o los ordenadores) que en las sociedades desarrolladas tanto han ayudado a mejorar el confort y la calidad de vida. De todas las especialidades de la Química Orgánica, la Química de Polímeros destaca tanto por el número de científicos que la desarrollan en el mundo, como por ser la que exige una formación más específica en Química Orgánica. Hasta finales del siglo pasado se consideraba que las substancias de alto peso molecular, que a veces aparecían en los experimentos, eran simplemente el resultado de reacciones fallidas. Desde la segunda guerra mundial se han desarrollado cientos de polímeros. En una primera clasificación, los materiales poliméricos se pueden dividir en dos grandes grupos: los polímeros naturales y los polímeros sintéticos, denominándose estos últimos generalmente como materiales plásticos. Los polímeros son moléculas de gran tamaño formadas por la unión de compuestos orgánicos (monómeros) mediante enlaces covalentes. Por consiguiente, esta investigación estará enfocada en algunos términos relacionados con los polímeros, de los cuales se desarrollaran cada unos de estos puntos de manera clara y concisa, gracia al apoyo de diversas fuentes bibliográficas que sirvieron para recoger un buen contenido sobre este tema. ¿Que son los polímeros? Un polímero puede definirse como un material constituido por moléculas formadas por unidades constitucionales que se repiten de una manera más o menos ordenada. Dado el gran tamaño de estas moléculas, reciben el nombre de macromoléculas. Es decir, que los polímeros son compuestos químicos cuyas moléculas están formadas por la unión de otras moléculas más pequeñas llamadas monómeros, las cuales se enlazan entre sí como si fueran los eslabones de una cadena. Estas cadenas, que en ocasiones presentan también ramificaciones o entrecruzamientos, pueden llegar a alcanzar un gran tamaño, razón por la cual son también conocidas con el nombre de macromoléculas. Habitualmente los polímeros reciben, de forma incorrecta, el nombre de plásticos, que en realidad corresponde tan sólo a un tipo específico de polímeros, concretamente los que presentan propiedades plásticas (blandas, deformables y maleables con el calor).

El tema o cuestión que capta la atención de los científicos al realizar este artículo, es el estudio de la compatibilidad de fibras de origen vegetal como material de refuerzo en polietileno de alta densidad reciclado.

Los compuestos orgánicos son en general sustancias de constitución simple, porque se forman por moléculas con un número muy reducido de átomos.

Un polinomio es una expresión del tipo n P(x) = a n x n + a n-1 x n-1 + … + a 1 x + a 0 = ∑ a k x k k=1 donde a n , a n-1 , … , a 1 , a 0 son los coeficientes del polinomio. n es un número entero no negativo e indica el grado del polinomio. a n es el coeficiente principal ó director y a 0 es el término independiente. * Valores de un polinomio. Cuando sustituimos la variable x por un número determinado, obtenemos un valor de dicho polinomio el que corresponde a ese valor. Por ejemplo, para P(x) = 3x 2 + 2x – 1 el valor correspondiente a x = 1 sería P(1) = 3(1) 2 + 2(1) – 1 = 4 * Polinomio cero. Cuando en un polinomio P(x) = a n x n + a n-1 x n-1 + … + a 1 x + a 0 todos los coeficientes a n son ceros, entonces dicho polinomio recibe el nombre de " polinomio cero ". Un polinomio de este tipo no tiene grado definido. * Clasificación de Polinomios. Los polinomios se clasifican de acuerdo al número de sumandos ó términos que los componen. Así, tenemos monomios: P(x) = c , P(x) = 3x , P(x) = 4x 2 , P(x) = 5x 3 binomios: P(x) = ax + c , P(x) = 3x 4 – x , P(x) = 4x 3 + 3 trinomios: P(x) = ax 2 + bx + c , P(x) = 3x 2 – 2x + 1 , P(x) = 3x 4 – 2x 3 + 5x 2 Después del cuarto término, se denominan genéricamente polinomios.

Antes de 1920, los investigadores químicos más punteros no sólo afirmaban que las macromoléculas no existían, sino que también los productos llamados macromoleculares como las proteínas, los elastómeros de la hevea y la celulosa no podían existir en forma cristalina. Sin embargo, a principios de los años 20, Haworth utilizando técnicas de difracción de rayos X demostró que la celulosa estirada era un polímero cristalino constituido por unidades repetitivas de celobiosa. En 1925, Katz, casi de broma, colocó una goma de caucho natural estirada en un espectrómetro de rayos X y para su sorpresa, comprobó que presentaba un patrón de interferencia típico de una sustancia cristalina. Los polímeros generalmente poseen estructura amorfa (desordenada) como consecuencia del mecanismo seguido en la polimerización que generalmente es radicálico. Sin embargo, bien por la composición química del monómero o por el procedimiento seguido en la polimerización-coordinación y en ocasiones aniónico-el estado cristalino también puede existir en los polímeros. Mientras la cristalinidad en los metales y en las cerámicas implica disposición de átomos e iones, en los polímeros implica la ordenación de moléculas y, por tanto, la complejidad es mayor. La cristalinidad polimérica puede considerarse como el empaquetamiento de cadenas moleculares para producir una disposición atómica ordenada. La estructura cristalina se especifica en términos de celdillas unidad, que ordinariamente son complejas Las substancias moleculares constituidas por pequeñas moléculas (por ejemplo, agua y metano) generalmente son totalmente cristalinas (en estado sólido) o totalmente amorfas (en estado líquido). Las moléculas poliméricas, como consecuencia de su tamaño y de su complejidad, suelen ser parcialmente cristalinas (o semicristalinas) con regiones cristalinas dispersas dentro de un material amorfo. En la región amorfa aparecen cadenas desordenadas o desalineadas, condición muy común debido a las torsiones, pliegues y dobleces de las cadenas que impiden la ordenación de cada segmento de cada cadena. Otros efectos estructurales repercuten en la extensión de la cristalinidad. Las sonas cristalinas son las responsables de la resistencia mecánica y las amorfas están asociadas a la flexibilidad y elasticidad del material Solamente unas pocas familias de polímeros poseen la regularidad estructural suficiente como para cristalizar (orden a larga distancia) y, aún en estos casos, nunca es posible lograr un 100% de estructura cristalina y habrá que definir el grado de cristalización como la fracción del polímero que presenta estructura cristalina con relación al polímero total. El resto será amorfa y, por ello, poseerá una temperatura g T. Aunque algunos polímeros, muy regulares, pueden mostrar grados de cristalización tan altos como el 90%, normalmente, rara vez se supera el 50%. El grado de cristalinidad de los materiales poliméricos puede variar desde completamente amorfo a casi enteramente cristalino (hasta , aproximadamente, un 95%). Las muestras metálicas casi siempre son totalmente cristalinas, mientras que las cerámicas son o totalmente cristalinas o totalmente amorfas. Los polímeros semicristalinos tienen analogía con las aleaciones metálicas bifásicas. La densidad de un polímero cristalino es mayor que la de un polímero amorfo del mismo material y peso molecular, ya que las cadenas de la estructura cristalina están más empaquetadas. La determinación de la proporción del sólido que es cristalino (su cristalinidad) tiene, a menudo, una considerable importancia práctica, ya que una cristalinidad creciente tiene el efecto útil de mejorar propiedades tales como la resistencia y la rigidez, la resistencia a la disolución y la estabilidad dimensional (ablandamiento térmico).