¿Te da curiosidad que son las famosas bolsas, plásticos y demás polímeros que son diferentes pero están hechos con el mismo material?

Los polímeros son esenciales para la vida diaria de los seres humanos para el siglo XXI. Hoy en día son indispensables para todas las áreas de trabajo y muy necesarias para los artículos del hogar. Dentro de las industrias, muchas de ellas necesitan polímeros en el proceso de su producto, y para otras, forman su materia prima.

Polímeros

Tenemos que comenzar definiendo que es un polímero, que significa la palabra Polímero, y como los conocemos en nuestra vida diaria:

Los polímeros son macromoléculas (moléculas muy grandes en cuanto a tamaño) formadas por la unión de enlaces covalentes de una o más moléculas simples llamadas monómeros. Estos forman largas cadenas que se unen entre sí unas con las otras. Los polímeros tienen elevadas masas moleculares, que pueden alcanzar incluso millones de moléculas unidas.

Existen polímeros naturales y polímeros sintéticos hechos por el hombre: El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales y el nailon, el polietileno y la baquelita de polímeros sintéticos. El principal polímero de la naturaleza es la Celulosa es un polímero compuesto exclusivamente de moléculas de glucosa o coloquialmente llamada azúcar. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.

Estos materiales son cadenas largas de muchos monómeros iguales o combinados, principalmente de cadenas de Carbono. Los Carbonos tienen la facilidad de unirse entre ellos mismos y de acuerdo como se unan forman los llamados Alcanos o Alquenos, la base de la Química orgánica. Estos Alcanos, como lo puede ser el Etano y el Propano, que se utilizan como gas de cocina, se trasforman mediante un proceso denominado Polimerización, en cadenas largas de ellos mismos, formando un polímero.

Es decir, todos estamos compuestos por moléculas, que son mezclas de átomos diferentes, estos átomos, tienen una composición específica y tienen la cualidad de unirse con otros para formar moléculas como, por ejemplo, el Agua. Pero el agua está compuesta por muchas moléculas pequeñas, en cambio los polímeros están hechos por muchas moléculas grandes (macromoléculas). Pero estas moléculas no se unen solas, los polímeros sintéticos hechos por el hombre se realizan a través de la polimerización, y una vez ya teniendo esas cadenas gigantes llamadas polímeros, podemos hacer muchas cosas con ellas. Depende de cómo se formen y que uso le quieras dar.

Tipos de polímeros

Ahora, los polímeros tienen una clasificación según su uso, pueden ser:
• Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo, pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo.
• Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.
• Fibras. Presentan alto módulo de elasticidad y baja. extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables
• Plásticos. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Hay que resaltar que el término plástico se aplica a veces incorrectamente para referirse a la totalidad de los polímeros.
• Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo, resistencia a la abrasión.

Plásticos

El término plástico en su significado más general se aplica a objetos que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen, durante un intervalo de temperaturas, propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones.

La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un escaso grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad.

Los plásticos son sustancias químicas sintéticas, denominadas polímeros, de estructura macromolecular que puede ser moldeada mediante calor o presión y cuyo componente principal es el carbono. Estos polímeros son grandes agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado polimerización. Los plásticos proporcionan el balance necesario de propiedades que no pueden lograrse con otros materiales, por ejemplo: color, poco peso, tacto agradable y resistencia a la degradación ambiental y biológica.

Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos son estas: fáciles de trabajar y moldear, tienen un bajo coste de producción, poseen baja densidad, suelen ser impermeables, buenos aislantes eléctricos, aceptables aislantes acústicos, buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas, resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos; algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar y, si se queman, son muy contaminantes.

Cristalización

Es importante introducir el termino de Cristalización, que es lo que pasa internamente en el material cuando se enfría para adquirir la forma y las propiedades que se necesitan.

La cristalización es un proceso químico por el cual, a partir de un gas, un líquido o una disolución, los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal. La cristalización de un polímero es la formación de cristales a partir del enfriamiento del polímero fundido, es decir, al enfriarlo pasa de líquido a sólido, en ese cambio de estado lo que ocurre es que se forman pequeños cristales llamados Esferulitas o lamelas, que crean cristales más largos, cristales que depende de cómo y cuánto % de ellos se formen cambian las propiedades del polímero.

Imágenes de mi autoría tomada en microscopio óptico del laboratorio de la USB

En las figuras anteriores, se presenta el crecimiento “esferulitico” de un polímero, se ve en secuencia como esos círculos de colores van apareciendo poco a poco, si no existe ninguno, estamos totalmente en el material fundido, y a medida que se va enfriando se van formando estos cristales pequeños hasta que chocan unos con otros y dejan de crecer, momento en el cual ya está el polímero totalmente frio o cristalizado, Solido.

Debemos saber que Los polímeros tienen estructuras cristalinas definidas, esta es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio. Y La cristalografía es el estudio científico de los cristales y su formación.

El grupo más pequeño de partículas en el material que constituye el patrón repetitivo nombrado antes es la celda unitaria de la estructura. La célula unitaria define completamente la simetría y la estructura de toda la red cristalina, que se construye mediante la traducción repetitiva de la celda unitaria a lo largo de sus ejes principales. La estructura cristalina y la simetría juegan un papel en la determinación de muchas propiedades físicas, tal como la transparencia óptica.

¡Espero que lo disfruten!
¡Feliz navidad!