INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE ACAYUCAN

Asignatura: Qumica Macromolecular

Portafolio de Evidencias de la Unidad IIntroduccin y Conceptos Bsicos

Presenta: Christopher Castillo Gutirrez

Grupo: 709-B

Docente: Ing. Juan Manuel Hernndez Espndola

Acayucan, Ver. Septiembre de 2015

ndice

Introduccin31.1 constitucin de macromolculas41.1.1 Cadena principal41.1.2 Cadenas laterales51.2 Principales tipos de macromolculas sintticas.6Polmeros de adicin:7Polmeros de condensacin:71.2.1 Macromolculas de poliadicin.81.2.1.1 Polietileno101.2.1.2 polipropileno121.2.1.3 poliestireno131.2.1.4 policloruro de vinilo141.2.1.5 Poliacetato De Vinilo161.2.1.6 polibutadieno181.2.1.8 poli-cis-isopreno201.2.1.9. Politetrafluorieno221.2.1.10 polialcohol vinlico231.2.1.11 polimetacrilato de metilo241.2.1.12 poliacrilonitrilo261.2.1.13 Poliacrilonitrilo281.2.1.14 policloropreno291.2.2 macromolculas de policondensacion301.2.2.1 poliamidas311.2.2.2 Polisteres341.2.2.3 Poliuretanos351.2.2.4 Resinas fenlicas371.2.2.5 Resinas epoxicas381.2.2.6 poli teres38Conclusin41Bibliografa42

Introduccin En el presente trabajo se muestran los temas de la unidad uno de qumica macromolecular (introduccin y conceptos bsicos) se muestra las definiciones y cada una de las principales macromolculas que hay a nuestro alrededor y que son de muy importancia para la qumica, estudiando su estructura y el procedimiento para llevar acabo su obtencin.Se sabe que laqumica macromoleculares la rama de laQumicaque se encarga de estudiar la preparacin, la caracterizacin, las propiedades y las aplicaciones de las molculas que tienen unamasa molecularelevada, formadas por un grannmerodetomos, llamadasmacromolculas. Generalmente estasmacromolculasse pueden describir como la repeticin de una o unas pocas unidades mnimas omonmeros, las cuales forman lospolmeros. Cuando las molculas se vuelven muy grandes, conteniendo un nmero de tomos encadenados superior a una centena y pudiendo alcanzar valor ilimitado, las propiedades de esas molculas, que se llaman macromolculas, presentan caractersticas propias generales, mucho ms dominantes que las caractersticas que surgen de la naturaleza qumica de los tomos que las constituyen o de los agrupamientos funcionales presentes.

1.1 constitucin de macromolculas Lasmacromolculassonmolculasque tienen una masa molecularelevada, formadas por un gran nmero detomos. Generalmente se pueden describir como la repeticin de una o unas pocas unidades mnimas omonmeros, formando los polmeros.Puedenser lineales o ramificadas.El trmino macromolcula se refiere a las molculas que pesan ms de 10.000 Dalton de masa atmica. Pueden ser tantonaturalescomo sintticas,y algunas de gran relevancia se encuentran en el campo de laqumica.Pueden ser tantoorgnicas comoinorgnicas. Dentro de las molculassintticas se encuentran losplsticos. Son molculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por las repeticiones de una o ms unidades simples llamados "monmeros" unidos entre s mediante enlaces covalentes.1.1.1 Cadena principalLas macromolculas estn constituidas por la repeticin de algn tipo de subunidad estructural. Tradicionalmente se habla de cuatro niveles de estructura en una macromolcula: La estructura primaria: es la secuencia de subunidades (o monmeros) que la forman. La estructura secundaria: hace referencia a la configuracin que adquiere la cadena principal de la macromolcula. Los ejemplos ms caractersticos se encuentran en protenas y cidos nucleicos, por ejemplo la estructura de a-hlice que adoptan muchas cadenas poli peptdicas, las lminasb, el plegamiento prcticamente aleatorio al que se hace referencia con el trmino ovillo al azar, random-coil, polmero flexible. La estructura terciaria:es el plegamiento general que adquiere la macromolcula en el espacio. La estructura cuaternaria:hace referencia a la posible asociacin de ms de una molcula del polmero para formar agregados oligomricos (dmeros, octmeros, etc.).Los mtodos experimentales utilizados en la determinacin estructural de macromolculas no son diferentes de los que se usan en la determinacin estructural de molculas pequeas, y su descripcin queda fuera del alcance de esta asignatura: Todos los mtodos espectroscpicos, incluyendo el Infrarrojo, UV-visible, dicroismo circular, fluorescencia, resonancia de spn electrnico, y la resonancia magntica nuclear se vienen utilizando desde hace dcadas en la elucidacin de la estructura de macromolculas. Especialmente importante ha sido, y lo es actualmente la difraccin de Rayos X, y en los ltimos aos ha adquirido especial relevancia la resonancia magntica nuclear, y los mtodos derivados de la microscopa electrnica, de efecto tnel, y de fuerzas.Aquellas que en disolucin no adoptan una conformacin definida, y que en estado slido forman slidos amorfos, slo parcialmente cristalinos; y aquellas que adoptan configuraciones concretas (a-hlices, lminas b, etc.,), perfectamente definidas, y consecuencia de fuerzas intermoleculares especficas. Al primer tipo pertenecen la mayor parte de los polmeros sintticos, mientras que las macromolculas naturales en estado nativa suelen pertenecer al segundo. Una caracterstica de estas ltimas es que son susceptibles de desnaturalizacin en el laboratorio, convirtindose generalmente en macromolculas del primer tipo, carentes de estructura definida.En lo que se refiere a los pesos moleculares, los polmeros sintticos son generalmente poli dispersos, mientras que en el caso de macromolculas naturales existen las mono dispersas como las protenas, y poli dispersas como los cidos nucleicos y polisacridos.1.1.2 Cadenas lateralesCadenas Laterales de Aminocidos (Grupos R)En las protenas se encuentran hasta 20 tipos de aminocidos diferentes. stos se distinguen por sus cadenas laterales (grupos R), que a su vez se diferencian por sus distintas propiedades fsico-qumicas. Algunas cadenas laterales son polares, aunque no tienen carga. Otras son polares y se encuentran normalmente (a pH fisiolgico) con carga negativa o positiva en disolucin acuosa.Estructura de un cido carboxlico, dondeRes un hidrgenoo una cadena lateral.

Unacadena lateralenqumica orgnicay enbioqumicaes unsustituyenteo grupo qumico unido a ungrupo funcionalo a lacadena principalde unamolcula orgnica. Ungrupo Res una etiqueta genrica para una cadena lateral. Histricamente, las abreviacionesRygrupo-Rprovienen de los trminosradical (qumica)o resto. Enpolmeros, las cadenas laterales se extienden desde una estructuraesqueleto. Enprotenas(compuestas de aminocidos), las cadenas laterales estn ligadas a los tomos alfa delesqueletoamida.1.2 Principales tipos de macromolculas sintticas.Las macromolculas artificiales intervienen en todo aspecto de nuestra vida, de manera que es difcil imaginar un mundo sin polmeros.Tenemos las fibras textiles, zapatos, juguetes, repuestos para automviles, artculos, mdicos, etc. todos estos productos y muchos ms se fabrican completamente o en parte de polmeros, la mayor parte de los materiales derivados del petrleo.Al proceso de formar molculas muy grandes, de alta masa molecular, a partir de unidades ms pequeas se le llamapolimerizacin.La molcula o unidad grande se llamapolmeroy la unidad pequea se denominamonmero.A los polmeros que contienen ms de un tipo de monmero se les llamacopo limeros.Si en la reaccin de polimerizacin se introducen dos monmeros sin ninguna precaucin se obtiene un copo limero al azar en el cual no hay un orden definido de unidades de monmero.Sin embargo, pueden utilizarse reacciones para poner grandes bloques de unidades de un mismo monmero, una sobre otra, en la cadena repetida, los copo limeros de este tipo se denominan polmeros de bloque.Algunos polmeros sinttico se les denomina plstico (que quiere decir capaz de ser moldeado), aunque no todos los polmeros son moldeables ni se pueden re moldear.Polmeros de adicin:Los polmeros de adicin son aquellos producidos por reacciones que permiten obtener longitudes especificas o determinadas, de este tipo de reacciones no se obtiene ningn subproducto.Este tipo de polmeros se forman por algn tipo de mecanismo, el cual puede ser: aninico, catinico, o por radicales libres, segn el tipo de monmero utilizado. Cubriendo en cada caso las tres etapas por las que pasa cualquier polimerizacin: iniciacin, propagacin y terminacin.Iniciacin:Formacindel intermedio reactivo, en este caso un radical libre. El radicaliniciadorse aade al monmeroinsaturadode la etapa deiniciacinpara generar el monmero de radical libre.Propagacin:Enesta etapatiene lugar unaadicinconsecutiva del monmero para constituir la cadena que va creciendo. El valor denestableceel peso molecular delpolmero.Terminacin:Esta interrumpe la cadena que crece y terna con la reaccin de polimerizacin el acoplamiento de dos radicales libres puede resultar en la terminacin de la cadena Se puede crear una gran diversidad de polmeros de adicin a partir de monmeros parecidos al etileno, al reemplazar uno o ms tomos de hidrogeno en el etileno, se obtienen varias series de polmeros tiles como el poli cloruro de vinilo, el poliacrilonitrilo y el poli estireno.Polmeros de condensacin:En una reaccin de polimerizacin por condensacin se unen dos molculas condensadas y una pequea molcula, ya sea de agua o de alcohol, se suprime o elimina.Para que una polimerizacin de condensacin forme materiales de peso molecular muy elevado, la reaccin debe tener lugar una y otra vez de manera repetida.En esta consecuencia los monmeros utilizados en este tipo de polimerizacin tienen dos o ms grupos funcionales que pueden entrar en reaccin para formar la cadena de polmero.

Los polmeros son materiales amorfos que no presentan fases cristalinas bien definidas con puntos de fusin definidos, sino que se ablandan durante un intervalo de temperaturas. Aunque los polmeros se clasifican como amorfos, tiene cierta proporcin de ordenamiento o cristalinidad.Los materiales termoplsticos que soportan el calor constan de cadenas lineales independientes de largas molculas de polmero. Las cadenas individuales son flexibles y pueden asumir formas complejas. Las lineales ms sencillas se suelen complicar al ramificarse.Los materiales polimricos termoestables tienen enlaces qumicos que entrecruzan a las cadenas del polmero, en esta macromolcula con el valor den,las cadenas pueden ser de 20 mil hasta 100 mil monmeros, cuanto mayor sea la densidad de enlaces entrecruzados por unidad de volumen del material, ms rgido ser este.1.2.1 Macromolculas de poliadicin.Lapoliadicinse produce entre monmeros con enlaces dobles o triples. Al igual que en el caso anterior, en el monmero debe haber, como mnimo, dos enlaces no saturados, pues si slo hay uno, no se produce polimerizacin. Cuanto mayor es el grado de insaturacin del monmero, ms fcilmente se polimeriza. El mecanismo de la polimerizacin por adicin comprende dos etapas:1.)Apertura del enlace no saturado y formacin de un radical mediante la absorcin de energa.2.)Reaccin de adicin del radical con otro monmero, formndose un nuevo radical y repitindose el proceso.Ejemplo:Formacin del caucho por poliadicin de molculas de isopreno (2 metil butadieno).Al unirse dos molculas de isopreno se rompe uno de los dobles enlaces de la primera y se reorganizan los tomos dando la siguiente molcula:

De la misma manera, a partir de n molculas de isopreno se forma el caucho:

Las sustancias con macromolculas de cadena lineal son, generalmente, fciles de moldear cuando se calientan. Se llaman, por esta razn,termoplsticas. Por el contrario, las sustancias con macromolculas tridimensionales tienen gran resistencia a reblandecerse por el calor. Se dice que son sustanciastermoestables.Algunos polmeros importantesLa siguiente tabla muestra algunos otros polmeros importantes de gran trascendencia en la industria actual:Nombre cientficoFrmula de la molcula fundamentalPropiedades y aplicaciones

PolietilenoAisladores elctricos. Muy resistentes a los productos qumicos; se usa en la fabricacin de envases.

PoliestirenoTransparente como el vidrio. Artculos de consumo: electrotecnia, lentes pticas, lacas. Soluble en benceno

Cloruro de poliviniloPolvo blanco muy duro. Artculos prensados, masillas, aislamientos de cables, tubos, mangueras. Recubrimientos sobre tejidos y papel.

PolitetrafluoretenoMasa blanca y dura difcil de trabajar y muy resistente a los reactivos qumicos. Tubos, masillas, recubrimientos antiadherentes.

steres del cido poliacrlicoTransparente como el vidrio y parecido a la goma. Blando, pastoso. Impregnaciones, pegamentos.

steres del cido polimetacrlicoTransparente como el vidrio, duro y frgil. Varillas, tubos, ventanas laterales y posteriores de los coches, lentes de gafas.

PoliacrilonitriloFibras artificiales anlogas a la lana. Muy estables y resistentes.

1.2.1.1 PolietilenoEl polietileno o polieteno (abreviado PE) es el plstico ms comn. La produccin anual es de aproximadamente 80 millones de toneladas mtricas. Su uso principal es el de embalajes (bolsas de plstico, lminas y pelculas de plstico, geomembranas, contenedores incluyendo botellas, etc.) Muchos tipos de polietileno son conocidos, pero casi siempre presenta la frmula qumica (C2H4)nH2. El PE es generalmente una mezcla de compuestos orgnicos similares que difieren en el valor de n.

Estructura qumica y sntesisUna molcula del polietileno no es nada ms que una cadena larga de tomos de carbono, con dos tomos de hidrgeno unidos a cada tomo de carbono.

A menudo, con el fin de abreviar la escritura se representa de la siguiente forma:

A veces algunos de los carbonos, en lugar de tener hidrgenos unidos a ellos, tienen asociadas largas cadenas de polietileno. Esto se llama polietileno ramificado, o de baja densidad, o LDPE. Cuando no hay ramificacin, se llama polietileno lineal, o HDPE. El polietileno lineal es mucho ms fuerte que el polietileno ramificado, pero el polietileno ramificado es ms barato y ms fcil de fabricar.

El polietileno se obtiene a partir del monmero etileno (nombreIUPAC: eteno). Tiene la frmula C2H4, que consiste en un par de grupos metilenos (CH2) conectadas por un enlace doble.

Debido a que los catalizadores son altamente reactivos, el etileno debe ser de gran pureza. Las especificaciones tpicas son