Estructura Molecular

La estructura molecular de un plástico consiste de cadenas moleculares muy largas conformadas por unidades que se repiten, denominadas monómeros, enlazadas químicamente. Por lo anterior los químicos y los textos técnicos nos hablan generalmente de polímeros cuando se refieren a los materiales plásticos.

Por ejemplo, la molécula de polietileno está conformada por unidades de monómero de etileno que se repiten.

Como se ha dicho anteriormente, las moléculas poliméricas son muy largas, por lo que se denominan macromoléculas. Los polietilenos comerciales están conformados por una cantidad del orden de 104 monómeros de etileno; por lo que resulta bastante tedioso dibujar o escribir la fórmula química completa, se simplifica la fórmula de las estructuras poliméricas escribiendo la estructura del monómero base encerrada entre corchetes y con el subíndice n para indicar que se repite muchas veces.

Existen dos factores moleculares que gobiernan las propiedades mecánicas de un polímero. El primero es la longitud de la cadena, la cual es proporcional al número de monómeros n, y por ende proporcional al tamaño molecular, o masa molecular relativa . El segundo es la forma de la molécula, que depende de la cantidad de ramificaciones laterales que tenga la cadena principal. Incluso pequeñas variaciones en el número de ramificaciones pueden causar cambios apreciables, por ejemplo, en el módulo elástico y en la tenacidad.

Cuando la cadena polimérica es única y no posee ramificaciones a los costados se habla de polímeros lineales, mientras que si presenta ramificaciones se habla de polímeros ramificados.


Molécula de polietileno lineal

 


Molécula de polietileno ramificado

 

A los materiales que presentan estructuras como las anteriores se les denomina termoplásticos, debido a que al sufrir aumentos de temperatura se reblandecen y llegan a fundirse. Otra clase de polímeros, denominados termofijos , no sufren reblandecimiento al ser calentados. Esto se explica porque su estructura molecular consiste, ya no de cadenas, si no de redes o cadenas entrecruzadas, de tal manera que cuando se aumenta la temperatura, los entrecruzamientos no permiten que el material fluya.

Hay una vasta cantidad de monómeros que pueden formar cadenas poliméricas, en consecuencia hay una amplia variedad de materiales. Los polímeros resultantes están dentro de una de las dos categorías generales, polímeros de adición y polímeros de condensación, dependiendo del mecanismo de polimerización, es decir, de obtención de la cadena.

Cuando la cadena polimérica está conformada por un solo tipo de monómero se habla de homopolímeros, y si está conformada por más de un tipo de monómero se habla de copolímeros .

 

Universidad de Antioquia Universidad de Antioquia