Qu es un polmero?Los compuestos orgnicos que se han estudiado son, en general, cuerpos de constitucin sencilla, pues estn formados por molculas conteniendo un nmero relativamente pequeo de tomos y solamente en el caso de ciertos productos naturales como las protenas, polisacridos, resinas naturales, gomas, etc., las substancias caso por la polimerizacin o de adicin, de molculas mas sencillas.Los polmeros, que en muchos casos se parecen a las resinas naturales al no tener punto de fusin determinado y en irse reblandeciendo cuando se las calienta dentro de un cierto intervalo de temperatura.

Caractersticas generales.El polipropileno es uno de esos polmeros verstiles que andan a nuestro alrededor. Cumple una doble tarea, como plstico y como fibra. Como plstico se utiliza para hacer cosas como envases para alimentos capaces de ser lavados en un lavaplatos. Esto es factible porque no funde por debajo de 160 oC. El polietileno, un plstico ms comn, se recalienta a aproximadamente 100oC, lo que significa que los platos de polietileno se deformaran en el lavaplatos. Como fibra, el polipropileno se utiliza para hacer alfombras de interior y exterior, la clase que usted encuentra siempre alrededor de las piscinas y las canchas de mini-golf. Funciona bien para alfombras al aire libre porque es sencillo hacer polipropileno de colores y porque el polipropileno, a diferencia del nylon, no absorbe el agua. Estructuralmente es un polmero vinlico, similar al polietileno,slo que uno de los carbonos de la unidad monomrica tiene unido un grupo metilo. El polipropileno se puede hacer a partir del monmero propileno, por polimerizacin Ziegler-Natta> y por polimerizacin catalizada por metalocenos.

UNIDAD I PESO MOLECULAR Y CARACTERIZACION DE MACROMOLECULAS.

Peso molecularSe define el peso molecular como la suma de los pesos atmicos de todos los tomos componentes de la molcula. En la de todos los compuestos no polimricos el peso molecular es un valor conocido y constante. En altos polmeros, las molculas individuales varan ampliamente en el nmero de tomos que contienen y, por ello, en el peso molecular. A causa de esta variacin debe usarse un promedio para caracterizar una muestra particular de un polmero.

PESO MOLECULAR PROMEDIO La variable que define fundamentalmente las propiedades fsicas y qumicas de un polmero es su peso molecular. Sin embargo, en estos materiales el peso molecular queda determinado por circunstancias aleatorias que dependen de una gran cantidad de variables. El resultado es la obtencin de un producto final formado por macromolculas de distinta longitud. Existe, por lo tanto, una distribucin estadstica de pesos moleculares ms o menos estrecha que depende de los mtodos de sntesis. A los polmeros que presentan dicha distribucin de pesos moleculares se les denomina POLIDISPERSOS. Solamente las macromolculas biolgicas como protenas y cidos nucleicos sintetizadas de manera especfica por organismos vivos son MONODISPERSAS ya que presentan un peso molecular definido. Una caracterizacin completa del polmero requiere conocer exactamente la distribucin de pesos moleculares en la muestra. Las tcnicas utilizadas para conocerla son el FRACCIONAMIENTO y la CROMATOGRAFA DE EXCLUSIN POR TAMAOS (SEC), tambin llamada CROMATOGRAFA POR PERMEACIN DE GEL (GPC). Sin embargo, en muchos casos, es suficiente con recuirir a otras tcnicas experimentales que nos permiten conocer un valor promedio del peso molecular del polmero que ser diferente segn el mtodo de anlisis empleado. As, hay mtodos experimentales que miden el nmero de molculas de una masa determinada. De esta manera, se obtiene el PESO MOLECULAR PROMEDIO EN NMERO (Mn) que corresponde a los valores obtenidos por ebulloscopa, crioscopa y osmometra. Todas estas tcnicas se realizan con disoluciones diluidas y los resultados corresponden al nmero de molculas disueltas en la unidad de volumen de disolucin. Otros mtodos experimentales dan una media ponderada de las fracciones en peso de las molculas de un determinado tamao, es decir, el PESO MOLECULAR PROMEDIO EN PESO (Mw) que corresponde a los valores obtenidos por visco simetra de disoluciones diluidas y medidas de dispersin de la luz.

Si llevamos los valores de Mn y Mw sobre una curva de distribucin de pesos moleculares se comprueba que, para los polmeros tpicos, Mn queda cerca del mximo de distribucin ponderal. En cuanto a Mw, como las molculas pesadas se ven favorecidas a la hora de promediar, resulta igual o mayor que Mn. Mw es muy sensible a la presencia de especies de alto peso molecular. Por su parte Mn est influido por las cadenas polimricas de menor peso molecular.

Los dos promedios mas comnmente usados son el peso molecular promedio (Mn) y peso molecular promedio en peso (Mw).

Para hallar el peso molecular promedio "Mn", tambin llamado peso molecular promedio numrico se encuentra la masa total de las cadenas polimricas que hay y se divide entre el nmero de cadenas presentes.

En cambio el peso molecular promedio en peso (Mw) cada molcula o cadena contribuye a la medida final de acuerdo con su tamao. Esta medida es ms sensible al nmero de molculas pesadas que el peso molecular promedio el cual slo depende del nmero total de partculas. El valor del promedio Mw ser ms grande que el correspondiente Mn para cualquier muestra heterognea; en caso de tener una muestra homognea los valores sern iguales.

Otro promedio importante es el PESO MOLECULAR PROMEDIO VISCOSO (Mv) que se obtiene por medidas de viscosidad de disoluciones de polmeros.Las mediciones de Mv se basan en la capacidad que presentan las macromolculas de aumentar considerablemente la viscosidad de los lquidos en los que estn disueltos, incluso a pequeas concentraciones. Para una misma concentracin de un polmero determinado la viscosidad aumenta con el peso molecular de las cadenas. En un polmero poli disperso se cumple que Mn menor Mv menor Mw

INDICE DE POLIDISPERSION O POLIDISPERSIVIDAD

Una popular medida del ancho de la distribucin es la relacin entre el peso molecular promedio numrico y el peso molecular promedio (IP) IP = Mw/Mn

Cuando el polmero es homogneo (todas las cadenas son iguales) el ndice de polidispersividad es igual a 1. En los polmeros comerciales el IP vara entre 2 y 40Generalmente, los polmeros con ndice de polidispersidad prximo a la unidad presentan mejores propiedades que aqullos que poseen un ndice mucho mayor que la unidad. En una misma distribucin, las especies de bajo peso molecular pueden actuar como plastificantes ablandando el material y no contribuir en absoluto a la resistencia mecnica del polmero. Por su parte, las especies de alto peso molecular elevan la viscosidad del polmero en estado fundido y, de esta manera, aumentan las dificultades en los procesos de conformado. Por estos motivos se debe poner especial atencin en la caracterizacin de la distribucin de pesos moleculares de un polmero.CROMATOGRAFA DE EXCLUSIN Las tcnicas cromatografas estn basadas en la separacin de los componentes de una mezcla, aprovechando la distribucin de dichos componentes entre dos fases: la fase mvil y la fase estacionaria. Generalmente, mediante el empleo de una columna que contiene la fase estacionaria, los compuestos a separar son arrastrados por la fase mvil y son analizados a su paso por el detector. Si la fase mvil es un gas, da lugar a la cromatografa de gases, mientras que si es un lquido, se denomina cromatografa lquida. La cromatografa de exclusin es un tipo de cromatografa lquida en la cual la fase estacionaria es slida y la fase mvil es lquida. Se utiliza el trmino de Cromatografa de exclusin poramao. Tambin se denomina cromatografa de permeabilidad sobre gel (GPC) o de permeacin en gel. Su principal aplicacin es la separacin de las molculas en funcin de su tamao con la finalidad de estudiar el peso molecular y distribucin de los polmeros3). El inicio de esta tcnica se estableci a partir de la preparacin de microesferas de geles de compuestos orgnicos y biolgicos solubles en agua, los cuales se aplicaron a la separacin de polmeros disueltos en disolventes orgnicos utilizando un relleno de poliestireno. En consecuencia, la tcnica se denomin permeabilidad en gel (GPC). Actualmente esta tecnologa es rpida y permite trabajar a presiones elevadas mediante el empleo de nuevos rellenos con una distribucin de poros muy precisa y una resistencia mecnica apropiada para altas presiones. Las principales caractersticas de esta tcnica cromatografa son: Fase estacionaria es inerte, por lo que la columna no se desactiva. La muestra no interacciona qumicamente con la fase estacionaria, ni con la fase mvil. Los solutos son generalmente sustancias de peso molecular elevado (mayores de 2000). Dependiendo de su medida y estructura, stos se retienen o se Eluyen a travs de la columna. Espectroscopa de resonancia magntica nuclear Los espectrmetros de resonancia magntica nuclear (RMN), permiten medir la absorcin de energa de unos ncleos determinados, como por ejemplo, los de hidrgeno o los de carbono. Utilizan magnetos muy potentes e irradian la muestra con radiacin electromagntica en la regin de radiofrecuencia. Los espectrmetros de resonancia magntica nuclear generalmente estn diseados de manera que irradian al compuesto con una energa electromagntica de frecuencia constante mientras se vara la fuerza del campo magntico. Cuando el campo magntico alcanza una determinada fuerza, los ncleos absorben energa y se produce la resonancia. Esto genera una pequea corriente elctrica en una bobina que rodea a la muestra. El instrumento amplifica esta corriente y la presenta como una seal (un pico o una serie de picos) sobre una hoja de papel. La fuerza del campo magntico se mide a lo largo de la parte inferior de los espectros en una escala delta () en unidades de partes por milln (ppm). En esta escala se representan los desplazamientos qumicos de los ncleos estudiados respecto a la seal de un grupo de referencia. Dicha seal aparece en = 0 ppm y se debe al compuesto que se adiciona a la muestra para permitir la calibracin del instrumento. La posicin o desplazamiento de cada seal est relacionado con el tipo de grupo funcional al que est asociado el ncleo al que se refiere. En la actualidad existen dos tipos generales de espectrmetros de resonancia magntica nuclear, los espectrmetros de onda continua (cw) y los espectrmetros de impulsos o transformada de Fourier (FT NMR). Los primeros estudios se realizaron con espectrmetros de onda continua. Sin embargo, hacia 1970 aparecieron en el mercado los de impulsos de transformada de Fourier, que los han ido sustituyendo, a pesar de su elevado coste, al proporcionar campos magnticos mucho ms potentes y estables. En el caso de los polmeros, esta tcnica permite determinar los productos de reaccin, la presencia de grupos terminales y las posibles ramificaciones. Adems, la presencia de grupos terminales en el espectro puede utilizarse para determinar el peso molecular (Mn) de los polmeros. Por ltimo, tambin resulta til en el seguimiento de la degradacin de polmeros. La aparicin de nuevas seales o la disminucin de la intensidad de otras existentes en el espectro del polmero sin degradar permite conocer el avance de la degradacin.