Polímero
Un polímero (del grec: πολυς [polys] «molt» i μερος [mers] «part» o «segment») és una substància composta per grans molècules, o macromoléculas (generalment orgàniques) formades per l'unió per mig d'enllaços covalente d'una o més unitats simples cridades monòmers.[2]
Per la seua gran varietat de propietats, tant els polímero sintètics com els naturals eixerciten un paper essencial en les nostres vides.[3] Els polímero comprenen tant als plàstics sintètics que tots coneixem, com el polietileno, aixina com els biopolímers naturals com el ADN i les proteïnas, que són fonamentals per a l'estructura i funcionament biològic.
El poliisopreno (del hule o caucho), és un eixemple d'un polímero natural, i el poliestireno (de la bromera o empaques de poliestireno) és un eixemple d'un polímero sintètic. En un context biològic, essencialment totes les macromolécula, per eixemple: les proteïnas (poliamidas), àcits nucleicos (polinucleótidos) i polisacàrits, estan compostes en gran part per polímero.
Els polímero naturals i sintètics són creats a partir de la polimerisació de varis monòmers. El seu gran massa molecular en comparació a atres molècules de menor talla li aporta (als polímero) propietats físiques úniques que inclouen durea, alta elasticitat, visco elasticitat i una tendència a formar estructures amorfas i/o semi-cristalines en lloc de cristalés.
El terme de «polímero» va ser propost en 1833 per Jöns Jacob Berzelius, en una definició distinta a la definició moderna de la IUPAC.[4] El concepte actual d'polímero com a estructures macromoleculares unides de manera covalente va ser propost en 1920 per Herman Staudinger;[5] qui va dedicar una década a buscar proves experimentals per a sustentar esta hipòtesis.[6]
Els polímero són estudiats en els camps de ciència d'polímero (que inclou la química d'polímero i física d'polímero), la biofísica i la ciència de materials i ingenieria. Històricament, els productes que resulten de l'unió d'unitats repetitives per mig d'enllaços covalente han segut l'enfocament principal de la ciència d'polímero. No obstant, actualment un àrea emergent d'investigació se centra en polímero supramoleculares que es formen a través d'enllaços no covalente.
Eixemples comuns
[editar | editar còdic]
Els polímero poden ser classificats en dos grups: aquells formats per la naturalea i els sintètics. Els polímero naturals com el cànem, la goma laca, el àmbar, la llana, la seda i el hule natural han segut utilisats des de fa sigles pel ser humà. Una atra varietat d'polímero naturals que existix és per eixemple la celulosa, la qual és el component principal de la fusta i el paper.
La llista de polímero sintètics, d'acort en la seua orde de demanda mundial, inclou al polietileno, polipropileno, poliestireno, clorur de polivinilo, hules sintètics, la resina de fenol-formaldehit (baquelita), neopreno, nailon, poliacrilonitrilo, butiral de polivinilo, la silicona i molts més. Més de 330 millons de tonellades d'estos polímero són fabricats cada any (2015).[7]
Usualment, l'esquelet dels polímero de plàstics consistix principalment d'àtoms de carbono. Un eixemple és l'polietileno, el qual la seua unitat de repetició és el monòmer etileno. Existixen també atres tipos d'esquelets, per eixemple, que en integrar elements com el silici formen materials com la silicona, presents en el silly putty, i selladores impermeables. El oxigen també pot trobar-se present en els esquelets polimèrics, tals com en el polietilenglicol, els polisacàrits (en enllaços glucosídicos) i en el ADN (en enllaços fosfodiéster).
Història
[editar | editar còdic]Els polímero són la base d'alguns dels primers materials utilisats, com la fusta i les fibres vegetals, el cuiro, els tendons animals, la llana, la seda i la celulosa, etc. S'han amprat profusamente i han tingut molta importància a lo llarc de l'història, encara que es va tardar molt en saber la seua composició i la forma de sintetisar-los artificialment. La noció d'macromolécula es va presentar tardíamente en la història de la química. Encara que presagiada per Wilhelm Eduard Weber, i inclús per Henri Braconnot a principis de el XIX, molts investigadors les veen com agregats o micela. El terme «polímero» es va utilisar per primera volta en 1866 per Marcellin Berthelot.[8]
Abans de saber gran cosa sobre ells, varen començar a aparéixer a mitan de el XIX els primers polímero sintètics obtinguts a partir de la modificació dels polímero naturals en la finalitat de millorar les seues propietats físiques per a poder usar-los. En 1839, Charles Goodyear va modificar el hule calfant-ho en sofre, ya que era fràgil a temperatures baixes i pegajoso a altes temperatures. El hule es va convertir en caucho vulcanizado, una substància resistent a un ampli marge de temperatures. El nitrat de celulosa es va sintetisar accidentalment en l'any 1846 pel químic Christian Friedrich Schönbein i en 1868, John W. Hyatt va sintetisar el celuloide a partir de nitrat de celulosa. Un atre acontenyiment que va contribuir al desenroll continu dels polímero va ser la modificació de la celulosa que va permetre el sorgiment de les fibres sintètiques cridades rayones.
Posteriorment el químic belga Leo Hendrik Baekeland va desenrollar en 1907[9] el primer polímero totalment sintètic, la baquelita, un material molt durador que per provindre de materials de baix cost, com el fenol i el formaldehit, va aplegar a tindre gran èxit durant cert temps. Atres polímero importants es varen sintetisar en els anys següents, per eixemple el poliestireno (PS) en 1911 o el policloruro de vinil (PVC) en 1912.
No obstant, en independència dels alvanços en l'aplicació industrial dels polímero, no es tenia molta informació sobre la seua estructura. En 1922, el químic alemà Hermann Staudinger va començar a estudiar els polímero i en 1926 va expondre la seua hipòtesis de que es tractava de llargues cadenes d'unitats menudes unides per enllaços covalente. Va propondre les fòrmules estructurals del poliestireno i del polioximetileno, tal com es coneixen actualment, com a cadenes moleculars jagantes formades per l'associació per mig d'enllaç covalente de certs grups atòmics cridats «unitats estructurals». Este concepte es va convertir en «fonament» de la química macromolecular solament a partir de 1930, quan va ser acceptat àmpliament i va contribuir al desenroll de la química dels polímero, tant sintètics com a naturals. En 1953 va rebre el Premi Nobel de Química pel seu treball.
L'idea de les macromolécula va ser recolzada i desenrollada anys més vesprada per Wallace Carothers, que treballava en l'empresa DuPont des de 1928 i que va establir un gran número de nous polímero: polièsterés, poliamidas, neopreno, etc.
El desenroll industrial posterior de la ciència macromolecular es va vore accelerat per la Segona Guerra Mundial. Els Estats Units es varen vore privats, quan varen entrar en guerra, del seu suministrament de caucho natural des del surest d'Àsia. Per això varen posar en marcha un vast programa d'investigació per a trobar caucho sintètic.
En els anys 1950 l'alemà Karl Ziegler i l'italià Giulio Natta varen desenrollar els catalisadors de Ziegler-Natta i varen obtindre el Premi Nobel de Química en 1963. Un atre Premi Nobel de Química va ser concedit pels seus estudis d'polímero a Paul J. Flory en 1974.
En la segona mitat de el XX es varen desenrollar nous métodos d'obtenció, polímero i aplicacions. Per eixemple, catalisadors metalocénicos, fibres d'alta resistència, polímero conductors (en 2000 Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid i Hideki Shirakawa varen rebre el Premi Nobel de Química pel desenroll d'estos polímero), estructures complexes d'polímero, polímero cristals líquits, etc.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ “AFM Single Molecule Experiments at the Solid-Liquid Interface: In Situ Conformation of Adsorbed Flexible Polyelectrolyte Chains” (2005). Journal of the American Chemical Society 127 (45): 15688–15689. doi:. PMID 16277495.
- ↑ «polymer | Description, Examples, & Types» (en en). Encyclopedia Britannica. Consultat el 10 de juliol de 2020.
- ↑ McCrum, N. G.; Bucknall, C. B., {{{nom2}}} (1997). Principles of polymer engineering, 2nd ed edició, Oxford University Press. OCLC 36681710. ISBN 0-19-856527-5.
- ↑ Journal of Chemical Education.85(5)
- 624.ISSN 0021-9584.doi:10.1021/ed085p624.Consultat el 13 de juliol de 2020.
- ↑ Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series).53(6)
- 1073–1085.doi:10.1002/cber.19200530627.Consultat el 13 de juliol de 2020.
- ↑ Allcock, H. R.; Mark, James E., 1934-, {{{nom2}}} (2003). Contemporary polymer chemistry., 3rd ed. edició, Pearson/Prentice Hall. OCLC 51096012. ISBN 0-13-065056-0.
- ↑ Rosato, Donald V. Rosato, Marlene G. Schott, Nick R., 1939- (2012). Plastics technology handbook. manufacturing, composites, tooling, auxiliaries, Momentum Press. OCLC 826719848. ISBN 978-1-60650-084-2.
- ↑ Service de Sciences dones Polymères. «Printemps dones Sciences 2010 - Els polymères - Université lliure de Bruxelles» (en fr) (pdf). Archivat des d'el original, el 5 d'agost de 2016. Consultat el 3 de novembre de 2015.
- ↑ ACS
- Este artícul conté una traducció derivada de «Polímero» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.