Química d'polímero
La química d'polímero és una subdisciplina de la química que se centra en la síntesis química, l'estructura, les propietats químiques i físiques dels polímeros i les macromoléculas. Els principis i métodos utilisats per als polímero en química són comunes a les subdisciplinas de la química, química analítica i química física. Molts materials tenen estructures polimèriques, des de metalés i ceràmicas totalment inorgàniques fins a ADN i unes atres molècules biològiques, no obstant, la química d'polímero es fa referència típicament en el context de composicions orgàniques sintètiques. Els polímero sintètics són omnipresents en els materials comercials i en els productes d'us quotidià, comunament coneguts com plàstics, gomes i composts . La química d'polímero també es pot incloure en els camps més amplis de la ciència dels polímero o inclús de la nanotecnología , i abdós poden descriure's com que comprenen la física de polímero i l'ingenieria d'polímero.[1][2][3][4]
Polímero i les seues propietats
[editar | editar còdic]
Els polímero són composts d'alt pes molecular formats per polimerisació de monòmers . La molècula reactiva simple de la qual es deriven les unitats estructurals repetitives d'un polímero es diu monòmer. Un polímero es pot descriure de moltes maneres: el seu grau de polimerisació, distribució de massa molar, tàctica , distribució de copolímer, grau de ramificació, pels seus grups finals, reticulaciones, cristalinidad i propietats tèrmiques, com la seua temperatura de transició vítrea i temperatura de fusió. Els polímero en solució tenen característiques especials sobre la solubilidad , viscosidad i gelificación. Per a ilustrar els aspectes quantitatius de la química d'polímero, es presta especial atenció als pesos moleculars promig en número i pese promig i , respectivament
La formació i les propietats dels polímero han segut racionalisades per moltes teories que inclouen la teoria de Scheutjens-Fleer, la teoria de la solució de Flory-Huggins, el mecanisme de Cossee-Arlman, la teoria del camp d'polímero, la teoria de la nucleación de Hoffman, la teoria de Flory-Stockmayer i molts uns atres.
Els polímero poden subdividirse en biopolímers i polímero sintètics segons el seu orige. Cada una d'estes classes de composts es pot subdividir en categories més específiques en relació en el seu us i propietats.
Els biopolímers són els materials estructurals i funcionals que comprenen la major part de la matèria orgànica en els organismes. Una classe important de biopolímers són les proteïnas, que es deriven dels aminoàcits. Els polisacàrits, com la celulosa, la quitina i l'almidó , són biopolímers derivats dels sucres. Els àcits nucleicos, ADN i ARN es deriven de sucres fosforilados en nucleòtits colgantes que transporten informació genètica.
Els polímero sintètics són els materials estructurals que es manifesten en plàstics, fibres sintètiques, pintures, materials de construcció, mobles, peces mecàniques i adhesius. Els polímero sintètics es poden dividir en polímero termoplàstics i plàstics termoestables. Els polímero termoplàstics inclouen polietileno , teflón , poliestireno , polipropileno , polièster , poliuretano , poli (metacrilato de metilo) , clorur de polivinilo , nylons i rayón . Els plàstics termoestables inclouen caucho vulcanizado , baquelita , Kevlar i poliepóxido. Casi tots els polímero sintètics es deriven de productes petroquímics .
Composició
[editar | editar còdic]Els polímero són components principals dels materials composts , com la fibra de carbono - epoxi .
Història
[editar | editar còdic]El treball d'Henri Braconnot en 1777 i el treball de Christian Schönbein en 1846 varen dur al descobriment de la nitrocelulosa , que, quan es va tractar en alcamfor, va produir celuloide. Dissolt en éter o acetona, és colodión, utilisat com a apòsit per a feridas des de la Guerra Civil de els Estats Units . L'acetat de celulosa es va preparar per primera volta en 1865. En els anys 1834-1844, es va trobar que les propietats del caucho ( poliisopreno ) varen millorar en gran mida en calfar en sofre, per lo que es va trobar el procés de vulcanización.
En 1884, Hilaire de Chardonnet va començar la primera planta de fibra artificial a pur de celulosa regenerada, o rayón de viscosa, com a substitut de la seda, pero era molt inflamable.[5] En 1907, Leo Baekeland va inventar el primer polímero sintètic, una resina de fenol - formaldehit termoestable cridada baquelita . Casi al mateix temps, Hermann Leuchs va informar sobre la síntesis d'aminoàcits N-carboxianhídridos i els seus productes d'alt pes molecular despuix de la reacció en nucleófilos, pero no va aplegar a referir-se a estos com a polímero, possiblement per les fortes opinions expostes per Emil Fischer, la seua resposta directa. supervisor, negant la possibilitat de que qualsevol molècula covalente supere els 6,000 daltons.[6] L'celofán va ser inventat en 1908 per Jocques Brandenberger, qui va tractar làmines de rayón de viscosa en àcit.[7]
- Figures destacades en química d'polímero
-
Hermann Staudinger , pare de la química d'polímero.
-
Wallace Carothers , inventor del nylon.
-
Stephanie Kwolek , inventora de Kevlar .
El químic Hermann Staudinger va propondre per primera volta que els polímero consistien en llargues cadenes d'àtoms units per enllaços covalente , que va denominar macromoléculas. El seu treball va ampliar la comprensió química dels polímero i va ser seguit per una expansió del camp de la química dels polímero durant la qual es varen inventar materials polimèrics com el neopreno, el nailon i el polièster. Abans de Staudinger, es pensava que els polímero eren agrupacions de chicotetes molèculas ( coloides ), sense pesos moleculars definits, unides per una força desconeguda. Staudinger va rebre el Premi Nobel de Química en 1953. Wallace Carothers va inventar el primer caucho sintètic cridat neopreno en 1931, el primer polièster , i va inventar el nylon , una verdadera tongada de la seda, en 1935. Paul Flory va ser guardonat en el Premi Nobel de Química en 1974 pel seu treball sobre configuracions de bobines a l'encert d'polímero en solució en la década de 1950. Stephanie Kwolek va desenrollar un aramida o nailon aromàtic cridat Kevlar , patentat en 1966. Karl Ziegler i Giulio Natta varen rebre un Premi Nobel pel seu descobriment de catalisadors per a la polimerisació d'alquenos . Alan J. Heeger , Alan MacDiarmid i Hideki Shirakawa varen rebre el Premi Nobel de Química 2000 pel desenroll de poliacetileno i polímero conductors relacionats.[8] El poliacetileno en sí mateixa no va trobar aplicacions pràctiques, pero els diodos orgànics emissors de llum (OLED) varen sorgir com una aplicació d'polímero conductors.[9]
Els programes d'ensenyança i investigació en química d'polímero es varen introduir en la década de 1940. Un Institut de Pell Makromolekulare Chemie va ser fundat en 1940 en Friburgo, Alemània, baix la direcció de Staudinger. En Amèrica, un Institut d'Investigació d'Polímero (PRI) va ser establit en 1941 per Herman Mark en l'Institut Politècnic de Brooklyn (ara Institut Politècnic de l'Universitat de Nova York ).
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «The Macrogalleria: A Cyberwonderland of Polymer Fun» (en en). www.pslc.ws. Consultat el 1 d'agost de 2018.
- ↑ Young, R. J. (1987) Introduction to Polymers, Chapman & Hall ISBN 0-412-22170-5
- ↑ 1933-, Odien, George G.,. Principles of polymerization, Fourth edició, Hoboken, N.J.. OCLC 54781987. ISBN 9780471478751.
- ↑ Hans-Heinrich Moretto, Manfred Schulze, Gebhard Wagner (2005) "Silicones" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a24_057
- ↑ «The Early Years of Artificial Fibres». The Plastics Historical Society. Consultat el 5 de setembre de 2011.
- ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
- ↑ «History of Cellophane». about.com. Archivat des d'el original, el 2 de juny de 2020. Consultat el 5 de setembre de 2011.
- ↑ «The Nobel Prize in Chemistry 2000». Consultat el 2 de juny de 2009.
- ↑ Nature.397(6715)
- 121–128.doi:10.1038/16393.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Química de polímeros» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.