Definición de acrilonitrilo y términos básicos
Tome su gorra de conductor y suba a bordo: estamos a punto de partir hacia el mundo de la química de trenes. Fíjese bien en el tren en el que está subiendo y podrá notar que el tren está formado por varios vagones. En química, estos vagones de tren son similares a los monómeros , que son moléculas que pueden unirse a otras moléculas. Cuando todos esos vagones de tren, o monómeros, se enganchan, forman un polímero o una molécula formada por un montón de monómeros. En química de trenes, todos esos vagones de tren (monómeros) forman un tren (polímero).
A veces, los vagones del tren son todos iguales y, a veces, diferentes. Cuando son diferentes, el polímero se llama copolímero , lo que significa que diferentes monómeros se unen para formar un polímero.
Finalmente, la forma en que se unen los vagones del tren se llama polimerización , que describe cómo reaccionan los monómeros, formando así un polímero.
Al igual que hay muchos tipos diferentes de vagones y trenes, hay muchos tipos diferentes de monómeros y polímeros. Nuestro enfoque aquí estará en un monómero llamado acrilonitrilo , que forma polímeros que se pueden utilizar para fabricar plásticos, cauchos, fibras sintéticas y fibras de carbono. El acrilonitrilo está formado por un grupo vinilo y un grupo nitrilo.
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Polimerización
Antes de profundizar en algunos de los polímeros y copolímeros de acrilonitrilo, repasemos cómo se juntan los monómeros. En otras palabras, cómo se enganchan todos los vagones del tren.
Monómeros y Polímeros: Definición, diferencia y ejemplos
Emulsión
En la polimerización en emulsión, se coloca un monómero en un líquido, como agua, junto con un tensioactivo. Un lado del tensioactivo es hidrófilo (se disuelve en agua) y un lado es hidrófobo (insoluble en agua). Debido a esta estructura, se forman micelas, con los extremos hidrófobos apuntando hacia adentro y los extremos hidrófilos apuntando hacia afuera.
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Cuando se agregan los monómeros, algunos llegarán a la micela, y ahí es donde tendrá lugar la polimerización después de que se agregue un iniciador. En pocas palabras, el iniciador es una molécula que se descompondrá en radicales libres, que son muy reactivos. Estos radicales libres rompen el monómero, lo que a su vez lo hace reaccionar con otro monómero. Eventualmente, los monómeros comienzan a unirse a través de estas reacciones y nace un polímero.
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Polimerización a granel
La polimerización a granel es bastante simple. En este método, se agrega un iniciador al monómero y luego se aplica calor o radiación. A diferencia de otros métodos, aquí no se utilizan tensioactivos.
Suspensión
En la polimerización en suspensión, los monómeros se agitan con un líquido, como agua, un iniciador y un estabilizador. Esta mezcla hace que se formen gotitas. Específicamente, las gotitas están formadas por el monómero rodeado por el iniciador y el estabilizador. La polimerización tiene lugar dentro de estas gotitas, y debido a que las gotitas parecen pequeñas perlas, esta técnica a menudo se conoce como polimerización de perlas.
Polímeros y copolímeros
Ahora que sabe cómo se unen los monómeros, ¿por qué no vemos qué usos tienen los polímeros y los copolímeros?
¿Qué son los Biopolímeros y cómo se producen?
Cauchos de acrilonitrilo-butadieno (NBR)
Los cauchos de acrilonitrilo-butadieno (NBR) son copolímeros de acrilonitrilo. Como sugiere el nombre, están hechos de acrilonitrilo y butadieno. Dado que son resistentes a los aceites, a menudo se utilizan en la industria automotriz en objetos que entran en contacto con aceites. Por ejemplo, se utilizan en mangueras de combustible, juntas y sellos.
Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
Los plásticos de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) son polímeros fabricados mediante la polimerización de estireno y acrilonitrilo. Son resistentes a los productos químicos y al calor y pueden soportar grandes impactos antes de dañarse. Por lo tanto, se utilizan a menudo en la industria automotriz para piezas interiores y exteriores. También se utilizan en electrodomésticos, equipos médicos e incluso instrumentos musicales.
Estireno-acrilonitrilo (SAN)
El estireno-acrilonitrilo (SAN) son polímeros hechos de estireno y acrilonitrilo. Este grupo es transparente, resistente al calor y rígido, todas las características que hacen que estos plásticos sean buenos para una amplia gama de usos. Por ejemplo, a menudo se utilizan en materiales de embalaje, botellas de agua e incluso mangos de cepillos de dientes y recipientes para mezclar. Sin embargo, gran parte de la SAN producida se destina a la fabricación de ABS porque SAN es el predecesor de ese plástico.
Resumen de la lección
Repasemos todo esto antes de que el tren salga de la estación. Un monómero es una molécula que se puede unir a otras moléculas y producir un polímero , que es una molécula formada por un grupo de monómeros. A veces, los monómeros en un polímero son los mismos y, a veces, son diferentes; cuando son diferentes, los llamamos copolímeros . Lo más destacado de esta lección fue un monómero llamado acrilonitrilo , que forma polímeros que se utilizan para un montón de cosas, desde plásticos hasta gomas y fibras sintéticas.
La forma en que los monómeros se unen para formar polímeros se denomina polimerización . Hay muchas formas en que puede ocurrir la polimerización, pero nos enfocamos en tres:
Moléculas orgánicas: grupos funcionales, monómeros y polímeros
- Emulsión: se añaden un tensioactivo, un monómero y un líquido (como el agua). Se forman micelas y los monómeros insolubles se dirigen a las micelas, donde tiene lugar la polimerización después de la adición de un iniciador.
- Polimerización a granel: se agrega un iniciador y luego se aplica calor o radiación. Este método no requiere ingredientes adicionales, como surfactantes o estabilizadores, y es relativamente simple.
- Suspensión: los monómeros se agregan al líquido (como el agua) y se agitan con estabilizadores. Se agregan iniciadores y la polimerización ocurre dentro de las gotitas que se forman.
Finalmente, los polímeros de acrilonitrilo tienen muchos usos:
- Cauchos de acrilonitrilo-butadieno (NBR): industria automotriz para mangueras de combustible, juntas y sellos
- Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS): industria automotriz para piezas interiores y exteriores
- Estireno-acrilonitrilo (SAN): material de embalaje, botellas de plástico
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