Como ya vimos anteriormente, los polímeros los podíamos clasificar en tres grupos según su origen, los sintéticos, semisintéticos y por último, los polímeros naturales. En esta entrada solo informaremos sobre los polímeros naturales.

Polímeros Naturales

Los polímeros naturales son polímeros que se diferencia de las demás clasificaciones por ser polímeros, que cuyos monómeros son cien por ciento naturales, como por ejemplo el algodón, que tiene como monómeros a la glucosa y el almidón que también tiene como monómeros a la glucosa. La diferencia entre ambos es la forma en que los monómeros se encuentran dispuestos dentro del polímero.

Ejemplos y características de polímeros naturales:

Ø  Carbohidratos.

Los carbohidratos o también llamados hidratos de carbono son compuestos orgánicos integrados por carbono, hidrógeno y oxígeno; los hidratos de carbono son los más abundantes y a su vez los más diversos.

Los carbohidratos son parte fundamental de nuestra dieta, es decir, el alimento que consumimos día a día, por una variedad de causas, las cuales serán nombradas a continuación.

·    Son fuente de energía. Su metabolización aporta calor y energía corporal.

·    Ayudan a evitar que las proteínas se utilicen como fuente de energía.

·    Intervienen en el buen funcionamiento del sistema nervioso central, ya que entre otras funciones los hidratos de carbono son utilizados como combustible para que se produzcan las transmisiones nerviosas.

·    Son fuente de reserva de glucógeno, los hidratos de carbono metabolizados en glucosa, forman un depósito de energía, denominado glucógeno. Este proceso se lleva a cabo principalmente en el hígado.

·    Son necesarios para la formación de otras sustancia químicas.

·    Forman parte de los antígenos de membrana, nucleótidos, etc.

 Características de los carbohidratos

• Son moléculas orgánicas, esenciales para la vida.
• Están compuestas por carbono, oxigeno, hidrógeno.
• Son solubles en agua.
• Almacenan energía.
• Las plantas son las principales portadoras de hidratos de carbono, esto se debe a que estas poseen clorofila, un pigmento responsable de captar la luz solar y a partir de ahí elaborar glucosa.

Los carbohidratos lo podemos clasificar según su composición

ü  Simples

•   Monosacáridos: Tienen una sola unidad monomérica, como la glucosa o fructosa.


Fructosa: Se encuentra en las frutas, son los monómeros mas dulces. Después de ser absorbidos pasan al hígado, donde es transformada en glucosa.
                   

•   Disacáridos: Formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos:                             lactosa, maltosa, sacarosa, etc.


Lactosa: formada por glucosa mas galactosa. Lo podemos encontrar en leches, yogur, el queso, etc.

                    

ü  Complejos

•   Polisacáridos: Están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples, puede llegar a tener cientos y miles de unidades. Los polisacáridos se pueden clasifica según su composición, están los Homopolisacáridos y los Heteropolisacáridos.
Los Homopolisacáridos son aquellos en los cuales solo hay monosacáridos o disacáridos de un mismo tipo.
Los heteropolisacaridos son los que formados por dos o mas monosacáridos y/o disacáridos.

Existen dos tipos de polisacáridos:

•   Función de reserva: Almidón, glucógeno.

•   Función estructural: Celulosa.


Almidón: Son polisacáridos de reserva producidos por los vegetales. Están compuesto por amilopectina y amilosa (ambos son polimeros), en distintas proporciones. 

   ü  Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son grandes moléculas formadas por la repetición de un monómero llamado nucleótido, los que constan de tres componentes: Una pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Los nucleótidos se unen entre sí por un grupo fosfato, formando largas cadenas. Pueden alcanzar tamaños gigantes, siendo las moléculas más grandes que se conocen, constituídas por millones de nucleótidos. Los nucleótidos de por sí solos tienen actividades biológicas importantes y variadas en el interior de la célula, pero cuando los nucleótidos se combinan entre sí, formando los ácidos nucleicos, constituirán las unidades fundamentales de la expresión genética y de la división celular.

Características de los ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos tienen al menos dos funciones: transmitir las características hereditarias de una generación a la siguiente y dirigir la síntesis de proteínas específicas

Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son las responsables de su transmisión hereditaria.

Existen dos tipos de Ácidos Nucleicos:

ü   ADN (Encargada de la transmisión genetica)

ü   ARN (Encargada de la síntesis de proteínas especificas)

  

ARN

ADN

Estructuras de los ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos presentan tres tipos de niveles de organización, conocidas como estructuras:

          ·         Primaria

          ·         Segundaria

          ·         terciaria

          ·         Cuaternaria

         Estructura primaria:

         Es la secuencia de nucleótidos de una sola cadena o hebra. Puede presentarse como un simple filamento extendido o bien doblado sobre si mismo.

                             

Estructura Secundaria:

            En el ADN existe una disposición espacial de dos hebras de poli nucleótidos antiparalelas. Sus bases nitrogenadas  están unidas por puentes hidrógenos, enrollada una sobre otra, formando una doble hélice.

         Estructura terciaria:

El ADN se almacena en un espacio reducido para formar los cromosomas. En procariotas es una super hélice, generalmente en forma circular y asociada en pequeñas proteínas. En las eucariotas el empaquetamiento es más complejo y compacto.

                 

                         Estructura cuaternaria:

                      Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los         cromosomas.

                     

Ø Proteínas

         Las proteínas son biomoleculas de gran tamaño, constituidas por cadenas finitas de aminoácidos,           los cuales se unen mediante enlaces pepiticos (Unión entre dos aminoácidos, el grupo amino (NH3) con el grupo ácido (COOH).

Tipos de proteínas

·         Dependiendo de su cantidad y tipos de aminoácidos presentes en sus cadenas, la proteína puede ser:

-Proteínas ácidas (contienen aminoácidos de carácter ácido)

-Básicas ( contiene Aminoácidos de carácter básico)

-Polares

-No polares (con Aminoácidos polares y aminoácidos no polares).

·         Dependiendo de su estructura pueden ser:

-Primarias (Insulina).

-Secundarias (queratina)

-Terciarias (Globina, Albumina)

-Cuaternarias (Hemoglobina, ciertas toxinas).

·         Dependiendo de su función pueden ser:

-Transporte (Albumina)

-De transporte (hemoglobina)

-Defensiva

-Proteínas de movimiento coordinado (Actina y Miosina)

-Estructural o de soporte

-Anticuerpos

-Función química (Enzimas):

                      Las funciones de las enzima es acelerar las reacciones químicas del cuerpo a nivel celular (biocatalizadoras). Atacando al sustrato y degradándola en trozos más pequeños. Las encima tienen una propiedad muy característica, la especificidad de acción. Esto significa que cada enzima realiza una determinada función, ya que tienen la capacidad de conocer el sustrato a degradar.

                    
 Existen miles de tipos de enzimas, las cuales las podemos clasificar en: 

• Óxido-reductasas ( Reacciones de oxido-reduccisn).
• Transferasas (Transferencia de grupos funcionales)
• Hidrolasas (Reacciones de hidrólisis)
• Liasas (Actúa sobre los dobles enlaces)
• Isomerasas (Reacciones de isomerizacisn)
• Ligasas (Formacisn de enlaces, con aporte de ATP)

Aminoácidos

      Los aminoácidos son las unidades estructurales de las proteínas, las cuales están formadas por un grupo amino (NH2) y un carboxilo (COOH2).

Estructuras de las proteínas 

              

Niveles estructurales de la proteína. Puedes apretar el enlace para poder ver una animación sobre los niveles estructurales de la proteína.

 Enlace peptídico

          Es el enlace que esta presente en la unión de las unidades monoméricas de las proteínas, los aminoácidos. Este enlace une el grupo amino de un aminoácido con el grupo carboxilo del aminoácido vecino.

     

Polímeros

    Los polímeros son macromoléculas (estructura compleja), formada por la repetición de una unidad molecular llamada monómero (los monómeros son la unidad estructural de los polímeros). Estos compuestos poseen un alto peso molecular, la causa de esto, es que los polímeros no son mas que una sustancia formadas por una finita cadena de moléculas (monómeros). 

   Los polímeros se dividen en dos grandes grupos: aquellos naturales, como celulosa, almidones, ADN y proteínas y por otro lado, existen aquellos sintéticos que fueron fabricados por el ser humano y que incluyen todos los derivados de los plásticos. Por lo mismo que los polímeros tienen una gran importancia tanto  en lo industrial como en la vida cotidiana de cada uno de nosotros.

Proceso para obtener polímeros

Polimerización

• Para poder llegar a obtener polímeros se hace el proceso de polimerización, proceso químico con el cual se unen monómeros para formar una molécula de mayor tamaño denominada polímeros.

Los Polímeros Macroscopicamente

A continuación mostraremos como se ven exteriormente, o a simple vista los polímeros.

     La madera (polímero natural)                                        Plásticos (polímeros sintéticos)

 
Nylon (polímero sintéticos)                                                   Cuerda (polímero sintéticos)

Propiedades de los polímeros

   Las propiedades de los polímeros están relacionadas con la estructura, es decir, con el tipo de átomos y la disposición de éstos en la macromolécula.

Algunas propiedades de los polímeros en términos generales:

• Los polímeros no son buenos conductores eléctricos, por lo tanto sirven muy bien como aislante.
• Son resistentes
• Los polímeros también poseen propiedades termo mecánicas
• Elásticos

Las utilidades de los polímeros serán de acuerdo al peso molecular de éste.

• Con bajo Pm----> sólido quebradizo sin propiedades útiles
• Con Pm > 10 000----> propiedades que le hacen útil como fibra
• Con Pm > 100 000----> no son buenas fibras, tienen otras utilidades derivadas de su alta resistencia al calor y a la tensión mecánica (+ lana de vidrio---> sustituto de acero en piezas de automóvil)

Estructura interna de los polímeros
Como son MICROSCOPICAMENTE

   Como ya sabemos la unidad estructural de los polímeros son los monómeros, ahora daremos a conocer su estructura interna.

• Composición:

•  Homopolímeros: formados por una única unidad repetitiva.

Cadena de Monómeros

• Heteropolímeros: repetición de dos o mas uniddes monomericas diferentes. (copolimeros)

Cadena de Monómeros (distintos)

   Estas unidades repetitivas pueden distribuírse de distintas maneras a lo largo de la cadena del 

polímero.

Por Ejemplo:

• Estructura:

♦ lineales: formados por monómeros difuncionales. Ej.: polietileno, poliestireno.
♦ ramificados: se requiere el agregado de monómeros trifuncionales, por ejemplo, glicerol.
♦ Entrecruzados: Se forma un material compuesto por una molécula tridimensional
contínua, toda ella unida por enlaces covalentes (resinas ureaformaldehído y fenol-formaldehído).

Usos de los polímeros

   Los polímeros en nuestra vida cotidiana siempre están presentes, ya que lo encontramos como plásticos, madera, caucho, al momento de alimentarnos, (proteinas), etc. El ser humano a compuesto una cantidad innumerable de polímeros, a continuación daremos a conocer algunos de los usos de los polímeros.

Podemos ocuparlos como tubos para las cañerías (poli cloruro de vinilo)

Lo podemos ocupar para fabricar muebles y construir casas

Lo podemos ocupar para asegurar o amarrar objetos

Lo usamos para abrigarnos

Clasificación de los polímeros 

Según su origen

Polímeros naturales.
   Existen en la naturaleza muchos polímeros y las biomoléculas que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas. Por ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la celulosa y la quitina), el hule o caucho natural, la lignina, etc.

ADN (Ácido desoxirribonucleico)

Polímeros semisintéticos.

Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.

Neumáticos 

Polímeros sintéticos.

Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir de los monómeros. Por ejemplo, el nylon, el poliestireno, el Policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.

Plásticos (polipropileno)

Según sus propiedades 

(Según su comportamiento frente al calor)

Termoplásticos:
   Son aquellos que tras ablandarse o fundirse por efecto del calor, recuperan sus propiedades originales luego de enfriarse. En general son polímeros lineales y solubles en disolventes orgánicos.
Ej. : derivados polietilénicos, poliamidas. (PVC-PE-PS-PMMA)
Pinche aquí para obtener mas información sobre los Termoplásticos

Teflón (Politetrafluoroetileno)

Termoestables:
   Son aquellos que luego del calentamiento se convierten en sólidos más rígidos que los polímeros originales. Esta característica se debe normalmente a una polimerización adicional o de entrecruzamiento. Suelen ser insolubles en disolventes orgánicos, se descomponen a altas temperaturas y no se ablandan. No son reciclabes.
Ej. : baquelita
Pinche aquí para obtener mas información sobre los Termoestábles

Melamina

Elastómeros:
   Los elastómeros son polímeros que tienen propiedades elásticas, es decir, pueden ser estirados hasta doblar muchas veces su tamaño y después regresar a su forma original. 
Ej.: cauchos, siliconas, poliuretanos.
Pinche aquí para obtener mas información sobre los Elastómeros

Caucho

  

Técnicas de  formación de Plásticos

MOLDEO POR INYECCIÓN

Se efectúa con una máquina que consta de dos partes: una unidad de plastificación, que es una extrusora que impulsa la masa hacia el otro extremo, y una unidad de cierre, que abre y cierra un molde. Se emplea para los termoplásticos y se obtienen artículos de alta calidad, con formas complicadas. Por ejemplo, cajas de botellas, tazas, ruedas dentadas y carcasas.

Vídeo que explica la fabricación de botellas plásticas

                                        

Vídeo Completo, que explica la materia de los polímeros

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