Polimerización y Plásticos

Polimerización y Plásticos es una simulación interactiva 3D de química de materiales que explora cómo la estructura de los monómeros y el enlace entre cadenas gobiernan las propiedades mecánicas de los plásticos y cauchos. Tres cadenas macromoleculares paralelas están ancladas entre mordazas de prueba de tracción. Los estudiantes pueden cambiar entre la polimerización por adición (cadenas de polietileno formadas al abrir dobles enlaces C=C), la polimerización por condensación (cadenas de Nylon de comonómeros alternos que liberan moléculas de H2O) y redes de elastómeros con enlaces cruzados conectados por puentes disulfuro covalentes dorados. Al arrastrar la mordaza de tracción se estiran las cadenas enrolladas hacia afuera; al soltar la mordaza se demuestra cómo los enlaces cruzados tiran de las cadenas del elastómero de vuelta a su longitud original, mientras que los termoplásticos sin enlaces cruzados pueden deslizarse y deformarse.

• Seleccione Adición (Polietileno) con 0 enlaces cruzados, eleve la Temperatura por encima de 400 K y arrastre la mordaza de tracción derecha hacia afuera para observar el deslizamiento de las cadenas plásticas.
• Cambie a Elastómero con enlaces cruzados con 6 enlaces cruzados, arrastre la mordaza de tracción para estirar la red y suéltela para observar un rápido retroceso elástico.
• Seleccione Condensación (Nylon) y observe las unidades de comonómeros alternos azules y magenta junto con las moléculas subproducto de H2O rojas y blancas liberadas.
• Aumente la densidad de enlaces cruzados hasta 10 puentes para formar una red termoestable rígida y sienta con cuánta fuerza se oponen las cadenas al estiramiento.
• Haga clic directamente en cualquier esfera monomérica a lo largo de las cadenas de polímeros para agregar puentes disulfuro de enlaces cruzados y observe cómo se tensa la red.

1. 1Distinga entre polimerización por adición (monómero único, sin subproductos) y polimerización por condensación (dos grupos funcionales, pequeña molécula eliminada).
2. 2Explique cómo los enlaces covalentes cruzados entre cadenas de polímeros evitan el deslizamiento irreversible y otorgan a los elastómeros vulcanizados su memoria elástica.
3. 3Compare las estructuras moleculares y los comportamientos térmicos de termoplásticos, elastómeros y termoestables.
4. 4Describa cómo las cadenas de polímeros enrolladas se desenrollan cuando se estiran en tensión y retroceden debido a la entropía y a las fuerzas de restauración de los enlaces cruzados.

Preguntas frecuentes de los docentes