QUÍMICA DE LA MADERAPolímeros

QUÍMICA DE LA MADERAPolímeros

Universidad Autónoma Chapingo

José Antonio Anaya Roa.

División de Ciencias Forestales

Universidad Autónoma Chapingo

División de Ciencias Forestales

José Antonio Anaya Roa.

Nota: avanzar con “clic”

COMPOSICIÓN QUÍMICACOMPOSICIÓN QUÍMICA

COMPOSICIÓN QUÍMICACOMPOSICIÓN QUÍMICA

Composición Química de dos variedades de Madera

POLÍMEROSPOLÍMEROS

Poly: «muchos»

Mero: «parte» o «segmento»)

Unión de moléculas pequeñas llamadas monómeros

Iniciación

Polímeros

MONÓMEROS = MEROS

POLÍMEROS

Estructura:

a) Lineal

b) Ramificada (aparte de poder presentar entrecruzamientos).

c) Otras estructuras, por ejemplo radiales, cristalinas

Modelo para la cristalinidad de los polímeros

POLÍMEROS

CARBOHIDRATOS, HIDRATOS DE CARBONO O SACÁRIDOS

GLÚCIDOSGLÚCIDOS

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

DESOXI

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOSGLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOSGLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

L

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOSGLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

ESTRUCTURAS CÍCLICAS

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

ESTRUCTURAS CÍCLICAS

Formación de Hemiacetales y AcetalesFormación de Hemiacetales y Acetales

Formación de Hemicetales y CetalesFormación de Hemicetales y Cetales

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOSGLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

ESTRUCTURAS CÍCLICASESTRUCTURAS CÍCLICAS

Equilibrio químico de la desoxirribosa en solución.Equilibrio químico de la desoxirribosa en solución.

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS

(enlace Glucosídico o Glicosídico)

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS

(enlace Glucosídico o Glicosídico)

Disacárido Unidad 1 Unidad 2 Enlace

Sacarosa Glucosa Fructosa α(1→2)β

Lactulosa Glucosa Fructuosa β(1→4)

Lactosa Galactosa Glucosa β(1→4)

Maltosa Glucosa Glucosa α(1→4)

Trehalosa Glucosa Glucosa α(1→1)α

Celobiosa Glucosa Glucosa β(1→4)

Isomalrosa Glucosa Glucosa α(1→6)α

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS

(enlace Glucosídico o Glicosídico)

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS

(enlace Glucosídico o Glicosídico)

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS (Estructura)

α(1→2)β

LACTULOSAβ(1→4)

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS (Estructura)

α(1→4)

β(1→4)

Enlace tipo β: ECUATORIAL

β1→4, glucosas alineadas ecuatorialmente, en el mismo plano:

conformación lineal β1→4, glucosas alineadas ecuatorialmente, en el mismo plano:

conformación lineal

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS (Estructura)GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS (Estructura)

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS

(Estructura = confguraciones)

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS

(Estructura = confguraciones)

a1→4, las glucosas presenta posición espacial axial para una conformación helicoidal

Enlace tipo a: ECUATORIAL

GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS (Estructura)GLÚCIDOS: DISACÁRIDOS (Estructura)

POLÍSACÁRIDOS: EN MADERAS

CONFORMACIONES 4C1 Y 1C4

POLÍSACÁRIDOS: EN MADERAS

Edulcorante natural:

Savia del arce, utilizada en forma de jarabe por los indios norteamericanos

antes de la llegada de los europeos.

OLIGOSACÁRIDOSOLIGOSACÁRIDOS

POLÍSACÁRIDOS: EN MADERASPOLÍSACÁRIDOS: EN MADERAS

CELULOSACELULOSA

Materiales Incrustantes:

Hemicelulosas, ligninas y

sustancias pécticas:

Entre y dentro de las

microfibrillas de celulosa

CELULOSACELULOSA

POLÍMEROSPOLÍMEROS

1. Basada en el origen

a) Polímeros Naturales: Presentes en la naturaleza (vegetal y animal)

como la seda, lana, caucho, proteínas, lípidos, resinas…

b) Polímeros semisintéticos: Obtenidos por la transformación

química de polímeros naturales: acetato de celulosa, celofán

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

1. Basada en el origen

c) Polímeros Sintéticos: Obtenidos en laboratorios como seda

artificial (Nylon), polietileno, policloruro de vinilo (PVC), Plexiglas

(PMM) teflón, PTFE, poliestireno, caucho sintético…

POLÍMEROS Clasificación

Polímero sintético

Plásticos

Termoplásticos Termoestables

Fibras Elastómeros

POLÍMEROS: Clasificación

GLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOSGLÚCIDOS: MONOSACÁRIDOS

Furano

Pirano

ESTRUCTURAS CÍCLICASESTRUCTURAS CÍCLICAS

2. Basada en la composición química de la cadena principal

(monómeros)

a) Homopolímeros. Repetición de unidades monómeras idénticas.

(-M-M-M-M-M-)n- Celulosa, caucho son naturales. Polietileno y PVC

son sintéticos. Se distinguen cinco familias:

a) Poliolefinas

b) Poliestirénicos

c) Insaturados (polienos),

d) Polivinilos

e) Poliacrílicos..

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

POLÍMEROS: Clasificación

2. Basada en la composición química de la cadena principal

(monómeros)

b) Copolímeros. Dos o más monómeros distintos (-M-C-C-M-C-C) n,

como la seda (natural) y baquelita (sintético). Los más comunes

formados por dos monómeros diferentes pueden formar cuatro

combinaciones distintas:

I. Copolímero al azar o aleatorio: -A-B-A-A-B-B-A-B-A-A-A-

II. Copolímero alternado o regular: A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-

III. Copolímero en bloque. A-A-A-A-A-B-B-B-B-A-A-A-A-A

IV. Copolímero injertado o imserción. A-A-A-A-A-A-A-A

B-B-B-B-

POLÍMEROS: Clasificación

3. Basada en la estructura de la cadena principal

a) Polímeros lineales: En forma de cadena (estructura 1° proteínas)

b) Macromoléculas no-lineales: Ramificadas, injertadas, en forma

de estrella, cíclicas o redes.

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

c) Macromoléculas ensambladas , de interpenetración polímero-

redes, y el polímero-polímero complejos. (estructura 4° proteiínas)

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

4. Basada en la estructura

a) Polímeros orgánicos regulares de una especie. Sólo una

especie de unidad constitucional repetitiva (UCR) en una sola

secuencia y arreglo. Líneas de un solo nombre como poli

(UCR) en donde el grupo de repetición se denomina como un

grupo bivalente orgánico de acuerdo a las reglas de

nomenclatura de la IUPAC para compuestos orgánicos [I].

Cada grupo de repetición como puede se compone de

subunidades simple o sustituido, tales como:

POLÍMEROS: Clasificación

Poliestireno formado a partir de la unidad repetitiva conocida como estireno.

POLÍMEROS: Clasificación

POLÍMEROS: Clasificación

MONÓMEROS:

POLÍMEROS: Clasificación

POLÍMEROS:

5. Basada según su uso.

a) Plásticos “commodities”: Son plásticos de uso cotidiano, que se

caracterizan por ser económicos y de consumo masivo. Se

identifican con un código para separación y reciclado.

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

5. Basada según su uso.

b) Plásticos

“specialities”: Son plásticos

destinados a aplicaciones

más específicas y con un

valor añadido considerable

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

6. Basada en sus propiedades físicas.

a) Termoestables: No se pueden fundir a través de un proceso de

calentamiento simple: Fenólicos, Poliuretanos, Epóxidos

b) Elastómeros: Aunque pueden ser deformados, una vez que

desaparece el agente que causó la pérdida de su forma pueden

retornar a ella.

c) Termoplásticos: Tienen facilidad para ser fundidos y ser

moldeados.

i. Cristalinos: Estructura regular y organizada

ii. Amorfos: Una subdivisión de cristalinos, pero con estructura

desorganizada e irregular,

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

fibrasTermoplástico

Termoestable FoliuretanosFenólicos

POLÍMEROS: Clasificación

elastómeros

POLÍMEROS: Clasificación

7. Basada en sus enlaces.

a) Polímeros de condensación: En cada unión de monómeros se

pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua. La masa

molecular del polímero no es un múltiplo de la suma de masas de

los monómeros. Pueden ser Homopolímeros y Copolímeros.

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

+ H2O

7. Basada en sus enlaces.

b) Polímeros de adición: La masa molecular del polímero es un

múltiplo exacto de las masas del monómero ya que sus

macromoléculas se forman por unión de moléculas monómeras no

saturadas con ruptura homollítica

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

Polietileno

b) Polímeros de adición:

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

7. Basada en sus enlaces.

c) Polímeros poliaductos: Enlace multifuncionales sin separación de

moléculas sencillas. poliuretanos y resinas.

POLÍMEROS: ClasificaciónPOLÍMEROS: Clasificación

POLISACÁRIDOS: Estructura

Factores estéricos: Condicionarán la estructura los

polísacáridos.

POLISACÁRIDOS: Estructura

POLISACARIDOS: EstructuraPOLISACÁRIDOS: Estructura

POLISACARIDOS: EstructuraPOLISACÁRIDOS: Estructura

POLISACARIDOS: EstructuraPOLISACÁRIDOS: Estructura

Goma Mirra

Goma incienso

Goma arábiga/Guar.

Goma Benjui 1ª extra/Somalia.

Peasize/Somalia, Sudan,Etiopia.

.Goma Estoraque Calamitus.

Resinas naturales

F I N