QUÍMICA · MACROMOLÉCULAS
Compara plásticos, fibras, cauchos y polímeros naturales: su estructura, sus usos y las diferencias que explican cada ejemplo.
El polietileno, el nailon, el caucho natural y la celulosa son polímeros: sus macromoléculas contienen numerosas unidades enlazadas. Los monómeros son las moléculas pequeñas a partir de las que se forman esas cadenas o redes.
Eteno: CH₂=CH₂ → polietileno: [–CH₂–CH₂–]ₙ
Los corchetes muestran una unidad de la cadena; n indica cuántas veces se repite. El doble enlace del monómero se transforma al formar la cadena.
Esta colección compara 28 ejemplos de polímeros y materiales poliméricos. Incluye variantes de un mismo polímero, como PEAD y PEBD, y materiales como el celofán. No son 28 especies químicas independientes. Las marcas se explican dentro del ejemplo correspondiente.
Un homopolímero procede de una especie de monómero; un copolímero, de más de una. Las cadenas no tienen que contener siempre unidades idénticas: el SBR y las proteínas permiten ver esa diferencia.
EJEMPLO 1
Sintético · Termoplástico
Un envase rígido de detergente puede fabricarse con PEAD. Sus cadenas poco ramificadas pueden empaquetarse con mayor facilidad que las del PEBD.
Unidad de cadena: [–CH₂–CH₂–]ₙ
Composición de la unidad: C₂H₄
La sigla PAD también se usa para alta densidad. PEAD y PEBD son variantes del polietileno; el color de un envase no identifica su resina.
EJEMPLO 2
Sintético · Termoplástico
Las películas flexibles para envolver son un uso del PEBD. La ramificación dificulta el empaquetamiento de las cadenas frente al PEAD.
Tramo principal idealizado: [–CH₂–CH₂–]ₙ
Composición de referencia: C₂H₄
PBD se refiere a baja densidad. La fórmula abreviada no dibuja las ramas ni determina por sí sola la densidad.
EJEMPLO 3
Sintético · Termoplástico
Se emplea en recipientes y en piezas con bisagras integradas. Un grupo metilo, CH₃, acompaña a uno de cada dos carbonos de la cadena.
[–CH₂–CH(CH₃)–]ₙ
Unidad: C₃H₆
En el PP, la disposición espacial de los metilos influye en las propiedades. El PP isotáctico es una variante industrial importante.
EJEMPLO 4
Sintético · Termoplástico
Una bandeja de poliestireno expandido y una pieza de PS compacto contienen la misma clase de polímero, pero tienen distinta estructura física.
[–CH₂–CH(C₆H₅)–]ₙ
Unidad: C₈H₈
El anillo fenilo queda como grupo lateral. La espuma contiene gas: no se explica su baja densidad solo por la fórmula química.
EJEMPLO 5
Sintético · Termoplástico
El PVC se encuentra en tuberías rígidas y en recubrimientos flexibles de cables. La formulación con plastificantes cambia su flexibilidad.
[–CH₂–CHCl–]ₙ
Unidad: C₂H₃Cl
El cloro está unido a la cadena; no representa sal común dispersa en el plástico. No todo PVC tiene la misma dureza.
EJEMPLO 6
Sintético · Polímero de fibras
El PAN es un componente principal de numerosas fibras acrílicas y un precursor de fibras de carbono. Su grupo característico es el nitrilo.
[–CH₂–CH(C≡N)–]ₙ
Unidad: C₃H₃N
El enlace triple pertenece a C≡N, fuera del esqueleto principal. Una fibra comercial puede ser un copolímero, no PAN puro.
EJEMPLO 7
Sintético · Fluoropolímero
La cinta de PTFE para juntas de roscas es un ejemplo cotidiano. En este polímero, cada carbono de la cadena lleva dos átomos de flúor.
[–CF₂–CF₂–]ₙ
Unidad: C₂F₄
Teflon es una marca con productos de PTFE y otros materiales. El PTFE es termoplástico, pero su alta viscosidad fundida exige técnicas de procesado específicas.
EJEMPLO 8
Sintético · Termoplástico
Una placa acrílica transparente puede ser de PMMA. En la unidad aparecen un metilo y un grupo éster unidos al mismo carbono de la cadena.
[–CH₂–C(CH₃)(C(=O)–OCH₃)–]ₙ
Unidad: C₅H₈O₂
En materiales, «metacrilato» suele aludir al PMMA. El metacrilato de metilo es el monómero: no es la placa polimérica.
EJEMPLO 9
Sintético · Polímero de adhesivos
Muchas colas blancas contienen una dispersión de PVAc en agua. La formación de la película adhesiva incluye la pérdida del agua.
[–CH₂–CH(O–C(=O)–CH₃)–]ₙ
Unidad: C₄H₆O₂
PVAc no es alcohol polivinílico. La abreviatura PVA puede resultar ambigua; aquí se utiliza PVAc para el acetato.
EJEMPLO 10
Sintético · Poliéster termoplástico
El PET aparece en botellas, fibras textiles y películas. Los enlaces éster forman parte de la cadena principal.
[–O–CH₂–CH₂–O–C(=O)–C₆H₄–C(=O)–]ₙ
Unidad: C₁₀H₈O₄; anillo sustituido en posiciones para
Dacron designa fibras de poliéster PET; Mylar es un nombre comercial de películas de poliéster asociadas al PET. No se cuentan como tres polímeros distintos.
OpenStax · Polimerización por etapas · Phaneuf y colaboradores · Composición de Dacron · Sandia National Laboratories · Mylar
EJEMPLO 11
Sintético · Poliamida
Las fibras de nailon 6,6 se utilizan en textiles y cordones. Su cadena alterna restos de una diamina de seis carbonos y un diácido de seis carbonos.
[–NH–(CH₂)₆–NH–C(=O)–(CH₂)₄–C(=O)–]ₙ
Unidad: C₁₂H₂₂N₂O₂
Los dos números 6 cuentan carbonos de cada precursor; los carbonos de los carbonilos forman parte del total. Poliamida es una familia, no un único nailon.
EJEMPLO 12
Sintético · Poliamida
Una fibra de PA 6 tiene unidades con seis carbonos. Puede obtenerse por apertura del anillo de la caprolactama.
[–NH–(CH₂)₅–C(=O)–]ₙ
Unidad: C₆H₁₁NO
Perlon es un nombre comercial histórico asociado al nailon 6. PA 6 y PA 6,6 tienen distinta unidad química, aunque ambas sean poliamidas.
EJEMPLO 13
Sintético · Poliamida aromática
Las fibras de PPTA se emplean para reforzar materiales. Sus enlaces amida conectan anillos aromáticos en una cadena relativamente rígida.
[–NH–C₆H₄–NH–C(=O)–C₆H₄–C(=O)–]ₙ
Unidad: C₁₄H₁₀N₂O₂; ambos anillos en disposición para
Kevlar es una marca de fibra de para-aramida. No es equivalente al nailon 6: compartir enlaces amida no hace idénticos a los polímeros.
EJEMPLO 14
Sintético · Termoplástico
El policarbonato se usa en piezas transparentes resistentes al impacto. Un ejemplo común es el PC basado en bisfenol A, que contiene grupos carbonato en la cadena.
[–O–C₆H₄–C(CH₃)₂–C₆H₄–O–C(=O)–]ₙ
Unidad de este PC: C₁₆H₁₄O₃
Lexan es una marca vinculada a resinas de PC, con distintos grados y también copolímeros. La fórmula describe este PC concreto, no todo producto de la marca.
EJEMPLO 15
Sintético · Red termoestable
En aislamiento térmico se emplean espumas rígidas de poliuretano. La red mantiene la forma y las celdas gaseosas contribuyen a reducir la conducción del calor.
Grupo uretano: –NH–C(=O)–O–
No hay una única fórmula molecular para todos los poliuretanos. La espuma rígida reticulada no se vuelve una masa remoldeable por simple calentamiento.
EJEMPLO 16
Sintético · Elastómero termoplástico
El TPU se utiliza en piezas flexibles, como fundas o suelas. Combina segmentos flexibles con zonas que actúan como uniones físicas reversibles.
Contiene grupos uretano: –NH–C(=O)–O–
Es un contraejemplo útil: no todos los poliuretanos son termoestables y no todos los elastómeros tienen una red covalente permanente.
BASF · Poliuretano termoplástico Elastollan · IUPAC · Elastómero termoplástico
EJEMPLO 17
Sintético · Termoestable
Los mangos y componentes eléctricos hechos con resina fenólica aprovechan un material que conserva su forma después del curado.
Red formada a partir de fenol y formaldehído
La estructura es una red; no una cadena lineal con una fórmula molecular única. La baquelita curada no se funde para moldearla otra vez.
EJEMPLO 18
Sintético · Termoestable
La resina de melamina-formaldehído se utiliza en laminados y recubrimientos duros. Durante el curado se forma una red tridimensional.
Melamina + formaldehído → resina reticulada (esquema)
La melamina por sí sola es una molécula pequeña, no un polímero. «Melamina» también se usa coloquialmente para el tablero revestido con esta resina.
EJEMPLO 19
Natural · Elastómero
El componente polimérico principal del caucho natural del látex es cis-1,4-poliisopreno. Se emplea en mezclas para productos elásticos.
[–CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–]ₙ, configuración cis
Unidad: C₅H₈
La vulcanización introduce enlaces entre cadenas. «Goma» es un término de uso amplio: una goma de borrar o una pieza elástica no tiene que ser de caucho natural.
EJEMPLO 20
Sintético · Copolímero elastomérico
El SBR se emplea en mezclas para neumáticos. La cadena incorpora unidades procedentes de estireno y de butadieno.
Unidades procedentes de C₈H₈ y de C₄H₆
No se le asigna la fórmula del poliestireno ni una proporción universal de monómeros. El neumático incluye además cargas, aditivos y otros componentes.
EJEMPLO 21
Sintético · Elastómero
Las espumas de policloropreno se usan en trajes de protección térmica para actividades acuáticas. La espuma y el tejido añadido contribuyen al comportamiento de la prenda.
Tramo 1,4 idealizado: [–CH₂–C(Cl)=CH–CH₂–]ₙ
Unidad: C₄H₅Cl
Neopreno y policloropreno no son dos ejemplos químicos independientes. Un producto comercial no está compuesto necesariamente solo por este polímero.
EJEMPLO 22
Sintético · Cadena de siloxano
El PDMS puede formar fluidos o, al reticularse, materiales elastoméricos. Los selladores de silicona ilustran el uso de redes basadas en siloxanos.
[–Si(CH₃)₂–O–]ₙ
Unidad: C₂H₆OSi
Silicona no es silicio elemental. El esqueleto alterna Si y O; los metilos son grupos laterales. «Siliconas» designa una familia.
EJEMPLO 23
Natural · Polisacárido
En arroz, papa y maíz, el almidón funciona como reserva de energía. Incluye amilosa y amilopectina, con distinta ramificación.
Residuo de glucosa en la cadena: C₆H₁₀O₅
Enlaces α(1→4); ramificaciones α(1→6) en amilopectina
La unidad de glucosa y el tipo de enlace deben leerse juntos: la composición elemental no basta para distinguirlo de la celulosa.
EJEMPLO 24
Natural · Polisacárido
El algodón y las fibras de la madera contienen celulosa. Sus cadenas contribuyen a la resistencia de la pared celular vegetal.
Residuo de glucosa: C₆H₁₀O₅
Enlaces β(1→4)
La celulosa y el almidón comparten la composición de sus residuos de glucosa, pero difieren en enlaces y organización. No son la misma sustancia.
EJEMPLO 25
Material de origen celulósico
El celofán es una película fabricada a partir de celulosa procesada y regenerada. No constituye un polímero nuevo diferente de la celulosa.
Base polimérica: celulosa
No es correcto tratarlo como un termoplástico convencional que se funde para remoldearlo. Algunos grados tienen recubrimientos termosellables: eso no implica que funda la celulosa base.
EJEMPLO 26
Natural · Polipéptidos
Las cadenas de globina son polímeros de aminoácidos. La hemoglobina A del adulto reúne dos cadenas alfa y dos beta, cada una asociada a un grupo hemo.
Enlace entre aminoácidos: –C(=O)–NH–
Ensamblaje de HbA: α₂β₂, con cuatro grupos hemo
El hemo no es el monómero de la proteína. La hemoglobina completa es un ensamblaje de cadenas y grupos asociados, no una sola cadena de unidades idénticas.
EJEMPLO 27
Natural · Polinucleótido
El ADN almacena información genética. Sus cadenas están formadas por nucleótidos con desoxirribosa, fosfato y una base nitrogenada.
Bases habituales: A, T, G y C
Esqueleto: azúcar–fosfato, con enlaces fosfodiéster
Las bases no son cuatro polímeros distintos: su secuencia forma parte de una cadena. El ADN celular se presenta habitualmente como doble hélice.
EJEMPLO 28
Natural · Polinucleótido
El ARN mensajero participa en la expresión de la información genética. Otros ARN cumplen funciones estructurales, de transporte o catalíticas.
Bases habituales: A, U, G y C
Azúcar: ribosa; enlaces fosfodiéster
El ARN suele tener una cadena que puede plegarse y formar regiones apareadas. No es una proteína y sus monómeros no son aminoácidos.
| Criterio | Qué compara | Ejemplos |
|---|---|---|
| Origen | Producción biológica o síntesis; también hay materiales naturales transformados | Celulosa natural; PP sintético; celofán de celulosa regenerada |
| Arquitectura | Cadenas lineales, ramificadas o redes conectadas | PA 6 lineal; PEBD ramificado; resina fenólica reticulada |
| Respuesta al calor | Termoplásticos frente a materiales termoestables curados | PE se ablanda; baquelita curada no se remoldea por fusión |
| Respuesta mecánica | Comportamiento elástico en condiciones de uso | Caucho vulcanizado; TPU termoplástico |
| Composición | Una o varias especies de monómero | PE homopolímero; SBR copolímero |
Plástico, elastómero, termoplástico y termoestable no son cuatro casillas excluyentes. El PP es un plástico termoplástico; un TPU puede ser un elastómero termoplástico. Un plástico es un material formulado cuya base polimérica puede llevar cargas, pigmentos y otros aditivos.
| Nombre que puedes encontrar | Cómo interpretarlo |
|---|---|
| Teflon | Marca: aquí, PTFE; la marca no garantiza una composición única para todos sus productos |
| Dacron / Mylar | Fibra / película de poliéster asociadas al PET |
| Lexan | Marca de resinas de PC; hay diversos grados y copolímeros |
| Perlon | Nombre histórico asociado al nailon 6 |
| Kevlar | Marca de para-aramida PPTA |
| Neopreno / policloropreno | Dos denominaciones vinculadas al mismo polímero base |
| Melamina | Molécula; en materiales suele referirse a una resina de melamina-formaldehído |
| Goma | Término amplio de uso; no identifica una composición química |
Poliéster, poliamida, poliuretano y silicona son familias. Para escribir una fórmula concreta hay que especificar qué miembro, unidad o grupo se está representando.
Las fórmulas entre corchetes describen unidades internas idealizadas. Los enlaces que salen por ambos lados continúan hacia otras unidades. No representan una molécula pequeña aislada con extremos libres.
| Ejemplo | Qué se cuenta | Resultado |
|---|---|---|
| PE | 2 carbonos y 4 hidrógenos por unidad | C₂H₄ |
| PAN | 2 carbonos de cadena y 1 del nitrilo | C₃H₃N |
| PET | C₈H₆O₄ + C₂H₆O₂ − 2 H₂O | C₁₀H₈O₄ por unidad interna |
| PA 6,6 | C₆H₁₆N₂ + C₆H₁₀O₄ − 2 H₂O | C₁₂H₂₂N₂O₂ por unidad interna |
| Celulosa y almidón | Residuo de glucosa dentro de la cadena | C₆H₁₀O₅; distinto tipo de enlace |
La resta de agua en PET y PA 6,6 es un balance formal de la unidad interna, no una receta ni la fórmula exacta de una cadena finita. Los grupos terminales deben sumarse por separado. Una muestra de polímero suele contener cadenas de distintas longitudes: se utilizan masas molares medias, no un único valor universal.
Para el PE, la unidad aporta 28,054 g/mol. Una cadena de 1 000 unidades aporta aproximadamente 28 054 g/mol más sus grupos terminales. Cambiar n modifica la masa, aunque el tipo de unidad siga siendo el mismo.
Los termoplásticos pueden ablandarse y volver a moldearse dentro de su intervalo de procesado, pero no indefinidamente sin degradación. Los termoestables curados no se funden para remoldearlos: al calentarlos lo suficiente se degradan.
No todos los polímeros son estables frente a cualquier reactivo, ni todos son baratos, rígidos o transparentes. En proteínas, la función depende de la secuencia y del plegamiento, no solo de los grupos terminales. En un elastómero, la elasticidad tampoco se explica únicamente por tener ramas.
La tacticidad describe el orden estereoquímico de unidades configuracionales repetidas. Puede compararse, por ejemplo, en polipropileno:
En dibujos convencionales con el esqueleto orientado de la misma manera, esto suele representarse como metilos del mismo lado, alternados o sin orden. La descripción no significa que cualquier fotografía de una cadena permita ver la configuración.
No todos los polímeros admiten esta comparación. En el PE, cada carbono del esqueleto lleva dos H; no hay un grupo metilo lateral con el que definir estos tres patrones de PP. La geometría cis del caucho es otra característica estructural, no un sinónimo de tacticidad.
En la polimerización del eteno, las moléculas se incorporan a centros activos de la cadena. El doble enlace C=C permite formar nuevos enlaces entre unidades. Es un ejemplo de crecimiento en cadena, no una regla que abarque todos los procesos.
OpenStax · Polimerización en cadena
Grupos funcionales de moléculas de distintos tamaños reaccionan entre sí. La formación de PET a partir de un diol y un diácido puede liberar agua al formar enlaces éster. Otras rutas pueden liberar otras moléculas pequeñas.
R–OH + R′–N=C=O → R′–NH–C(=O)–O–R
Un alcohol se añade a un isocianato para formar un grupo uretano. En este paso no se elimina agua. Con reactivos que poseen varios grupos funcionales pueden crecer cadenas o redes. Por eso «por etapas» no equivale siempre a «por condensación».
OpenStax · Polimerización por etapas
Son explicaciones de las transformaciones químicas, no instrucciones de fabricación. La obtención industrial requiere condiciones y control específicos.
Antes de los plásticos totalmente sintéticos ya se empleaban materiales naturales y modificados, como caucho, resinas y celuloide. En 1907, Leo Baekeland desarrolló la baquelita, reconocida como el primer plástico completamente sintético.
Los teléfonos, las carcasas y los aislantes eléctricos ilustran usos históricos de resinas fenólicas. La baquelita no fue el primer material sintético de la humanidad, y las consolas de videojuegos no corresponden a sus primeras aplicaciones.
1. ¿PEAD y PEBD tienen distinta composición de la unidad principal?
No: ambos se representan con C₂H₄. La ramificación y el empaquetamiento contribuyen a sus diferencias.
2. ¿Cuántos ejemplos químicos distintos son PET, Dacron y Mylar en esta comparación?
Uno de polímero base: PET. Dacron y Mylar nombran formas comerciales de fibras o películas; las formulaciones pueden variar.
3. ¿Por qué el TPU puede ser elástico y termoplástico?
Sus uniones físicas reversibles permiten recuperar forma en servicio y procesar con calor dentro de las condiciones del material.
4. ¿Qué grupo diferencia una poliamida de un poliéster?
La poliamida contiene –C(=O)–NH– (o amidas sustituidas); el poliéster, –C(=O)–O– en su cadena.
5. ¿De dónde salen los doce carbonos de la unidad del nailon 6,6?
Seis del resto de la diamina y seis del diácido: cuatro CH₂ y dos carbonilos en este último.
6. ¿Qué composición resulta de C₈H₆O₄ + C₂H₆O₂ − 2 H₂O?
C₁₀H₈O₄, composición de una unidad interna de PET. Para una cadena finita se deben contabilizar también los extremos.
7. Estima la contribución de 1 000 unidades C₂H₄ a la masa molar del PE.
Una unidad aporta 2 × 12,011 + 4 × 1,008 = 28,054 g/mol. Mil aportan 28 054 g/mol; faltan los grupos terminales de la cadena concreta.
8. ¿La fórmula C₆H₁₀O₅ distingue almidón de celulosa?
No. Hay que conocer los enlaces: α en el almidón y β(1→4) en celulosa, además de la ramificación.
9. ¿La formación de todo poliuretano libera agua?
No. En la adición de un alcohol a un isocianato se forma un uretano sin desprender una molécula pequeña. Crecimiento por etapas no equivale siempre a condensación.
10. ¿Qué identifica mejor la resina de una pinza: su color o la ficha del fabricante?
La ficha del fabricante o una identificación material fiable. El aspecto de una fotografía no determina si es PP, PE u otro polímero.
Fuentes consultadas el 8 de octubre de 2026. Selección, explicaciones y ejercicios: Editorial Ejemplode.