La química de polímeros es una subdisciplina de la química que se centra en la síntesis química , la estructura y las propiedades químicas y físicas de polímeros y macromoléculas . Los principios y métodos utilizados en la química de polímeros también son aplicables a través de una amplia gama de otras subdisciplinas de la química, como la química orgánica , la química analítica y la química física . Muchos materiales tienen estructuras poliméricas, desde metales y cerámicas totalmente inorgánicos hasta ADN y otras moléculas biológicas.Sin embargo, la química de los polímeros se suele mencionar en el contexto de las composiciones orgánicas sintéticas . Los polímeros sintéticos son omnipresentes en los materiales y productos comerciales de uso diario, comúnmente denominados plásticos y cauchos , y son componentes principales de los materiales compuestos . La química de polímeros también puede incluirse en los campos más amplios de la ciencia de los polímeros o incluso de la nanotecnología , los cuales pueden describirse como que abarcan la física y la ingeniería de polímeros . [1] [2] [3] [4]
El trabajo de Henri Braconnot en 1777 y el trabajo de Christian Schönbein en 1846 llevaron al descubrimiento de la nitrocelulosa , que, cuando se trató con alcanfor , produjo celuloide . Disuelto en éter o acetona , se convierte en colodión , que se ha utilizado como vendaje para heridas desde la Guerra Civil estadounidense . El acetato de celulosa se preparó por primera vez en 1865. En los años 1834-1844 se descubrió que las propiedades del caucho ( poliisopreno ) mejoraban mucho al calentarlo con azufre , fundando así la vulcanización . proceso.
En 1884 , Hilaire de Chardonnet inició la primera planta de fibras artificiales a base de celulosa regenerada , o rayón viscosa , como sustituto de la seda , pero era muy inflamable. [5] En 1907 , Leo Baekeland inventó el primer polímero hecho independientemente de los productos de los organismos , una resina termoendurecible de fenol - formaldehído llamada baquelita . Casi al mismo tiempo, Hermann Leuchs informó de la síntesis de aminoácidos N-carboxianhídridos y sus productos de alto peso molecular al reaccionar con nucleófilos, pero no se refirió a estos como polímeros, posiblemente debido a las fuertes opiniones adoptadas por Emil Fischer , su supervisor directo, que niega la posibilidad de que cualquier molécula covalente supere los 6.000 daltons. [6] El celofán fue inventado en 1908 por Jocques Brandenberger, quien trató láminas de rayón viscosa con ácido . [7]
El químico Hermann Staudinger fue el primero en proponer que los polímeros consistían en largas cadenas de átomos unidos por enlaces covalentes , a los que llamó macromoléculas . Su trabajo amplió la comprensión química de los polímeros y fue seguido por una expansión del campo de la química de polímeros durante el cual se inventaron materiales poliméricos como el neopreno, el nailon y el poliéster. Antes de Staudinger, se pensaba que los polímeros eran grupos de pequeñas moléculas ( coloides ), sin pesos moleculares definidos , que se mantenían unidos por una fuerza desconocida . Staudinger recibió el Premio Nobel de Química en 1953.Wallace Carothers inventó el primer caucho sintético llamado neopreno en 1931, el primer poliéster , y luego inventó el nailon , un verdadero sustituto de la seda, en 1935. Paul Flory recibió el Premio Nobel de Química en 1974 por su trabajo sobre configuraciones aleatorias de bobinas de polímeros. en solución en la década de 1950. Stephanie Kwolek desarrolló una aramida , o nylon aromático llamado Kevlar , patentado en 1966. Karl Ziegler y Giulio Natta recibieron el Premio Nobel por su descubrimiento de los catalizadorespara la polimerización de alquenos . Alan J. Heeger , Alan MacDiarmid y Hideki Shirakawa recibieron el Premio Nobel de Química de 2000 por el desarrollo del poliacetileno y polímeros conductores relacionados. [8] El poliacetileno en sí mismo no encontró aplicaciones prácticas, pero los diodos orgánicos emisores de luz (OLED) surgieron como una aplicación de los polímeros conductores. [9]