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Questions and Answers
Los polímeros reticulados tienen cadenas y ramificaciones entrelazadas en tres direcciones del espacio.
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True
Los polímeros amorfos presentan un alto grado de ordenación espacial.
Los polímeros amorfos presentan un alto grado de ordenación espacial.
False
La cristalinidad de un polímero está relacionada con su densidad y orden estructural.
La cristalinidad de un polímero está relacionada con su densidad y orden estructural.
True
La terminación de los polímeros solo puede ocurrir mediante la unión de extremos activos de cadenas poliméricas.
La terminación de los polímeros solo puede ocurrir mediante la unión de extremos activos de cadenas poliméricas.
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Los polímeros semicristalinos son 100% cristalinos.
Los polímeros semicristalinos son 100% cristalinos.
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A mayor tamaño de las cadenas poliméricas, mayor probabilidad de cristalizar.
A mayor tamaño de las cadenas poliméricas, mayor probabilidad de cristalizar.
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La tacticidad isotáctica y sindiotáctica está relacionada con un mayor grado de cristalinidad (GC).
La tacticidad isotáctica y sindiotáctica está relacionada con un mayor grado de cristalinidad (GC).
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La flexibilidad de los polímeros aumenta con el grado de cristalinidad.
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Los polímeros termostables son reciclables debido a su estructura reversible.
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El límite elástico de un material no está relacionado con la deformación elástica.
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A mayor polaridad molecular, mayor grado de cristalinidad (GC).
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Los polímeros termoplásticos requieren altas temperaturas para su procesado y son reciclables.
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Las temperaturas de fusión de los polímeros cristalinos son variables.
Las temperaturas de fusión de los polímeros cristalinos son variables.
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La combustión directa de biomasa se lleva a cabo en ausencia de O2.
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La pirólisis produce principalmente gas pobre y aceites piro leñosos.
La pirólisis produce principalmente gas pobre y aceites piro leñosos.
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La gasificación se realiza a temperaturas superiores a las de la pirólisis.
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Los métodos biológicos son más adecuados para la biomasa seca.
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El gas de síntesis producido en la gasificación puede ser utilizado para crear combustibles líquidos.
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El ácido poliláctico (PLA) es conocido por su buena permeabilidad a células óseas.
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La biomasa solo se refiere a sustancias orgánicas de origen reciente.
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Los biocarburantes de 1ª generación se producen exclusivamente de residuos forestales.
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La quitina y el colágeno son considerados biocomposites.
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La producción de energía a partir de biomasa no genera emisiones de CO2.
La producción de energía a partir de biomasa no genera emisiones de CO2.
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Los biocomposites aumentan la bioactividad del polímero al incorporar una fase de refuerzo.
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El biodiésel se produce a partir de cultivos alimentarios con bajo contenido en aceite.
El biodiésel se produce a partir de cultivos alimentarios con bajo contenido en aceite.
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Los biocarburantes son la menor fracción dentro de los biocombustibles.
Los biocarburantes son la menor fracción dentro de los biocombustibles.
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Los biocombustibles de primera generación utilizan principalmente materias primas no alimentarias.
Los biocombustibles de primera generación utilizan principalmente materias primas no alimentarias.
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Una de las ventajas de los biocombustibles de segunda generación es que no compiten con cultivos alimentarios.
Una de las ventajas de los biocombustibles de segunda generación es que no compiten con cultivos alimentarios.
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Los biocombustibles de primera generación tienen mayor eficiencia energética que los carburantes de origen fósil.
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La producción de biocombustibles de primera generación puede contribuir a la pérdida de biodiversidad.
La producción de biocombustibles de primera generación puede contribuir a la pérdida de biodiversidad.
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El uso de biomasa residual para biocombustibles es una estrategia para reducir la dependencia de petróleo importado.
El uso de biomasa residual para biocombustibles es una estrategia para reducir la dependencia de petróleo importado.
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Los procesos de transformación de la biomasa en biocombustibles de segunda generación están completamente establecidos.
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Una desventaja de los biocombustibles de primera generación es su bajo coste de producción.
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Los biocombustibles de segunda generación están menos contaminantes que los de primera generación.
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Study Notes
Reacciones rápidas
- Las reacciones rápidas se unen 1000 unidades monoméricas en 10-2 a 10-3 segundos.
Terminación
-
Dos maneras:
- Extremos activos de dos cadenas poliméricas se unen formando una molécula no reactiva.
- Extremo activo de una cadena se une a otra especie química con un enlace activo simple. Este método no se utiliza en la industria por necesitar añadir otra especie.
Arquitectura de las Cadenas Polimericas
- Lineal: Cadena simple formada por unión de unidades repetidas.
- Ramificado: Cadena principal conectada lateralmente a cadenas secundarias. Las ramificaciones son producto de reacciones locales.
- Entrecruzado: Cadenas lineales adyacentes se unen transversalmente en varias posiciones. Se induce por reacciones químicas a temperatura alta.
- Reticulado: Macromoléculas con cadenas y ramificaciones entrelazadas en las tres dimensiones del espacio. La red tridimensional resulta de tres puntos covalentes activos.
Orden estructural del polímero
-
Amorfos: No hay ordenamiento espacial o es muy bajo.
-
Cristalinos: Las cadenas se ordenan de forma regular.
-
Puntos clave sobre la cristalinidad:*
-
A mayor cristalinidad, mayor orden estructural y mayor densidad.
-
No hay polímeros 100% cristalinos, estos serían muy rígidos y frágiles.
-
Los polímeros son semicristalinos, y sus propiedades dependen del grado de cristalinidad.
-
El grado de cristalinidad se define por la cinética de las reacciones de polimerización y la configuración de las cadenas.
-
Un menor tamaño de las cadenas aumenta la probabilidad de cristalización.
-
El grado de cristalinidad (GC) puede variar según:*
-
Regularidad de la cadena:
- Mayor copolimerización, ramificaciones y peso molecular, menor GC.
-
Tacticidad:
- Isotácticos y sindiotácticos: Mayor GC.
- Atáctico: Menor GC.
- Mayor polaridad molecular, mayor GC.
-
Conforme aumenta el GC:*
-
Aumenta la densidad respecto al polímero amorfo.
-
Aumenta la rigidez y la fragilidad (Mayor Módulo Young).
-
Disminuye la flexibilidad (resiliencia y ductilidad).
-
Aumenta la resistencia a deformación por calor.
-
Aumenta la resistencia química.
-
Se presentan temperaturas de fusión fijas.
-
Solo estructuras poliméricas sencillas tienden a cristalizar, y el GC no suele superar el 50%.
Ensayos Mecánicos
- Deformación elástica: Proporcional al límite elástico.
- Punto de fluencia: Cambio de la ordenación física, pasando de deformaciones elásticas a permanentes.
- Límite de ruptura: Punto final del ensayo, donde el material se rompe.
Comportamiento térmico
-
Termostables: Moldeables por calentamiento, fijan su estructura irreversiblemente al enfriar.
- Generan nuevos entrecruzamientos a altas temperaturas.
- No son reciclables.
- Mayor resistencia al impacto, disolventes, permeabilidad a gases y temperaturas extremas que los termoplásticos.
- Dificultad de procesamiento por el carácter quebradizo del material.
- Termoplásticos: Deformables a temperatura ambiente, líquidos al calentar y endurecen al enfriar.
Algunos biopolímeros
- Ácido poliláctico (PLA), ácido poliglicólico (PGA) y sus copolímeros.
- Hidroxiapatita (HA):Ca10(PO4 )6 (OH)2.
- Polihidroxialcanoatos (PHA).
- Quitina y colágeno.
Biocomposites
-
Interés de añadir una fase de refuerzo a una matriz polimérica:
- Mejora el comportamiento mecánico y la integridad estructural.
- Aumenta la bioactividad del polímero.
-
Interés en PLA/PGA:
- Buena permeabilidad a células óseas.
- Rápida consolidación del tejido óseo neoformado sin inflamación.
- Utilidad en el mantenimiento de crestas alveolares.
Biocombustibles
- La demanda energética global y los problemas ambientales de los combustibles fósiles han impulsado la búsqueda de alternativas renovables.
- Se utiliza un 21% de energías renovables y un 12% de biocombustibles/bioenergía en el abastecimiento energético actual.
Biomasa
- Sustancia orgánica renovable de origen animal o vegetal.
- La bioenergía es la energía solar almacenada en los seres vivos.
- Se supone que el balance de CO2 es nulo, pero el transporte y la producción también emiten CO2.
Biocarburantes
- Son la mayor fracción de los biocombustibles.
- Primera generación: Obtenidos de cultivos alimentarios con alto contenido en azúcar, almidón (bioetanol), o aceite (biodiésel).
- Siguientes generaciones: Emplean biomasa no alimentaria, residuos de cosechas o forestales, cultivos energéticos no alimentarios, fracción lignocelulósica de residuos sólidos, biomasa de algas o microalgas.
- Más de 2/3 de los biocombustibles son de primera generación, lo que causa preocupación por el uso de tierra y agua.
- Hay un creciente interés en el uso de biomasa residual, ya que es un recurso local y disponible.
Ventajas e inconvenientes de biocombustibles de primera generación
-
Ventajas:
- Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
- Bajos costes del proceso productivo.
- Reducción de la dependencia de la importación de petróleo.
- Fuente de energía renovable.
- Oportunidades para el sector agrícola.
-
Inconvenientes:
- Menor eficiencia energética.
- Competencia con los alimentos.
- Necesidad de insumos e impacto ambiental asociado.
- Destrucción de hábitats.
Ventajas e inconvenientes de biocombustibles de segunda generación
-
Ventajas:
- No compite con cultivos alimentarios.
- Diversificación de productos.
- Valorización de biomasa residual.
-
Inconvenientes:
- Procesos de transformación complejos y caros.
- Necesidad de adaptar motores.
- Variabilidad y heterogeneidad de las materias primas.
Métodos de conversión de biomasa
-
Termoquímicos: Utilizan calor para transformar biomasa en energía. Muy desarrollados para biomasa seca:
- Combustión directa.
- Pirólisis.
- Pirólisis flash.
-
Biológico o bioquímico: Más apropiados para biomasa húmeda, basados en fermentaciones:
- Fermentación metálica (biogás).
- Fermentación alcohólica (bioetanol).
- Fermentación acetobutílica (biobutanol).
- Reacciones químicas:
- Transesterificación (biodiesel).
Métodos termoquímicos
- Combustión directa: En exceso de O2 y Tª elevada, produciendo energía calorífica, residuos gaseosos y sólidos.
- Pirólisis: Combustión incompleta a Tª alta en condiciones anaerobias, produciendo carbón vegetal (sólido), aceites piroleñosos (líquido), y gas pobre (gaseoso).
- Pirólisis flash o gasificación: Realizada a Tª mayores que la pirólisis con cantidades limitadas de O2. Optimiza la conversión a gas pobre o gas de síntesis. El gas es más versátil que la biomasa original, con menores problemas de contaminación.
- Gas de síntesis: Se puede utilizar para la síntesis de combustibles líquidos.
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Description
Este cuestionario abarca la química de polímeros, incluyendo sus reacciones rápidas, terminación, y diferentes arquitecturas. Aprende sobre la formación de cadenas lineales, ramificadas, entrecruzadas y reticuladas. Ideal para estudiantes de química avanzada.
