FICHA PARA EL DOCENTE Objetivos Introducir al alumno en la ciencia de los materiales y los conceptos de monómero y polímero. Discutir nociones básicas acerca de los polímeros, su clasificación, usos y propiedades. Iniciarse en la manipulación y preparación de materiales poliméricos. Relacionar las experiencias prácticas con los principios teóricos. ACTIVIDAD 1: Qué es un polímero? Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. Pueden ser lineales, formados por una única cadena de monómeros, o ramificados. También se pueden formar entrecruzamientos entre distintas cadenas. En el caso de que el polímero provenga de un único tipo de monómero se denomina homopolímero y si proviene de varios monómeros se llama copolímero o heteropolímero. 1. Preguntar a los alumnos si saben lo que es un polímero y qué clase de polímeros conocen. 2. Pedirles que tomen los clips y los combinen para formar un polímero. Qué clase de polímero es? Se pueden hacer ramificaciones? Y una red tridimensional? 3. Proponerles que ahora combinen los clips con banditas elásticas para formar un heteropolímero aleatorio, uno alternado y uno en bloque. 1
ACTIVIDAD 2: Cómo se clasifican los polímeros? Los polímeros también se pueden clasificar en función de otros criterios como: composición química (poliamidas, poliésteres, siliconas, etc.) aplicaciones (recubrimientos, adhesivos, etc.) comportamiento frente a la temperatura (termoplásticos, termoestables, etc.) forma en que se obtuvieron (mecanismo de polimerización) origen (naturales o sintéticos). 1. Proponer a los alumnos una lista de polímeros y preguntarles si pueden identificar si son sintéticos (S) o naturales (N). A modo de ejemplo: Algodón (N) Polietileno (S) Lana (N) Seda (N) Bakelita (S) Nylon (S) Poliestireno (S) ADN (ácido desoxirribonucleico) (N) Almidón (N) Teflón (S) Caucho (N) 2. Pedirles a los alumnos que averigüen cuál es su uso más común y cuál es su composición química. 3. Pedirles que los agrupen (clasifiquen) según otra propiedad (por ejemplo, su aplicación). 2
ACTIVIDAD 3: Experimentos POLIESTIRENO EXPANDIDO Y QUITAESMALTES Dificultad: 2/5 Tiempo: 30 minutos Materiales Barras de poliestireno, potes de helado, recubrimiento de electrodomésticos Recipiente de vidrio Quitaesmaltes 1. Preguntar a los alumnos si saben qué es el Telgopor. 2. Preguntar a los alumnos si saben qué contiene el quitaesmalte. 3. Colocar en un recipiente de vidrio el quitaesmaltes (dos o tres dedos de altura). 4. Preguntar a los alumnos cuánto telgopor piensan que se puede disolver en esa cantidad de quitaesmalte. 5. Disolver el poliestireno. Ocurrió lo esperado? Varía el tiempo de disolución dependiendo del tipo de poliestireno? (por ejemplo, pote de helado vs. recubrimiento de electrodoméstico) 3
El quitaesmaltes contiene acetato de etilo, un solvente orgánico. El telgopor es poliestireno expandido, un material espumado. Se obtiene por la reacción química de dos compuestos: un poliol y un isocianato, además de aditivos. Esta reacción libera dióxido de carbono, el gas que va formando las burbujas y expande el polímero. Por eso es tan liviano y útil como aislante. Al disolver el poliestireno en acetona, el burbujeo puede hacernos pensar que está sucediendo una reacción química, pero no es así. Simplemente estamos liberando el gas dentro de la espuma. Al dejar evaporar la acetona obtenemos el poliestireno que estaba disuelto. Preguntas complementarias 1. Por qué será importante la solubilidad de la espuma de poliestireno? Pedir a los alumnos que averigüen acerca de su reciclado. 2. Por qué el telgopor es tan buen aislante? MOCO ARTIFICIAL Dificultad: 2/5 Tiempo: 20 minutos 4
Materiales Bórax Cola vinílica de colores Agua Vinagre 1. Preparar una solución sobresaturada de bórax. 2. Diluir la cola vinílica en agua. 3. Agregar la solución de bórax (sólo el líquido) a la cola vinílica diluida. 4. Revolver vigorosamente. La cola vinílica está formada por moléculas largas y flexibles de alcohol polivinílico y su derivado acetilado (polivinilacetato). El bórax hace que estas moléculas se entrecrucen unas con otras, formando redes capaces de atrapar el líquido y formar un gel. Cuanto más entrelazadas están las moléculas de polímero, más dura se pondrá la mezcla. Preguntas complementarias 1. Qué ocurre si se agrega más bórax a la mezcla? Y si se diluye aún más la cola vinílica? 2. Qué ocurre con el gel si se agrega un chorrito de vinagre? 3. En este caso el entrecruzamiento es de tipo físico. Hay polímeros en los que se puede generar un entrecruzamiento químico. Busca ejemplos y aplicaciones para estos polímeros. 5