Los monómeros son moléculas de pequeña masa molecular, las cuales se encuentran unidas a cientos o miles de otros monómeros a través de enlaces químicos que suelen ser covalentes y que forman macromoléculas conocidas como polímeros. Por su parte, las moléculas que tienen unas cuentas docenas de unidades de monómero se conocen como oligómeros.
Hoy te contaremos más sobre los monómeros y sus usos en la industria química, acompáñanos a leer.
Características de los monómeros en química
El término monómero deriva del griego “mono”, que significa uno y mero, que significa parte. En química se refiere a las moléculas orgánicas que forman polímeros sintéticos como el cloruro de vinilo (utilizado para la elaboración de policloruro de vinilo o PVC); el monómero de origen natural más común es la glucosa, la cual se une por enlaces glucosídicos para formar polímeros como la celulosa y el almidón, que forman parte de más del 77% de la masa seca de la materia.
Conocemos como polimerización al proceso en que los monómeros se combinan de un extremo a otro para formar un polímero y existen tres reacciones de las que deriva el proceso de polimerización: condensación, adición o por radicales libres. Los enlaces covalentes son los que hacen esto sea posible, es decir, enlaces fuertes y estables de los átomos que unen a las moléculas monoméricas y que se forman por reacciones químicas que dependen de los átomos que conforman al monómero.
Clasificación de los monómeros
Una clasificación básica de los monómeros es en naturales y sintéticos, pero eso no es todo ya que hay muchísimos tipos y combinaciones con base en las uniones que pueden formar, su origen, funcionalidad, estructura, el tipo de polímero que forman, la forma en que se polimerizan y sus enlaces covalentes.
Un monómero puede unirse con otras dos moléculas monoméricas; esta característica se conoce como funcionalidad de los monómeros, lo que les permite ser unidades estructurales de las macromoléculas. Los monómeros pueden ser bifuncionales o polifuncionales dependiendo de los átomos de la molécula con los que pueden formar enlaces covalentes, y esta característica se relaciona con la estructura de los polímeros que conformen.
Los monómeros bifuncionales presentan dos sitios de unión con otros monómeros y permiten formar polímeros lineales, como el etilenglicol y los aminoácidos. Ahora bien, los monómeros que se pueden unir con más de dos monómeros forman unidades estructurales llamadas polifuncionales, que producen macromoléculas poliméricas ramificadas de red, o tridimensionales, como el polietileno.
Otros monómeros presentan en su estructura un esqueleto central que se conforma por al menos dos átomos de carbono, los cuales se unen por un enlace doble, y esta cadena presenta átomos unidos a los lados, que cambian para formar monómeros diferentes. Esta cadena o estructura, a su vez, presenta átomos unidos de forma lateral y que pueden cambiar para dar lugar a un monómero diferente y, por ende, forman un polímero distinto. Por ejemplo, podemos mencionar al propileno (H2C=CH3H), el tetrafluoroetileno (F2C=CF2) y el cloruro de vinilo (H2C=CClH).
Cabe destacar que también hay monómeros cuyas estructuras no son carbonadas, sino sulfuradas, fosforadas o que tienen átomos de silicio.
Grupos funcionales de los monómeros
Las propiedades de los polímeros se dan por los átomos que forman las cadenas laterales de los monómeros, es decir, los grupos funcionales de los compuestos orgánicos. Por ejemplo, el grupo funcional de los ácidos carboxílicos R-COOH, el grupo amino R-NH2, el alcohol R-OH, entre otros que tienen un gran impacto en las reacciones químicas de polimerización.
Algunos monómeros tienen un solo grupo funcional, y otros pueden contener dos grupos funcionales, tales como los aminoácidos que tienen el grupo amino y el del ácido carboxílicos, unidos a un átomo de carbono en el centro. Esta característica es la que permite que se formen polímeros de cadena larga y con la presencia de enlaces dobles.
Ahora bien, pueden unirse cadenas de monómeros de un mismo tipo o iguales para dar lugar a homopolímeros como el estireno, el cual es un monómero que forma al poliestireno. La celulosa y el almidón también son homopolímeros de cadenas largas y ramificadas del monómero glucosa. Por si parte, los copolímeros son cadenas de monómeros de diferente tipo, número, orden o secuencia, como el nylon que se forma por ácido dicarboxílico y una molécula de diamina, unidos por condensación en proporciones equimolares.
Los monómeros en la industria
Los monómeros se usan para la elaboración de productos para el envasado de alimentos, vehículos, electrodomésticos, adhesivos, recubrimientos, tintas, plásticos, telas, polímeros, resinas, cableado, textiles, vidrio laminado, tanques de plástico, productos de petróleo y gas, aditivos para pinturas, entre muchos otros.
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