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Subhadeep Chakraborty* and Abhijit Bandyopadhyay
Journal of Polymer Science & Applications (JPSA) es una revista multidisciplinaria revisada por pares dedicada a presentar los recientes avances e innovaciones de la ciencia aplicada de los polímeros en diversos campos de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la medicina, junto con las implicaciones socioeconómicas de la aplicación comercial de los polímeros. . La revista también admite las áreas emergentes en el campo respectivo en los últimos tiempos. La revista se centra principalmente en la síntesis de polímeros, métodos para la caracterización de polímeros (por ejemplo, térmicos, espectroscópicos, mecánicos, etc.), física y propiedades de polímeros; y sus posibles aplicaciones. Todos los materiales basados en polímeros, por ejemplo mezclas, compuestos y nanocompuestos, así como copolímeros y redes de polímeros, están cubiertos por el alcance de la revista.
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Las principales áreas de aplicación de polímeros incluyen, entre otras:
Biopolímeros
Los biopolímeros son polímeros elaborados a partir de biomasa y se biodegradan con la acción del calor, la humedad y los microorganismos. Los biopolímeros se pueden fabricar utilizando almidón residual de un cultivo que se ha cultivado para uso alimentario. A diferencia de los polímeros sintéticos, el uso ampliado de biopolímeros reduciría la dependencia de los combustibles fósiles y son fácilmente biodegradables. El biopolímero podría ser una proteína, un ácido nucleico, un lípido, un carbohidrato o un polisacárido, desarrollado a partir de seres vivos. Los biopolímeros de ADN desempeñan un papel importante en el cuerpo humano y la ecosfera. Algunos tipos de biopolímeros incluyen biopolímeros a base de azúcar, biopolímeros a base de almidón y biopolímeros a base de celulosa y biopolímeros a base de material sintético.
Polímeros electroactivos y actuadores poliméricos.
Los polímeros electroactivos son aquellos que presentan un cambio de forma y tamaño cuando se excitan bajo un campo eléctrico. Estos polímeros sufren grandes deformaciones debido a la fuerza aplicada. Se utilizan ampliamente en la producción de actuadores y sensores. Los actuadores poliméricos pueden cambiar su forma según las condiciones ambientales cambiantes y realizar trabajo mecánico.
Fricción, desgaste y lubricación.
La fricción y el desgaste de los polímeros surgen debido a la deformación de las moléculas poliméricas en la superficie cuando se aplica una fuerza. La fricción y el desgaste se pueden reducir mediante la incorporación de fibras en el material. La lubricación de los polímeros se adquiere mediante la aplicación de lubricante sobre el polímero, que se difunde en el polímero y produce la alteración de las propiedades mecánicas del polímero.
Hidrogeles
Los hidrogeles son materiales poliméricos hinchados con agua que son estructuras de red tridimensionales definidas obtenidas a partir de polímeros sintéticos y naturales que pueden absorber y retener una cantidad significativa de agua. Los hidrogeles son los primeros biomateriales desarrollados para uso humano. Los hidrogeles se forman mediante el entrecruzamiento de cadenas poliméricas mediante interacciones físicas, iónicas y covalentes y tienen la capacidad de absorber agua. Hidrogeles que tienen amplias aplicaciones y se utilizan en vendajes para heridas, administración de fármacos, agricultura, toallas sanitarias, así como sistemas transdérmicos, materiales dentales, implantes, sistemas poliméricos inyectables, aplicaciones oftálmicas y órganos de tipo híbrido.
embalaje
Generalmente, el vidrio se utiliza para envasar formulaciones líquidas, pero en la era actual se utilizan plásticos porque son impermeables a los líquidos. Los polímeros ampliamente utilizados en envases incluyen polietileno, polipropileno, poliestireno, cloruro de polivinilo y cloruro de poliviniledeno. Estos polímeros se utilizan en el envasado de productos líquidos, sólidos y semisólidos.
Ingeniería Plástica
La Ingeniería Plástica consiste en procesar, diseñar, desarrollar y fabricar productos plásticos. El plástico es un material sintético hecho de una amplia gama de polímeros orgánicos y se les puede moldear mientras están blandos y luego darles una forma rígida o ligeramente elástica. La ingeniería de plásticos abarca el diseño, procesamiento, desarrollo y fabricación de productos plásticos. Un plástico es un material polimérico que se encuentra en estado semilíquido, que tiene la propiedad de plasticidad y exhibe fluidez. La ingeniería del plástico engloba el material plástico y la maquinaria plástica. El campo de la ingeniería de plásticos implica la aplicación de principios científicos y de ingeniería al desarrollo de una amplia variedad de productos poliméricos.
Aplicaciones biomédicas de polímeros
Los polímeros son una de las clases más grandes de biomateriales con enormes aplicaciones biomédicas. Las aplicaciones biomédicas de los polímeros incluyen el desarrollo de materiales protésicos, implantes, apósitos, materiales dentales y otros suministros desechables. Los polímeros también se utilizan en la formulación de fármacos de liberación controlada, fabricación de lentes de contacto e intraoculares, etc.
Polimerización
Los polímeros se forman mediante reacciones químicas conocidas como polimerizaciones. La mayoría de los polímeros se producen mediante dos tipos de reacciones básicas. El primer tipo de reacción de polimerización se conoce como polimerización por condensación o polimerización por pasos. El segundo tipo de reacción se conoce como polimerización por adición o crecimiento de cadenas. En las polimerizaciones por condensación, cuando dos monómeros reaccionan para producir una unidad repetida y una molécula más pequeña, como el agua. Un ejemplo: polimerización de nailon a partir de monómeros con ácidos carboxílicos y aminas básicas. Esta reacción muestra una cadena de enlace entre cada monómero y produce H2O como subproducto. También se utiliza en prendas de vestir para producir fibras de nailon para prendas de vestir. La polimerización por adición ocurre cuando un monómero forma un radical libre altamente reactivo o una molécula con un electrón desapareado. El radical libre reacciona rápidamente con otro monómero y provoca una unidad repetida con otro radical libre. Una rápida reacción en cadena hace que la cadena del polímero y la polimerización crezcan más. Un ejemplo de un polímero elaborado mediante una polimerización de crecimiento en cadena es el poliestireno y se utiliza en vasos desechables. Polimerización por crecimiento de cadena dividida en polimerización por adición catiónica y polimerización por adición aniónica. Un caso especial de polimerización por crecimiento en cadena conduce a la polimerización viva. La mayoría de las reacciones de fotopolimerización y polimerización de anillo abierto son reacciones de polimerización de crecimiento de cadena. Otras reacciones de polimerización incluyen polimerización en emulsión, dispersión, suspensión y polimerización por plasma, etc. La copolimerización es un proceso en el que se permite que una mezcla de más de una o diferentes especies monoméricas polimerice y forme un copolímero. El copolímero se define como un polímero obtenido uniendo dos o más tipos diferentes de monómeros en una misma cadena. Los copolímeros se clasifican en copolímeros alternos, copolímeros aleatorios, copolímeros de injerto y copolímeros en bloque. El nailon 66 es un copolímero de hexametilendiamina y ácido adípico.
Nanotecnología de polímeros
La nanotecnología de polímeros es el estudio y la aplicación de la nanotecnología a matrices de polímeros-nanopartículas. Los nanocompuestos poliméricos (PNC) consisten en un polímero o copolímero que tiene nanopartículas dispersas en la matriz polimérica. La nanotecnología de polímeros tiene amplias aplicaciones en diversos campos como la biotecnología, los productos biomédicos, la administración de fármacos y los productos farmacéuticos. Las nanopartículas poliméricas se utilizan en pinturas, adhesivos, revestimientos, adhesivos sensibles a la presión, diagnósticos médicos y látex redispersables a base de agua.
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Subhadeep Chakraborty* and Abhijit Bandyopadhyay
Masahiro Goto*
Sivakumar Manickam*
Zhenbao Liu*
María D. Veiga*
Nooshin Tasharrofi*