¿Qué son los polímeros hidrófobos?

Existe una amplia gama de tipos de polímeros. Los polímeros hidrófobos son una especialidad clave. Son lo contrario de los polímeros hidrófilos.

Los polímeros hidrófobos son moléculas no polares capaces de repeler las moléculas de agua. Los polímeros hidrófilos tienen moléculas que forman un enlace iónico o de hidrógeno con las moléculas de agua. Ambos componentes son fundamentales para diversos aspectos de la vida.

De hecho, al comprender no sólopolímeros hidrófobos but also hydrophilic polymers, it is possible to improve various industries and applications in numerous ways.

Comprender cómo las superficies atraen o repelen el agua

El agua es una forma excelente de entender las diferencias entre estos polímeros. En algunas situaciones, el agua se extiende uniformemente sobre una superficie, pero otras veces se forma una perla en pequeñas gotas. Estas diferencias nos dan una idea de las propiedades de esos polímeros. Comprenderlas permite aplicarlas a otras aplicaciones.

Los materiales hidrófilos son aquellos en los que el agua se extiende de forma natural por la superficie, aumentando el contacto. En cambio, los materiales hidrófobos repelen el agua. Esto hace que se formen gotas en la superficie.

Considere sólo este punto por un momento. Ambos materiales pueden desempeñar un papel importante en el rendimiento de diversos materiales en diversas aplicaciones. Las alas de un avión, por ejemplo, y en las plantas desalinizadoras: la forma en que el agua interactúa con la superficie puede dificultar o favorecer el resultado deseado. Otro ejemplo sencillo es la botella de ketchup. Si se utiliza un material inadecuado, el ketchup puede salirse de la botella.

Aspectos clave de los polímeros

Tanto los materiales hidrófobos como los hidrófilos suelen definirse por el ángulo de contacto. Es decir, el ángulo entre el borde de la gota y el borde de la superficie que se encuentra debajo de ella. Esta es la geometría del agua cuando se coloca sobre una superficie plana.

En los materiales hidrófilos o amantes del agua, como su nombre significa en griego, son aquellos en los que el ángulo de contacto es inferior a 90 grados. Esto se mide si la gota se extiende, mojando una gran parte de la superficie.

Otras veces, es hidrófobo, lo que significa "temeroso del agua" en griego. En estas situaciones, la gotita forma una esfera o perla. Apenas toca la superficie del material. Es muy parecido a lo que ocurre cuando se deja caer agua sobre una sartén caliente. En este caso, el ángulo de contacto es superior a 90 grados.

Estas son descripciones y aplicaciones muy sencillas, pero se está investigando mucho más con estos componentes. Lo que es más importante que aprendamos hoy es lo que ocurre en casos más extremos. Son los llamados materiales superhidrofílicos y superhidrofóbicos. Estos términos, que con mucho son subconjuntos más nuevos de la comprensión de los polímeros, tienen parámetros menos definidos.

Superhidrófobo describe situaciones en las que se forman pequeñas gotas muy apretadas que crean un ángulo de contacto superior a 160 grados. En los materiales superhidrófilos, las gotas se extienden tanto que crean un ángulo de contacto increíblemente pequeño, inferior a 20 grados.

¿Por qué ocurre esto?

La respuesta corta es que la química de la superficie es la razón por la que algunas superficies se comportan como hidrófobas y otras como hidrófilas. Todo ello viene determinado por el tipo de material utilizado. En cierto modo, la forma del material también influye en el resultado. Por ejemplo, los nanopatrones de la superficie de los materiales hidrófobos pueden ayudar a aumentar el área de contacto de cada una de las gotas que se produce. Esto, a su vez, ayuda a aumentar el efecto. Otros nanopatrones en las superficies también pueden hacer que una superficie sea superhidrofílica.

Hay muchas más cosas que intervienen en este proceso. Por ejemplo, no todas las superficies son planas. Los ángulos de las mismas también crearán diferencias en la reacción del agua. Puede resultar muy complejo determinar los ángulos correctos para conseguir distintos resultados.

¿Por qué es importante comprender esta información?

Toda esta información puede aplicarse a diversas aplicaciones. Los polímeros hidrófobos pueden utilizarse para crear resultados específicos y deseables. Por ejemplo, con los polímeros hidrófobos, incluido el ácido poliláctico o PLA, el uso de una descarga eléctrica durante el proceso de moldeo permite que atraiga el polvo o la suciedad. Esto provoca un mal funcionamiento en las máquinas de oficina. Para solucionarlo, se añaden agentes antiestáticos para evitar que se desarrolle estática eléctrica en la superficie del polímero. Utilizando las mezclas de polímeros adecuadas, es posible crear una superficie capaz de alcanzar estos objetivos.

Consideremos las aplicaciones de los polímeros hidrófilos e hidrófobos en el mundo de la ingeniería. En plantas desalinizadoras o centrales eléctricas, el uso de materiales superhidrofóbicos en la superficie del condensador es fundamental. Esto permite que las gotas de agua se deslicen de forma constante. También se pueden sustituir por nuevas gotitas.

Otra aplicación hace lo contrario. En algunas situaciones, es necesario mantener el flujo de agua sobre una superficie. Esto puede ayudar, por ejemplo, a evitar que esa superficie se sobrecaliente. En este caso, el uso de materiales superhidrofílicos tiene sentido. Permiten el mayor contacto y el menor ángulo entre la superficie y el agua misma.

Los materiales hidrófilos e hidrófobos están presentes en toda la naturaleza. También se utilizan en diversas aplicaciones del mundo sintético. Gracias a este mayor conocimiento de su funcionamiento, podemos mejorar la eficacia, reducir los problemas y mejorar los resultados en todas las aplicaciones. Esto también puede desempeñar un papel en el desarrollo de nuevas tecnologías, sobre todo si tenemos en cuenta los nanopatrones utilizados en superficies para crear resultados muy específicos.

Si busca aplicaciones para polímeros hidrófobos, Polymer Chemistry puede ayudarle. Con una amplia gama de aplicaciones, podemos ayudarle a encontrar la solución ideal para sus necesidades.