Los polímeros son grandes moléculas que están formadas por la unión de muchas unidades repetitivas. Generalmente, los polímeros involucran uniones covalentes entre los átomos (generalmente) de carbono que constituyen la columna vertebral de la cadena polimérica. El vocablo polímero significa una molécula constituida por la repetición de una unidad más simple: los monómeros que son pequeñas moléculas de las que se parte para formar los polímeros [Del griego: (πολύ) poli = muchos; (μέρος) meros = parte, mono = uno] (Ravve 2013). La Figura 1.1 muestra la representación del polietileno, el polímero más simple.

Figura 1.1 Representaciones (a) molecular y (b) desarrollada del polietileno.

Entre las propiedades únicas de los polímeros, se incluye la asociación por su gran tamaño lo que conduce a interacciones considerables por las longitudes considerables a lo largo de la cadena y de grandes superficies.

El término polímero incluye a los polímeros naturales y a los sintéticos. Los polímeros sintéticos pueden ser tanto orgánicos como inorgánicos, mientras que los naturales son comúnmente llamados biopolímeros (Carraher 2013).

Los polímeros se utilizan en un gran número de aplicaciones dada su habilidad para fabricar materiales “a la medida” para satisfacer necesidades específicas. En general el término “plásticos” nos es familiar y se refiere a polímeros que se utilizan en la fabricación de artículos estructurales. Por ejemplo el poli-cloruro de vinilo (PVC) que se usa para fabricar tuberías que se utilizan actualmente para plomería. El polietileno y polipropileno se utilizan para producir varios tipos de contenedores, envases y materiales para ductos. Las fibras son usadas en diversas aplicaciones que incluyen a la industria textil y pueden ser producidas a partir de polímeros como el nylon o los poli-ésteres. Los elastómeros o hules tienen su aplicación en llantas, mangueras, cojinetes y empaques, los basados en poliuretano se usan para fabricar suelas en la industria del calzado y la automotriz en facias y salpicaderas. Los poliuretanos se usan también en la formulación de adhesivos. Las pinturas actuales base agua (en forma de látex) constan de diversos polímeros vinílicos, acrílicos, estirénicos, poliéster y epóxicos, en donde la resistencia al agua es importante. Cabe mencionar que en la industria electrónica los polímeros son utilizados tanto por sus propiedades aislantes como sus propiedades de semiconductores y magnéticas (Lokensgard 2008). La Figura 1.2 muestra que con variaciones en la sustitución del hidrógeno en la cadena principal se producen polímeros con características muy diferentes.

Figura 1.2. (a) Estructura del policloruro de vinilo (PVC) utilizado como materia prima para (b) producir tuberías. (c) Estructura del polipropileno (PP) utilizado como materia prima en telas, cuerdas y (d) plásticos estructurados.

Los polímeros se fabrican en varias formas tales como: plásticos sólidos, fibras, espumas, películas, recubrimientos y adhesivos. Estos materiales pueden ser duros o suaves, rígidos o flexibles, ahulados, cuerudos o vidriosos. Pueden ser producidos como materiales porosos o no porosos. Más aún, pueden ser producidos como espumas de bajo peso o reforzadas con diversos materiales de relleno tales como metal, vidrio o fibras de carbón o naturales para mejorar sus propiedades mecánicas (Pethrick, Pearce y Zaikov 2013).