¿Es el politeno un polímero de condensación?
Tal día como hoy de 1896 nació Wallace Carothers. Incluido por la revista C&EN en su reciente lista de científicos que deberían haber ganado un premio Nobel, tenemos que agradecer a Carothers el nylon, que se utiliza en ropa, alfombras, piezas de automóvil y mucho más. A continuación, un rápido vistazo a la química que hay detrás del descubrimiento.
Wallace Carothers era inicialmente un profesor de química orgánica, pero se pasó a la industria tras varios años de docencia universitaria e investigación. Su tarea en la empresa química DuPont consistía en investigar los polímeros (moléculas muy largas, a menudo basadas en el carbono), y realizó una serie de avances en este campo que lo sitúan firmemente entre los pioneros de esta área concreta de la química orgánica.
Para empezar, él y su equipo de investigación inventaron todo un tipo de reacción de polimerización: la polimerización por condensación. Los polímeros se forman a partir de muchas moléculas más pequeñas denominadas monómeros. La polimerización se explica a menudo con la analogía de una cadena de clips: los clips individuales representan los monómeros, y la cadena conectada de un gran número de clips representa el polímero. La polimerización por condensación toma diferentes monómeros con extremos reactivos y los hace reaccionar juntos, encadenándolos en una larga cadena de polímeros y perdiendo una pequeña molécula (a menudo agua) en el proceso.
Reacción de condensación
Los plásticos son un grupo de materiales, sintéticos o naturales, que pueden ser moldeados cuando están blandos y luego endurecidos para conservar la forma dada. Los plásticos son polímeros. Un polímero es una sustancia formada por muchas unidades repetitivas. La palabra polímero proviene de dos palabras griegas: poly, que significa muchos, y meros, que significa partes o unidades. Un polímero puede considerarse como una cadena en la que cada eslabón es el “mer” o monómero (unidad individual). La cadena se forma uniendo, o polimerizando, al menos 1.000 eslabones. La polimerización puede demostrarse haciendo una cadena con clips o uniendo muchas tiras de papel para formar una guirnalda de papel.
Los polímeros naturales, como la celulosa y el látex, se modificaron químicamente por primera vez en el siglo XIX para formar celuloide y caucho vulcanizado. El primer polímero totalmente sintético, la baquelita, se produjo en 1907. La primera fibra semisintética, el rayón, se desarrolló a partir de la celulosa en 1911. Sin embargo, no fue hasta la interrupción global causada por la Segunda Guerra Mundial, cuando las fuentes naturales de látex, lana, seda y otros materiales se volvieron difíciles de obtener, que los sintéticos se produjeron en masa. El caucho sintético era necesario para los neumáticos, y el nylon para sustituir a la seda en los paracaídas. Hoy en día, los polímeros sintéticos en forma de plásticos son de amplio uso, y la industria del plástico es una de las que más crece en Estados Unidos y en todo el mundo. La industria produce aproximadamente 150 kilogramos de polímeros por persona al año en Estados Unidos.
Polimerización por adición
Un gran número de materiales poliméricos importantes y útiles no se forman por polimerización de adición, sino que proceden por transformaciones convencionales de grupos funcionales de reactivos polifuncionales. Estas polimerizaciones a menudo (pero no siempre) ocurren con la pérdida de un pequeño subproducto, como el agua, y generalmente (pero no siempre) combinan dos componentes diferentes en una estructura alternante. El poliéster Dacron y la poliamida Nylon 66, mostrados aquí, son dos ejemplos de polímeros sintéticos de condensación, también conocidos como polímeros de crecimiento gradual. A diferencia de la polimerización por adición, que en la mayoría de los casos se produce por la formación de enlaces carbono-carbono, los polímeros de crecimiento escalonado suelen crecer por la formación de enlaces carbono-heteroátomo (C-O y C-N en el Dacron y el Nylon, respectivamente). Aunque los polímeros de este tipo pueden considerarse copolímeros alternantes, la unidad monomérica que se repite suele definirse como una fracción combinada.
Algunos ejemplos de polímeros de condensación naturales son la celulosa, el almidón, las cadenas polipeptídicas de las proteínas y el poli(ácido β-hidroxibutírico), un poliéster sintetizado en gran cantidad por ciertas bacterias del suelo y del agua.
Polimerización por condensación
Ogata, N. “Novel synthetic methods of condensation polymers and their applications as new composite and opto-electronic materials” Pure and Applied Chemistry, vol. 63, no. 7, 1991, pp. 951-960. https://doi.org/10.1351/pac199163070951
Ogata, N. (1991). Novel synthetic methods of condensation polymers and their applications as new composite and opto-electronic materials”. Pure and Applied Chemistry, 63(7), 951-960. https://doi.org/10.1351/pac199163070951
Ogata, N. (1991) Novel synthetic methods of condensation polymers and their applications as new composite and opto-electronic materials. Pure and Applied Chemistry, Vol. 63 (Issue 7), pp. 951-960. https://doi.org/10.1351/pac199163070951
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