Polimerización por condensación frente a polimerización por adición
El polietileno de baja densidad se fabrica añadiendo una pequeña cantidad de compuestos, como el butadieno, que tienen dos o más dobles enlaces. El butadieno da lugar a ramificaciones en las cadenas del polímero. Estas ramificaciones impiden que las moléculas se empaqueten tan estrechamente como las del polietileno de alta densidad, que está formado principalmente por moléculas de cadena recta.
Una forma común de nailon se produce cuando reaccionan la hexanodiamina (hexametilendiamina) y el dicloruro de hexanodioilo (cloruro de adipoilo), lo que da lugar a la formación de un enlace C-N y una molécula de cloruro de hidrógeno.
Características de la polimerización por condensación
Los polímeros son largas cadenas de moléculas compuestas por monómeros (pequeñas unidades repetitivas). Los polímeros pueden verse a nivel macroscópico debido a su inmenso tamaño. Esto significa que el ojo humano puede ver estos polímeros a simple vista. Los polímeros de adición, como el polietileno, están formados por cientos de miles de monómeros como el etileno para formar un polímero de cadena larga.
Hay dos factores principales que determinan las propiedades de los polímeros de adición. Se trata de la ramificación en el polietileno de baja y alta densidad, y la posición de los grupos metilo en el polipropeno isotáctico y atáctico.
En cuanto a la ramificación, los monómeros de eteno no se ramifican todos y se combinan de forma lineal. Por el contrario, pueden ramificarse en múltiples direcciones, cambiando sus propiedades físicas y sus usos. El polietileno de baja densidad, también conocido como LDPE, está formado por muchas ramificaciones en diferentes direcciones, lo que dificulta que el polietileno se empaquete uno encima de otro. Esto hace que haya menos puntos de contacto entre las hebras de los monómeros, lo que disminuye el efecto de las fuerzas intermoleculares dentro de los polímeros de adición. Esto cambia sus propiedades y, en consecuencia, los PEBD son muy flexibles, tienen un punto de fusión bajo y se estiran fácilmente. Estos polímeros se utilizan en objetos menos rígidos en la industria, como bolsas de supermercado, envoltorios y cubiertos y platos desechables.
Usos de los polímeros de condensación
Un gran número de materiales poliméricos importantes y útiles no se forman mediante procesos de crecimiento en cadena en los que intervienen especies reactivas como los radicales, 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 escalonado. A diferencia de los polímeros de crecimiento en cadena, la mayoría de los cuales crecen 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 Dacrón 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, 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. Las fórmulas de estos polímeros se muestran a continuación haciendo clic en el diagrama.
¿Es el nylon un polímero de condensación?
ImprimirLos polímeros se forman por dos vías principales llamadas polimerización por adición y por condensación. En la polimerización por adición, un iniciador (o catalizador) reacciona con un monómero de partida. El resultado de esta reacción de iniciación es un monómero unido al iniciador con un enlace insatisfecho. El enlace insatisfecho queda libre para reaccionar con otro monómero, añadiéndose así a la cadena. El proceso se repite una y otra vez hasta que dos cadenas se combinan o hasta que otro iniciador se une al final de la cadena, y ambos terminan la cadena. En la polimerización por condensación, un monómero con un átomo de H (hidrógeno) expuesto se une a un monómero con átomos de OH (oxígeno-hidrógeno) expuestos. Durante la reacción, el agua se libera (se compensa) cuando el H y el OH se combinan para formar H2O (agua). En el siguiente vídeo de 4 minutos se habla de la polimerización por adición y por condensación.
A diferencia de los polímeros de adición, en los que los monómeros reaccionan para formar un único producto, en una reacción de polimerización por condensación no sólo se forma el polímero, sino que también se elimina o se pierde una pequeña molécula, normalmente agua. Los poliésteres y las poliamidas son los dos tipos de polímeros de condensación que estudiaremos.