Cinética de la polimerización por etapas pdf
ResumenLa polimerización por etapas aumenta el peso molecular del polímero por función escalonada. A veces, la polimerización implica la liberación de subproductos de moléculas pequeñas, por lo que también se denomina polimerización por condensación. Es la primera técnica de polimerización en los polímeros sintéticos. En 1907, el alemán Leo Baekeland creó el primer polímero completamente sintético, la baquelita, haciendo reaccionar fenol y formaldehído. También se denomina resina fenólica. El peso molecular de la resina fenólica aumenta gradualmente al eliminar el agua. El producto se comercializó en 1909 formando una empresa que lleva su nombre como baquelita hasta la actualidad.Palabras claveEstas palabras clave fueron añadidas por la máquina y no por los autores. Este proceso es experimental y las palabras clave pueden actualizarse a medida que el algoritmo de aprendizaje mejore.
La polimerización escalonada aumenta el peso molecular del polímero por función escalonada. A veces, la polimerización implica la liberación de subproductos de moléculas pequeñas, por lo que también se denomina polimerización por condensación. Es la primera técnica de polimerización en los polímeros sintéticos. En 1907, el alemán Leo Baekeland creó el primer polímero completamente sintético, la baquelita, haciendo reaccionar fenol y formaldehído. También se denomina resina fenólica. El peso molecular de la resina fenólica aumenta gradualmente al eliminar el agua. El producto se comercializó en 1909 formando una empresa que lleva su nombre como baquelita hasta la actualidad.La tabla 6.1 enumera algunos de los polímeros comercialmente importantes preparados por polimerización por reacción escalonada. Los mecanismos de reacción y la cinética de los poliésteres y las poliamidas se han estudiado a fondo. Por lo tanto, estamos discutiendo el grado de polimerización \( \overline{DP} \) y la tasa de polimerización de la polimerización por etapas utilizando estos dos polímeros como ejemplos.Tabla 6.1 Polímeros comercialmente importantes preparados por polimerización por etapas [1]Tabla de tamaño completo
Ejemplos de polimerización por poliadición
Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).
El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.
Polimerización por crecimiento de la cadena
La polimerización por crecimiento en cadena se refiere a un tipo de mecanismo de polimerización en el que los monómeros bifuncionales o multifuncionales reaccionan para formar primero dímeros, luego trímeros, oligómeros más largos y finalmente polímeros de cadena larga. Muchos polímeros naturales y algunos sintéticos se producen por polimerización por etapas, por ejemplo, los poliésteres, las poliamidas, los poliuretanos, etc. Debido a la naturaleza del mecanismo de polimerización, se requiere un alto grado de reacción para lograr un alto peso molecular. La forma más fácil de visualizar el mecanismo de una polimerización por etapas es un grupo de personas que se tienden la mano para formar una cadena humana: cada persona tiene dos manos (= sitios reactivos). También existe la posibilidad de tener más de dos sitios reactivos en un monómero: En este caso se producen polímeros ramificados.
La IUPAC desaprueba el término polimerización por etapas y recomienda el uso de los términos poliadición, cuando las etapas de propagación son reacciones de adición y no evolucionan moléculas durante estas etapas, y policondensación cuando las etapas de propagación son reacciones de condensación y evolucionan moléculas durante estas etapas.
4 etapas de polimerización
Como se puede ver en la ecuación dada en la discusión sobre la formación de polímeros de condensación, el dacrón se forma a partir de dos monómeros, uno de los cuales posee dos grupos carboxilo y el otro dos grupos hidroxilo.
También es posible formar un poliéster a partir de dos monómeros que poseen cada uno un grupo carboxilo y un grupo hidroxilo. Un ejemplo es el polímero formado entre el ácido láctico y el ácido glicólico. Este polímero se ha utilizado para producir grapas absorbibles que proporcionan a los cirujanos un método conveniente para cerrar las incisiones realizadas durante las operaciones de la vejiga o los intestinos, o durante las histerectomías. Dos ventajas de este poliéster en estas aplicaciones son, en primer lugar, que empieza a hidrolizarse en el cuerpo después de seis a ocho semanas y, en segundo lugar, que los productos de la hidrólisis son compuestos normalmente presentes en el cuerpo.
El crecimiento por etapas y el crecimiento en cadena son dos amplias clases de métodos de polimerización. En las secciones 8.11 y 14.7 se discutió cómo los polímeros de crecimiento en cadena suelen comenzar con un único monómero que contiene alqueno, que no es reactivo hasta que se añade un iniciador. El iniciador convierte una molécula de monómero en un intermedio reactivo (radical, catión, anión) que es capaz de reaccionar con otro monómero formando un enlace C-C y creando un nuevo intermedio reactivo. Este intermedio reactivo reacciona con otro monómero y el proceso se repite como una reacción en cadena para formar un polímero.