Polimerización radical
En la química de los polímeros, la polimerización (inglés americano), o polimerización (inglés británico), es un proceso de reacción de moléculas de monómero entre sí en una reacción química para formar cadenas de polímeros o redes tridimensionales[2][3][4] Hay muchas formas de polimerización y existen diferentes sistemas para clasificarlas.
En los compuestos químicos, la polimerización puede ocurrir a través de una variedad de mecanismos de reacción que varían en complejidad debido a los grupos funcionales presentes en los reactivos[4] y sus efectos estéricos inherentes. En las polimerizaciones más sencillas, los alquenos forman polímeros a través de reacciones radicales relativamente simples; por el contrario, las reacciones que implican la sustitución en un grupo carbonilo requieren una síntesis más compleja debido a la forma en que se polimerizan los reactivos[4] Los alcanos también pueden polimerizarse, pero sólo con la ayuda de ácidos fuertes[5].
Como los alquenos pueden polimerizar en reacciones radicales algo sencillas, forman compuestos útiles como el polietileno y el cloruro de polivinilo (PVC),[4] que se producen en altos tonelajes cada año[4] debido a su utilidad en los procesos de fabricación de productos comerciales, como tuberías, aislamientos y envases. En general, los polímeros como el PVC se denominan “homopolímeros”, ya que están formados por cadenas o estructuras largas repetidas de la misma unidad monomérica, mientras que los polímeros que constan de más de una unidad monomérica se denominan copolímeros (o copolímeros)[6].
Polimerización catiónica
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 adición
ResumenSe ha propuesto un nuevo concepto químico-cuántico cualitativo del acto elemental de la polimerización por adición como desarrollo de la teoría de la polimerización. Se ha encontrado un amplio conjunto de datos diversos sobre la cinética y el mecanismo de control de la estructura de los polímeros que tiene una nueva explicación desde un punto de vista uniforme. Este concepto se desarrolla en el marco del enfoque axiomático de la teoría general de la polimerización y se basa en cinco postulados, a saber: el principio del intermedio, el principio de ciclicidad del intermedio, el principio de correspondencia, el principio de simetría local y el principio de exclusión del espín.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 mejore el algoritmo de aprendizaje.
Polimerización por crecimiento de la cadena
Los polímeros son moléculas formadas por muchas unidades de monómero repetidas que se unen químicamente formando largas cadenas. Presentan una amplia gama de propiedades físicas, que se ven afectadas por su estructura química, peso molecular y grado de polimerización. La industria de los polímeros fabrica miles de materias primas que se utilizan en una amplia variedad de productos comerciales.1,2
El objetivo de este video es realizar una reacción de polimerización por adición y luego evaluar el producto resultante para entender cómo la viscosidad puede ser utilizada para determinar el peso molecular del polímero. Además, este experimento investigará cómo se puede relacionar el peso molecular con la conversión del monómero.
Este es un tipo de polimerización por adición, que se discute en muchos libros de texto de cinética3 y en todos los libros de ciencias de los polímeros básicos.4 La reacción es mayormente termoneutral y se lleva a cabo normalmente entre 110 – 140 °C y a presión atmosférica. Se utiliza una pequeña cantidad de modificador de peso molecular (“endblocker”) para detener el crecimiento de la cadena, pero el catalizador inicia entonces una nueva cadena. Los bloqueadores finales más comunes son los dimetilsiloxanos con grupos finales de trimetilsiloxi. Una cadena “viva” reacciona con el bloqueador final, formando un producto de polisiloxano “muerto” con un grupo final trimetil.