Mecanismo de polimerización por radicales libres pdf
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.
Mecanismo de polimerización por condensación
En el proceso de polimerización, los enlaces de un polímero se conectan, y por su composición el propio polímero no difiere en nada de los monómeros originales. La composición elemental del polímero y del monómero es absolutamente idéntica.
Una característica interesante de los polímeros es que, a diferencia de varias sustancias de bajo peso molecular, los polímeros no tienen un punto de fusión preciso, aunque a altas temperaturas se ablandan gradualmente.
Los polímeros pueden dividirse en 3 grupos principales según su conductividad eléctrica: dieléctricos, semiconductores y conductores. La conductividad de los dieléctricos aumenta cuando el polímero se calienta hasta el punto de fusión. La contracción por calor de los polímeros es unas 15 veces mayor que la de cualquier metal. Haga clic aquí para conocer más datos interesantes sobre los polímeros.
La polimerización suele tener lugar según un mecanismo de radicales de cadena. Este mecanismo se utiliza para obtener polímeros con fines industriales. El proceso consta de varias etapas.
Polimerización radical
Este paso implica la generación de especies activas. Los radicales libres pueden producirse de varias maneras, incluyendo la descomposición térmica o fotoquímica de peróxidos orgánicos, hidroperóxidos, azo o diazo
Así, el proceso de iniciación de la cadena implica dos pasos; el primero es la descomposición del iniciador (por ejemplo, BPO o AIBN) para producir un par de radicales libres R-, y el segundo la adición de un monómero
al radical primario R- para producir el radical en cadena, lo que se denomina la iniciación. Se descubrió que el paso que limita la velocidad es el paso de iniciación, es decir, la constante de velocidad para la disociación del iniciador es
Mecanismo de polimerización por adición
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].