Polimerización por inserción
La polimerización por etapas 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.
Mecanismo de polimerización por coordinación
La polimerización por coordinación se inició en la década de 1950 con catalizadores heterogéneos de Ziegler-Natta basados en tetracloruro de titanio y co-catalizadores de organoaluminio. La mezcla de TiCl4 con complejos de trialquilaluminio produce sólidos con Ti(III) que catalizan la polimerización del eteno y el propeno. La naturaleza del centro catalítico ha suscitado un gran interés, pero sigue siendo incierta. Se ha informado de muchos aditivos y variaciones para las recetas originales[3].
En algunas aplicaciones, la polimerización heterogénea de Ziegler-Natta ha sido sustituida por catalizadores homogéneos, como el catalizador Kaminsky, descubierto en la década de 1970. La década de los noventa trajo consigo una nueva gama de catalizadores post-metalocénicos. Los monómeros típicos son el eteno y el propeno no polares. El desarrollo de la polimerización de coordinación que permite la copolimerización con monómeros polares es más reciente[4]. Ejemplos de monómeros que pueden incorporarse son las metil vinil cetonas,[5] el acrilato de metilo,[6] y el acrilonitrilo[7].
La polimerización por coordinación tiene un gran impacto en las propiedades físicas de los polímeros de vinilo, como el polietileno y el polipropileno, en comparación con los mismos polímeros preparados por otras técnicas, como la polimerización de radicales libres. Los polímeros tienden a ser lineales y no ramificados y tienen una masa molar mucho mayor. Los polímeros de tipo coordinación también son estereorregulares y pueden ser isotácticos o sindiotácticos en lugar de sólo atácticos. Esta tacticidad introduce la cristalinidad en polímeros que de otro modo serían amorfos. A partir de estas diferencias en el tipo de polimerización se origina la distinción entre polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de alta densidad (HDPE) o incluso polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE).
Polimerización por coordinación slideshare
Un polímero de coordinación es una estructura polimérica inorgánica u organometálica que contiene centros de cationes metálicos unidos por ligandos. Más formalmente, un polímero de coordinación es un compuesto de coordinación con entidades de coordinación repetidas que se extienden en 1, 2 o 3 dimensiones[1].
También puede describirse como un polímero cuyas unidades de repetición son complejos de coordinación. Los polímeros de coordinación contienen la subclase de redes de coordinación que son compuestos de coordinación que se extienden, a través de entidades de coordinación repetidas, en 1 dimensión, pero con enlaces cruzados entre dos o más cadenas individuales, bucles o espiroenlaces, o un compuesto de coordinación que se extiende a través de entidades de coordinación repetidas en 2 o 3 dimensiones. Una subclase de éstos son los marcos metal-orgánicos, o MOF, que son redes de coordinación con ligandos orgánicos que contienen vacíos potenciales[1].
Los polímeros de coordinación pueden clasificarse de varias maneras según su estructura y composición. Una clasificación importante es la que se refiere a la dimensionalidad. Se puede determinar que una estructura es unidimensional, bidimensional o tridimensional, dependiendo del número de direcciones en el espacio en que se extiende el conjunto. Una estructura unidimensional se extiende en línea recta (a lo largo del eje x); una estructura bidimensional se extiende en un plano (dos direcciones, ejes x e y); y una estructura tridimensional se extiende en las tres direcciones (ejes x, y y z)[3].
Ventajas de la polimerización por coordinación
Los polímeros de coordinación, incluidos los marcos metal-orgánicos, los clatratos y los cianometalatos, han cobrado recientemente importancia como una clase importante de materiales en estado sólido. En esta revisión crítica se ha presentado cuidadosamente la diversidad, la clasificación, la síntesis, la estructura, las propiedades, las aplicaciones y los factores geométricos y químicos que influyen en su formación. La síntesis de estas nuevas clases de compuestos a partir de bloques moleculares y la demostración de su elevada área superficial, su potencial de adsorción y captura de moléculas, su selectividad en la separación y captación de moléculas, su estructura molecular sintonizable y modificable, y sus respuestas fotoluminiscentes, magnéticas y antimicrobianas encierran el potencial de innumerables aplicaciones basadas en estas propiedades adaptadas.
Abreviaturas: MOFs: Metals-Organic Frameworks; CPs: Polímeros de Coordinación; SBUs: Unidades de Construcción Secundaria; PCP: Polímeros de coordinación porosos; HSAB: Hard Soft Acid Base; KTP: Potassium Titanyl Phosphate; CT: Computed Tomography