Polimerización

monómeros

Estas son moléculas simples del mismo compuesto químico que se polimerizan. Tales moléculas deben cumplir ciertos criterios:

1. Necesitan contener enlaces múltiples, generalmente enlaces dobles, que pueden romperse y, como resultado, liberar dos electrones que permitan la formación de nuevos enlaces.
2. Deben contener dos grupos funcionales reactivos en su estructura.

Un mer es la parte más pequeña y repetitiva de la cadena polimérica. La ecuación general de la reacción de polimerización tiene la siguiente notación: _{MONÓMERO POLÍMERO MER}

Tipos de polimerización

La reacción que permite la formación de polímeros se puede clasificar según su mecanismo. Entonces, sobre la base del mecanismo, se puede distinguir:

• polimerización en cadena,
• poliadición,
• polimerización por condensación.

Polimerización en cadena

Muy a menudo, es una reacción de radicales que ocurre solo para monómeros que contienen enlaces múltiples capaces de generar radicales durante la ruptura. Estos radicales tienen la capacidad de combinarse en largas cadenas. La reacción consiste en la unión repetida de monómeros al mismo sitio activo. Esta reacción siempre debe ser iniciada por sustancias químicas que tengan la capacidad de producir un cuanto de luz como resultado de la descomposición térmica o reacciones redox de radicales de alta energía con una vida útil corta y una estabilización de resonancia deficiente. Una gran parte de los polímeros (>70 %de los polímeros vinílicos) producidos a escala industrial se obtienen mediante este método. Sus ventajas son: alta eficiencia, tecnología simple, alta resistencia a la contaminación, posibilidad de utilizar un solvente comúnmente disponible – agua, así como la posibilidad de predecir fácilmente la cinética del proceso. La reacción de polimerización en cadena se divide en varias etapas: iniciación, propagación, elongación de cadena, transferencia de cadena y terminación. Además de la polimerización por radicales, el mecanismo de la cadena también puede ser aniónico o catiónico. En el caso de la polimerización aniónica, por ejemplo, en los monómeros de vinilo, se utiliza el efecto inductivo de los sustituyentes . Un grupo capaz de atraer electrones puede inducir una carga positiva presente en los átomos adyacentes debido al enlace más fuerte del par de electrones del doble vínculo. En el caso de la polimerización catiónica, es necesario utilizar monómeros que incluyan un resto donante, por ejemplo, éteres de vinilo.

poliadición

También conocido como polimerización gradual, el proceso se basa en el reordenamiento de átomos entre monómeros con la formación de subproductos, al igual que en el caso de la polimerización en cadena. Sin embargo, es de naturaleza gradual.

polimerización por condensación

Es un tipo de reacción que ocurre solo para monómeros con al menos dos grupos funcionales capaces de reaccionar con la liberación de un subproducto , más a menudo en forma de agua. Hay dos tipos posibles de tal condensación. Heteropolicondensación, si el monómero contiene dos grupos funcionales diferentes que reaccionan entre sí, u homopolicondensación, si el monómero está formado por dos grupos funcionales idénticos. Solo pueden reaccionar con un comonómero, es decir, el segundo monómero presente en la reacción, que contiene otros grupos funcionales.

Clasificación de polímeros basada en propiedades físicas y químicas.

1. Elastómeros : polímeros similares al caucho altamente flexibles con la capacidad de estirarse varias veces y volver a sus dimensiones originales, por ejemplo, polibutadieno reticulado.
2. Durómeros : excelentes materiales de construcción. Sus principales propiedades son: dureza, falta de flexibilidad y una resistencia mecánica muy alta. Los polímeros de alto punto de fusión de este grupo se denominan duroplastos. Incluyen, por ejemplo, baquelita y resinas epoxi.
3. Los plastómeros , también conocidos como termoplastos, son un poco menos rígidos que los duromeros. Después de la fusión, es posible procesarlos, pero el tratamiento térmico repetido tiene un efecto adverso en sus propiedades mecánicas y funcionales. Este grupo de polímeros incluye polietileno , polipropileno , polimetacrilato de metilo, etc.

Clasificación de los polímeros según su origen

1. Los polímeros naturales son policompuestos que se encuentran en la naturaleza. Se pueden utilizar directamente o después de la modificación. Los más utilizados son: a) caucho natural – poliisopreno, que al ser sometido a un proceso de vulcanización con azufre permite la producción de caucho (aprox. 3 %de azufre) utilizado en diversas juntas, llantas, juguetes, telas flexibles y artículos de uso doméstico. y ebonita (aprox. 25-30 %de azufre) utilizada en cajas de baterías, dispositivos químicos y materiales aislantes. b) polisacáridos , como ribosa, glucosa, fructosa, almidón y celulosa. Estos son materiales fáciles de usar hechos de monosacáridos unidos por un enlace glucosídico. La celulosa se usa en la producción de papel , adhesivos o rayón, y el almidón se usa prácticamente en todas las industrias, incluidas la textil, la farmacéutica y la cosmética. c) proteínas : sus monómeros se conocen como α-aminoácidos, como la glicina, la cisteína y la fenilalanina. Son los constituyentes fundamentales de todos los organismos vivos y tienen diversas funciones biológicas. Los residuos de aminoácidos están unidos por enlaces peptídicos . Se utilizan principalmente en la industria alimentaria y en la medicina.

2. Los polímeros artificiales son compuestos artificiales obtenidos mediante síntesis química. La polimerización puede ocurrir por mecanismos de reacción en cadena, poliadición y policondensación. Los ejemplos incluyen: a) polímeros de cadena , tales como: polietileno utilizado en la producción de películas, empaques o juguetes, polipropileno utilizado en materiales aislantes, tuberías de agua y partes de carrocerías de automóviles, así como cloruro de polivinilo utilizado en la producción de revestimientos para pisos, materiales eléctricos materiales aislantes, puertas y ventanas. b) cauchos sintéticos , incluido el polibutadieno utilizado en juntas, pinturas y adhesivos de látex, y el policloropreno utilizado en balsas salvavidas, trajes de buceo y bandas utilizadas con fines de fisioterapia. c) polímeros de poliadición , por ejemplo, poliuretanos utilizados en la industria del mueble, automotriz y del calzado, así como resinas epoxi que se encuentran en laminados, adhesivos y diversos tipos de compuestos utilizados en la aviación, la industria automotriz y la construcción de embarcaciones. d) polímeros de condensación , por ejemplo, poliésteres que se utilizan con mayor frecuencia como PET, es decir, poli(tereftalato de etilo) para la producción de platos, botellas, envases y fibras, poliamidas, principalmente nailon, ampliamente utilizado como componente de medias, mallas, cuerdas, cepillos de dientes y Kevlar, siendo los policarbonatos termoplásticos transparentes con muy buenas propiedades mecánicas, frecuentemente utilizados para capas que hacen resistentes a la rotura de vidrios, cascos y CD/DVD, fenoplastos utilizados principalmente como baquelita, aminoplastos y siliconas.

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