Tipos de polimerización

Los polímeros son sustancias de elevada masa molecular que restringen un gran número de unidades estructurales reiterativas admitidas a partir de moléculas simples. Implantan moléculas de tamaño macro y tienen una masa molecular muy alta del orden de 10 a 10 u. También se les llama macromoléculas . Las unidades estructurales que se repiten se concluyen a partir de una enésima molécula reactiva simple y están fascinadas con cada dispar por enlaces covalentes.

Las moléculas simples que se asocian para cristalizar polímeros se denominan monómeros . El procedimiento por el cual las moléculas simples (es decir, la monomerización se modifican en polímeros se llama polimerización). A modo de ejemplo, el polietileno o generalmente conocido como polietileno es un polímero deducido de la progresión de la polimerización de sus monómeros de polimerización de etileno. 

Tipos de Polímeros

Clasificación basada en el origen de los polímeros

Se clasifican como:

1. Polímeros naturales : los polímeros cultivados de la naturaleza se denominan polímeros naturales. Están fabricados en plantas y animales y son verdaderamente involuntarios de por vida. Por ejemplo proteína, celulosa, almidón, ácido nucleico, caucho natural, etc.
2. Polímeros semisintéticos: estos polímeros a menudo se deducen de los polímeros naturales por diferencias químicas. A modo de ejemplo, la celulosa es un polímero natural. Por acetilación con anhídrido acético en presencia de ácido sulfúrico, la celulosa forma un polímero de diacetato de celulosa. Se utiliza en la fabricación de hilos y materiales como películas, vidrios, etc. Otros ejemplos de polímeros semisintéticos son el caucho vulcanizado (utilizado en la formación de neumáticos, etc.), algodón pólvora que es nitrato de celulosa (utilizado en la fabricación de explosivos), etc.
3. Polímeros sintéticos : los polímeros preparados en el laboratorio se denominan polímeros sintéticos. Para representante-Polietileno, Buna-S, PVC, Nylon, etc.

Clasificación basada en estructuras de polímeros

Se clasifican como:

• Polímeros lineales: estos son polímeros en los que las unidades monoméricas se correlacionan simultáneamente para cristalizar strings largas y lineales. Estos polímeros directos están bien empaquetados y, por lo tanto, tienen altas densidades, alta resistencia a la tracción (tracción) y altos puntos de fusión. Algunos ejemplos comunes de polímeros lineales son polietileno de alta densidad, cloruro de polivinilo, nailon, poliéster, etc.

• Polímeros de string ramificada: estos son polímeros en los que los monómeros se combinan para formar strings largas que tienen strings laterales o ramificaciones de diferentes longitudes. Estos polímeros de string ramificada se empaquetan de manera irregular y, por lo tanto, tienen una resistencia a la tracción y un punto de fusión más bajos que los polímeros lineales. Algunos ejemplos comunes son polietileno de baja densidad, glucógeno, almidón, etc.

• Polímeros reticulados o en red: son polímeros en los que las unidades monoméricas están reticuladas entre sí en una red tridimensional. Estos también se denominan modos de trabajo tridimensionales. Estos polímeros son rígidos, rígidos y quebradizos debido a la estructura de la red. Por ejemplo, baquelita, resinas de melamina-formaldehído, etc.

Clasificación basada en el modo de polimerización

Se clasifican como:

• Polímeros de adición: Un polímero formado por la suma global de la adición de monómeros repetidos a las moléculas del producto final se denomina polímero de adición. Estos se forman por la adición repetida de moléculas de monómero que poseen enlaces dobles o triples, por ejemplo, el polietileno se forma a partir del eteno . Se clasifican nuevamente como:
  • Homopolímeros: estos polímeros se forman mediante la polimerización de especies monoméricas individuales, por ejemplo, formación de polietileno a partir de eteno como: nCH ₂ = CH ₂ → (CH ₂ -CH ₂ ) _n
  • Copolímeros: estos polímeros se forman mediante la polimerización de dos monómeros diferentes, por ejemplo, formación de buna-S a partir de estireno y buta-1,3-dieno. Algunos polímeros de adición comunes son polietileno, poliestireno, teflón, buna-S, PVC, etc. Aquí está la estructura del teflón:

nCF ₂ = CF ₂ → –(CF ₂ –CF ₂ ) _n –

• Polímeros de condensación: un polímero formado por la condensación de dos o más monómeros con la eliminación de moléculas simples como agua, alcohol, amoníaco, etc. se denomina polímero de condensación. Se forman por reacciones de condensación repetidas entre dos unidades monoméricas bifuncionales o trifuncionales diferentes con eliminación de pequeñas moléculas como alcohol, agua, HCl, etc. El nailon-6,6 se forma a partir de hexametilendiamina y ácido adípico. Algunos de los polímeros de condensación son Terylene o Dacron, Nylon-6, Baquelita, etc.

Clasificación basada en Fuerzas Moleculares

Dependiendo de las fuerzas intermoleculares, los polímeros se clasifican en:

• Elastómeros: Los polímeros en los que las fuerzas de atracción intermoleculares entre las strings poliméricas son más débiles y tienen un carácter elástico, como el del caucho, se denominan elastómeros. Debido a las fuerzas débiles inminentes, los polímeros se pueden deformar fácilmente mediante la aplicación de pequeñas tensiones y recuperar su forma dominante cuando se desvía la tensión. El ejemplo más importante de un elastómero es el caucho natural. Estos polímeros consisten en strings moleculares enrolladas al azar. Tienen las fuerzas intermoleculares más débiles, por ejemplo, Buna-S, Buna-N, Neopreno, etc.

• Fibras: Estos son polímeros que tienen fuertes fuerzas intermoleculares entre las strings. Estas fuerzas son enlaces de hidrógeno o interacciones dipolo-dipolo. Estos polímeros son largos, delgados y similares a hilos y se pueden tejer en telas. Por lo tanto, se utilizan para hacer fibra. Ejemplos comunes son nylon-66, terileno, seda, etc. Estos son sólidos formadores de hilos que tienen alta resistencia a la tracción y alto módulo. Tienen fuertes fuerzas intermoleculares como enlaces H, por ejemplo, poliamidas (nylon-6,6), poliésteres (terileno), etc.
• Polímeros termoplásticos: Son moléculas de string larga lineales o apenas radiadas capaces de reblandecerse constantemente al calentarse y endurecerse al enfriarse. Estos mantienen fuerzas de atracción intermoleculares, intermedias entre elastómeros y fibras. Ejemplo polietileno, poliestireno, polivinilo, etc.
• Polímeros termoendurecibles: estos son polímeros que pueden suavizarse con fluidez constantemente al calentarse y endurecerse al enfriarse con una alteración leve en sus propiedades. En estos polímeros, las fuerzas intermoleculares son intermedias entre las de los elastómeros y los filamentos. No hay entrecruzamiento entre strings. El ablandamiento ocurre cuando las strings de polímero se mueven más y más libremente debido a la falta de enlaces cruzados. Ejemplos comunes de termoplásticos son polietileno, poliestireno, cloruro de polivinilo, teflón, etc.

Tipos de polimerización

Las reacciones de polimerización son de dos tipos:

1. Polimerización por adición o polimerización por crecimiento en string.
2. Polimerización por condensación o polimerización por crecimiento escalonado.

Polimerización por adición o crecimiento en string

Cuando las mismas o diferentes moléculas de monómero (compuestos insaturados) se agregan sucesivamente a gran escala para formar un polímero, este tipo de polimerización se conoce como polimerización por adición o por crecimiento en string.

1. Poliadición: Es una reacción de polimerización que forma polímeros a través de respectivas reacciones de adición independientes. La poliadición ocurre como una reacción entre grupos funcionales en moléculas para cristalizar una categoría de masa molar altitudinal, con bajos grados de polimerización, similares a dímeros, trímeros y oligómeros.
2. Policondensación: es un resumen químico para entregar un polímero mediante la asociación de variedades únicas o múltiples de monómeros para cristalizar strings largas que liberan agua o una sustancia simple correspondiente.

Esto involucra radicales libres o mecanismos iónicos de los cuales el radical libre es el modo más común.

Preparación de polietileno por polimerización por adición:

En la disposición del polietileno a partir del eteno, el perrust de benzoílo actúa como iniciador o generador de radicales libres. El polietileno es de dos tipos:

• Polietileno de baja densidad (LDP) : es químicamente inerte y resistente, pero flexible y mal conductor de la electricidad.
• Polietileno de alta densidad (HDP) : es químicamente inerte y resistente y es resistente debido al empaquetamiento compacto.

Polimerización por condensación o crecimiento escalonado

Está asociado con una reacción de condensación repetitiva entre dos monómeros bifuncionales. En estas reacciones de policondensación, se pierden algunas moléculas sin pretensiones como agua, alcohol, etc. y se forman polímeros de condensación de alta masa molecular. Como terileno, nailon-6,6, nailon-6, polímero de fenol-formaldehído, polímero de melamina-formaldehído, etc.

1. Polimerización por radicales: una variedad de compuestos insaturados como alcanos o dienos o sus derivados se polimerizan mediante polimerización por adición de radicales libres en presencia de un iniciador generador de radicales libres (catalizador) como perrust de benzoilo, perrust de acetilo, perrust de terc-butilo, etc. Este tipo de polimerización se realiza calentando el monómero con una pequeña cantidad del iniciador (generalmente perrust) o exponiendo el monómero a la luz.
2. Polimerización coordinada: La polimerización coordinada es una forma de polimerización catalizada por sales y complejos de metales de transición.
3. Polimerización catiónica: cuando el iniciador es un catión, se une al doble enlace para formar un intermedio iónico al que se le agrega p en un proceso llamado polimerización por adición catiónica. Comienza con ácido. Un ácido comúnmente utilizado para el ácido sulfúrico del polímero de catamita HSO, HF, BF está en presencia de una pequeña cantidad de agua.
4. Polimerización Aniónica: Este tipo de polimerización es iniciada por iones, que pueden ser bases u otros nucleófilos. La string principal lleva la adición nucleófila de iones a un monómero insaturado. Esto procede a través de la formación del carbanión. Butil litio o amida de potasio K ⁺ NH ₂ ^– .

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Cuál es la principal característica estructural requerida para que una molécula sea útil en una reacción de polimerización condensada?

Responder:

Los monómeros deben ser bifuncionales y tener dos grupos funcionales.

Pregunta 2: ¿Qué son los polímeros reticulados? Dé uno de esos ejemplos.

Responder:

Los polímeros en los que las strings poliméricas lineales se entrecruzan para formar una estructura de red tridimensional se denominan polímeros entrecruzados. Un ejemplo común de este tipo de polímero es la baquelita.

Pregunta 3: ¿Cuál es la distinción entre dos notaciones: nylon-6 y nylon-68?

Responder:

El nylon-6 se obtiene a partir de caprolactama que se obtiene a partir de ciclohexano. Tiene solo uno en comparación con los 6 átomos de carbono.

Nylon-66 se refiere a un polímero obtenido a partir de 6 átomos de carbono de ácido dicarboxílico (ácido adípico) y 6 diamina (hexametileno diamina).

Pregunta 4: Nombre un polímero formado por polimerización de crecimiento escalonado. nombre su monómero.

Responder:

Nailon-66. Sus monómeros son:

• Ácido adípico: HOOC (CH ₂ ) ₄ COOH
• Hexametilendiamina: NH₂(CH ₂ ) ₆ NH₂

Pregunta 5: ¿En qué se diferencian los termoplásticos de los polímeros termoestables?

Responder:

Los termoplásticos se ablandan al calentarlos. Estos pueden ser modulados a cualquier tamaño deseado. Los termoplásticos deben procesarse repetidamente. Por otro lado, los plásticos termoendurecibles se vuelven una masa dura e insoluble al calentarlos. Estos no se pueden modular al tamaño deseado y no se pueden reprocesar.