Mecanismos y tcnicas de polimerizacin (Sntesis)

Mecanismos y tcnicas de polimerizacin (Sntesis)

Lapolimerizacines un proceso qumico por el que losreactivos,monmeros(compuestos de bajo peso molecular) se agrupan qumicamente entre s, dando lugar a una molcula de gran peso, llamadapolmero, bien unacadena lineal ounamacromolculatridimensional.

Mecanismos y tcnicas son cosas distintas. Los mecanismos de polimerizacin se diferencian en la especie activa en la reaccin de polimerizacin (radiclica, aninica, catinica, por pasos,...) mientras que las tcnicas de polimerizacin se distinguen por el medio en el que la reaccin tiene lugar (en disolucin, en bloque o en masa, en suspensin, en emulsin,...)

MecanismosExisten muchos tipos de polimerizacin, sin embargo en este espacio les llevaremos los ms resaltantes.

Polimerizacin radicalaria.La polimerizacin de radicales libres es uno de los procesos qumicos ms estudiados. Esto no es sorprendente, ya que polimerizacin de radicales libres se lleva a cabo a gran escala industrialmente, la produccin mundial de polmeros por este mtodo est en el rango de 100 millones de toneladas por ao. Esta enorme produccin corresponde a casi el 50% de todos los polmeros sintticos.Al igual que las reacciones en cadena, el proceso de polimerizacin por radicales puede subdividirse en la iniciacin, propagacin, transferencia y terminacin, estos pasos se encuentran representados en el esquema 1.

Esquema 1.El mecanismo ocurre cuando se calienta el iniciador(I2)y escinde homolticamente y se forman los radicales (I*), el radical se adiciona al monmero (M), estabilizando por resonancia la molcula (R1), iniciando as el crecimiento de la cadena polimrica. En cada paso de propagacin se ir aadiendo otra molcula del monmero a la cadena de crecimiento. La longitud de una cadena polimrica depende del nmero de adiciones de monmeros que se produzcan antes de que la etapa de terminacin pare el proceso. Eventualmente la reaccin en cadena se para, bien por el acoplamiento de dos cadenas o por la reaccin con una impureza (como el oxgeno), o simplemente por agotamiento del monmero.

Polimerizacin catinica.Esta se produce por un mecanismo similar al proceso radicalario, excepto en que implica a carbocationes como intermedios.La polimerizacin catinica puede ser iniciada por una gran variedad de qumicos y mtodos fsicos. Ejemplos de ello son la iniciacin por los cidos de Brnsted, cidos de Lewis, cidos de Lewuis en combinacin con una fuente de iones o protones carbonios, iones estable de carbonio, UV o -irradiacin, reacciones fotoqumicas, y la aplicacin de altos campos elctricos.En la representacin del mecanismo de la polimerizacin catinica a continuacin se emplea el BF3como catalizador, el cual requiere de agua o metanol como co-catalizador es utilizado para dar inicio a esta reaccin.

Polimerizacin aninica.La polimerizacinaninicaesuna polimerizacin dereaccin en cadenaen laquelas especiesactivassonformalmenteunanin,es decir,un tomoogrupoconunacarganegativayunpardeelectronesno compartidos.Los anionespuedenserconsiderados comolas basesconjugadasdelos cidos correspondientes,tal como se muestraen la ecuacin 1.Laestabilidadyreactividadde lasespeciesaninicasse puede deducirdelos valoresde pKa paraelequilibriorepresentadoen laecuacin 1paraelcidoconjugadocorrespondiente.Elconjugadomscido(menoresvalores de pKa)seasociaconunaespecieaninicacorrespondientementemsestable.

Ecuacin 1.

Un buen monmero para la polimerizacin aninica debera contener al menos un grupo sustractor de electrnes fuerte, como el grupo carbonilo, ciano o nitro. En la siguiente reaccin se muestra el paso de alargamiento de la cadena en la polimerizacin del acrilato de metilo.

Referencias bibliogrficas