PolimerizacinIntroduccinLa polimerizacin es una reaccin qumica por la cual los reactivos,monmeros(compuestos de bajo peso molecular), forman enlaces qumicos entre s, para dar lugar a una molcula de gran peso molecular (macromolcula), ya sea esta de cadena lineal o de estructura tridimensional, denominada polmero.

Estructura qumica del etileno (izq.) y el polietileno (der.)

Existen muchos tipos de polimerizaciones y varios sistemas de clasificacin. Las categoras principales son:Polimerizacin por adicin y condensacin.Polimerizacin de crecimiento en cadena y en etapas.

Polimerizacin por adicin y condensacinEn una polimerizacin por adicin, la molcula entera de monmero pasa a formar parte del polmero. Por otro lado, la polimerizacin por condensacin, parte de la molcula de monmero se pierde cuando pasa a formar parte del polmero. Esa parte que se pierde es, por lo general, una molcula pequea como agua o HCl gaseoso (cloruro de hidrgeno).

Polimerizacin por adicinComo se dijo anteriormente, una polimerizacin por adicin se da cuando la molcula de monmero pasa a formar parte del polmero sin prdida de tomos, es decir, la composicin qumica de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones qumicas de los monmeros que la conforman. Por lo cual, durante la polimerizacin por adicin no se generan subproductos.Un ejemplo para ilustrar este punto podra ser la sntesis del polietileno. Cuando se polimeriza el etileno para obtenerpolietileno (PE), cada tomo de la molcula de etileno se transforma en parte del polmero. El monmero es adicionado al polmero en sutotalidad.

Polimerizacin por adicin del polietileno

Polimerizacin por condensacinEn una policondensacin, la molcula de monmero pierde tomos cuando pasa a formar parte del polmero. Por lo general, se pierde una molcula pequea. Por lo cual, en las polimerizaciones por condensacin se generan subproductos. Los polmeros obtenidos por esta va se los denomina polmeros de condensacin.Veamos un ejemplo para ilustrar este punto. En la obtencin delnylon 6,6 (poliamida)a partir de cloruro de adipoilo y hexametilen diamina, cada tomo de cloro del cloruro de adipoilo juntamente con uno de los tomos de hidrgeno de laamina, son expulsados como HCl gaseoso (cloruro de hidrgeno).

Polimerizacin por condensacin del nylon 6.6

Debido a que ahora hay menos masa en el polmero que en los monmeros originales, decimos que el polmero est condensado con respecto a los monmeros. El subproducto, ya sea HCl gaseoso, agua o cualquier otro, se denomina condensado.

Polimerizacin de crecimiento en cadena y en etapasEste sistema de clasificacin de las polimerizaciones nuevamente divide las reacciones de polimerizacin en dos categoras, que son:Polimerizaciones por crecimiento de cadenaPolimerizaciones por crecimiento en etapasLas diferencias entre polimerizacin por crecimiento de cadena y polimerizacin por crecimiento en etapas son un tanto ms complicadas que las diferencias entre polimerizacin por adicin y polimerizacin por condensacin.

Polimerizaciones por crecimiento de cadenaEn la polimerizacin por crecimiento en cadena los monmeros pasan a formar parte de la cadena uno a la vez. Primero se forman dmeros, despus trmeros, a continuacin tetrmeros, etc. De esta manera, la cadena se incrementa de uno en uno o, mejor dicho, de monmero a monmero.Un ejemplo de una polimerizacin por crecimiento de cadena sera la polimerizacin aninica (por formacin de un carbo-anin) del estireno, para obtenerpoliestireno (PS):

Polimerizacin en cadena del poliestireno

Polimerizaciones por crecimiento en etapasEn la polimerizacin por crecimiento en etapas o pasos, es posible que un oligmero reaccione con otros, por ejemplo un dmero con un trmero, un tetrmero con un dmero, etc., de forma que la cadena se incrementa en ms de un monmero. En la polimerizacin por crecimiento en etapas, las cadenas en crecimiento pueden reaccionar entre s para formar cadenas an ms largas. Esto es aplicable a cadenas de todos los tamaos. En una polimerizacin por crecimiento de cadena slo los monmeros pueden reaccionar con cadenas en crecimiento.Un ejemplo sera la reaccin entre dos monmeros, el cloruro de tereftoilo y el etilenglicol, para formar un polister llamadopoli(etilen tereftalato)o mas comnmente conocido como PET. Inicialmente reaccionan los dos monmeros para formar undmero.

Polimerizacin por crecimiento en etapas del PET (I)

En este punto de un sistema de crecimiento de cadena, slo podra suceder una cosa: que se adicione un tercer monmero al dmero para dar lugar a un trmero, luego un cuarto para formar un tetrmero y as sucesivamente. Pero en la polimerizacin por crecimiento en etapas, ese dmero puede reaccionar de otras formas diferentes. Obviamente, puede reaccionar con uno de los monmeros para formar un trmero:

Polimerizacin por crecimiento en etapas del PET (II)

Pero pueden suceder otras reacciones. Puede reaccionar con otro dmero para formar un tetrmero:

Polimerizacin por crecimiento en etapas del PET (III)

O puede reaccionar con un trmero para formar un pentmero.

Polimerizacin por crecimiento en etapas del PET (IV)

Estos tetrmeros y pentmeros pueden reaccionar para formar oligmeros an ms grandes y as crecer hasta que los oligmeros sean lo suficientemente grandes como para transformarse en polmeros.

AclaracinSi bien gran parte de las polimerizaciones por crecimiento en cadena ocurren por poliadicin y la mayora de las polimerizaciones en etapas ocurren por policondensacin, no siempre es as. Intentar conciliar el sistema de clasificacin crecimiento en etapas-crecimiento de cadena con el sistema adicin-condensacin, es realmente una prdida de tiempo. Cada uno tiene su propio criterio y las distinciones efectuadas por un sistema no siempre van a ser las mismas que las distinciones efectuadas por el otro.Viendo los ejemplos presentados para cada uno de los diferentes tipos de polimerizaciones, erradamente se podra concluir que la polimerizacin por crecimiento en etapas y polimerizacin por condensacin son lo mismo, y por otra parte, que polimerizacin por crecimiento de cadena y polimerizacin por adicin tambin son lo mismo. Slo que no es verdad. Existen polimerizaciones por adicin que son polimerizaciones por crecimiento en etapas (un ejemplo es la polimerizacin que producepoliuretanos). Tambin existen polimerizaciones por condensacin que son polimerizaciones por crecimiento de cadena.