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POLÍMEROS 3ra. Sesión. 7.- Análisis de las Reacciones de polimerización 8.- Destreza en las reacciones de polimerización.

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1 POLÍMEROS 3ra. Sesión. 7.- Análisis de las Reacciones de polimerización 8.- Destreza en las reacciones de polimerización

2 7.- ANÁLISIS DE LAS REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN Ya se vió que con un adecuado catalizador, podemos partir de substancias conocidas como monómeros para producir un plástico, como fue el caso del polietileno y del polipropileno. Ahora vamos a adentrarnos un poco más en la reacción de polimerización del polietileno.

3 ¿Por qué se requiere de un catalizador para iniciar la reacción? Los monómeros, aunque se coloquen mezclados o de cualquier forma, por si solos no pueden reaccionar para formar un polímero. Se necesitan cambiar las condiciones de la reacción, para que esta ocurra, para lo cual se requieren de altas presiones y/o temperaturas o largos periodos de tiempo. Afortunadamente, se descubrieron ciertas substancias catalizadoras, (agentes que aceleran la reacción), que nos permiten llevar a cabo la reacción de polimerización con facilidad y sin grandes cambios en la temperatura o presión.

4 Un ejemplo sencillo de catalizador sería el caso del azúcar, con un poco de ceniza. Si intentamos prenderle fuego, con un cerillo, lo único que lograremos es que se funda el azúcar, pero no lograremos que arda. En cambio si la mezclamos con ceniza de cigarro, el azúcar arderá. Algo similar ocurre con los monómeros, al mezclarlos con un catalizador adecuado, los monómeros reaccionarán para formar un polímero.

5 En las reacciones de polimerización Generalmente usamos un peróxido, que será el agente que inicie y facilite la reacción de polimerización, como se muestra a continuación: O C O O C O O C 2 O.O CO 2 Peróxilo de Benzoilo Fenilo

6 Los radicales libres fenilos atacan la doble ligadura del alqueno para seguir produciendo radicales libres: Crecimiento de la cadena de alcanos: R–CH 2 –CH 2. + CH 2 =CH 2 R–CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH 2. Y en esta forma, las cadenas crecen rápidamente, e indefenidamente, considerando que en cada reacción va quedando un solo sitio activo NOTA R =. + CH 2 = CH 2 CH 2 - CH 2.

7 LAS REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN DEL ETILENO Y DEL PROPILENO LAS PODEMOS EXPRESAR EN FORMA RESUMIDA, COMO YA HABÍAMOS ANOTADO ANTERIORMENTE : n CH 2 = CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – ETILENOPOLIETILENO H CH 3 H CH 3 H n CH 2 = CH – CH 3 - C – C – C – C - C - H H H H H PROPILENOPOLIPROPILENO CATALIZADOR

8 EN FORMA SIMILAR EXPRESAREMOS LAS REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN SIGUIENTES, EN QUE VAMOS ADICIONANDO MONÓMEROS Para el isopreno, para dar el poliisopreno CH 3 CH 2 = C – CH = CH 2 CATALIZADOR CH 3 CH 3 - CH 2 – C = CH – CH 2 -

9 EN REALIDAD EL ISOPRENO PUEDE POLIMERIZARSE EN DOS EXTREMOS DE ISOMERÍA CIS - TRANS omega.ilce.edu.mx

10 Para el caso del cloruro de vinilo, también tenemos otro caso en que adicionamos mas monomeros H Cl H Cl H Cl C = C - C – C – C – C - H H H H H H Cloruro de vinilo Policloruro de vinilo (PVC) TUBERIAS DE PVC Catali- zador

11 REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN Todas las reacciones vistas hasta ahora se les conoce como DE ADICIÓN, porque simplemente se van adicionando monómeros. Veánse en las diapositivas anteriores los casos del polietileno, el polipropileno, el poliisopreno y el policloruro de vinilo (PVC) El otro tipo de reacciones de polimerización, es el de CONDENSACIÓN, en que al ir formándose el polímero, se elimina AGUA, motivo por el cual, se le llama así, de CONDENSACIÓN.

12 Un ejemplo de reacción de condensación sería la formación del NYLON y el KEVLAR Vamos a presentar el caso del NYLON, en que una molécula de ÁCIDO HEXANODIOICO se une a una molécula de HEXAMETILÉN DIAMINA para formar el NYLON, eliminándose una molécula de agua: COOH-(CH 2 ) 4 -COOH + NH 2 -(CH 2 ) 6 -NH 2 Ácido hexanodioico + hexametilén D. O O װ -NH-(CH2)6-NH-C-(CH2)4-C- + H 2 O NYLON 66 + AGUA

13 SINTESIS DEL KEVLAR KEVLAR PARAFENIL DIAMINA ACIDO TEREFTALICO

14 Del NYLON y del KEVLAR se obtienen fibras con las que se puede hacer ropa. A continuación se muestran ejemplos de usos Chaleco antibalas

15 8.- DESTREZA EN LAS REACCIONES. A continuación se pedirá resolver los polímeros de adición del estireno y tetrafluoroetileno sigs.: H C = C H H F F C = C F F CATALIZA- DOR ESTIRENOESTIRENO TETRAFLUOROETILENO

16 LAS REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN LAS PODEMOS CLASIFICAR EN LA OBTENCIÓN DE PLÁSTICOS PUEDE SER: POR ADICIÓN POR CONDENSACIÓN SI SOLO SE ADICIONAN LOS MONÓMEROS SI HAY DESPRENDIMIENTO DE AGUA EJEMPLOS POLIETILENO POLIPROPILENO PVC, ETC. NYLON KEVLAR


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