Mecanismos de reacción en polímeros de adición

Polimerización Catiónica. Formación del polipropileno (PP) En 1954 Giulio Natta logró obtener polipropileno. El extremo por donde crece el polímero es un catión (electrófilo)

Se adiciona un ácido (HA) al propileno Se adiciona un ácido (HA) al propileno. el protón H+ (reactivo iniciador) ataca los electrones del enlace doble y termina uniéndose a uno de los átomos de carbono. En esta reacción se genera un ion carbocatión

Como existe una muy baja concentración de HA, con respecto al alqueno, es improbable que el ion carbonio se encuentre con el A- y sea neutralizado. en vez de esta reacción, el ion carbonio ataca al doble enlace de otra molécula de propileno. Formando un nuevo ion carbonio, y así sucesivamente se va alargando la cadena y polímero sigue creciendo

La cadena deja de crecer y ahora es posible la reacción entre el ion carbonio y el anión.

Polimerización aniónica Formación del cloruro de polivinilo (PVC) Fue descubierto accidentalmente por Henri Victor Regnault en el año 1838. En el año 1872, Eugen Baumann fue el primero en sintetizar polímeros derivados de haluros de vinilo. La polimerización aniónica comienza por medio de un iniciador, el más común es el n – butil – litio.

Este carbanión reacciona con el cloruro de vinilo, iniciándose así la polimerización El butil litio se separa para formar un anión butilo y un catión litio. La carga negativa del butilo se localiza sobre un átomo de carbono, lo que genera un carbanión

El carbanión resultante reacciona con otra molécula del monómero, así el proceso se repite muchas veces y de este modo la cadena se va alargando

La polimerización finaliza con la neutralización del carbanión; esta reacción se logra a través de la adición de un protón proveniente del agua. De este modo obtiene, finalmente, el cloruro de polivinilo

Polimerización radicálica Formación del polietileno. Fue descubierto en 1898 por Hans von Pechmann. La reacción se genera al producirse radicales libres , formando intermediarios sin carga, pues se producen por ruptura homolítica.

El peróxido de benzoilo se descompone por efecto de la temperatura, librando dióxido de carbono y dos radicales libres, cada uno actuando como iniciador de la reacción

En este caso el par electrónico del doble enlace es acatado fácilmente por el radical libre, formando un nuevo radical

El radical reacciona con otra molécula de etileno, y así el proceso se repite n veces, para ir alargando la cadena

La cadena termina a través de cualquier reacción en la que se destruyen los radicales libres, dando lugar al polímero llamado polietileno, formado con un número n de monómeros.

Mecanismos de reacción en polímeros de condensación

Polímeros por condensación Algunos polímeros sintetizados por este método son: poliamidas, poliésteres, siliconas y resinas.

Poliamidas Fibra sintética que tiene la propiedad de formar hilos que se estiran bastante sin romperse. Se pueden usar para hilar y hacer tejidos. Una de las poliamidas más conocidas es el nailon. Este polímero se obtiene por la polimerización de un ácido dicarboxílico (1,6-ácido hexanodioico) y una diamina (1,6-hexanodiamina), según muestra la siguiente ecuación:

Poliésteres Se sintetizan de manera similar a las poliamidas, condensando un ácido con un alcohol. Por ejemplo, en el ácido tereftálico (ácido 1,4–benzodioico) reacciona con el etilenglicol (1,2–etanodiol) para formar el PET, en presencia de un catalizador o bien por efecto de la presión o del calor.

Siliconas Presentan propiedades físicas similares a las de las resinas y al caucho, pero son más estables frente al calor y a la oxidación. Las siliconas son muy poco reactivas, y por esta razón se emplean en el campo de la medicina, por ejemplo, en la fabricación de corazones artificiales e implantes cosméticos.

Resinas La baquelita fue la primera resina sintetizada por el químico estadounidense de origen belga Leo Baekeland en 1907. Las resinas se caracterizan por sufrir una transformación química cuando se funden, convirtiéndose en un sólido que, si se vuelve a fundir, se descompone.