Procesos de PolimerizaciónEl proceso de construir una molécula polimérica, y por ende obtener un material plástico, se den...
Ahora recuérdese, estos electrones no apareados no estarán contentos con esta situación por lo quebuscarán cualquier elect...
La segunda forma de terminación de la reacción es llamada desproporcionalización. Es un poco másparticular que la anterior...
grupos terminales no tienen efecto en las propiedades mecánicas del polímero, pero sí puedeninfluenciar la estabilidad quí...
En el proceso por catalizador Ziegler-Natta, la molécula crece como un cabello a partir de la superficiedel catalizador. L...
Polimerización de CondensaciónA diferencia de la polimerización de adición, en la polimerización de condensación algunos á...
Otro ejemplo es la reacción del ácido tereftálico y el etilenglicolque produce (2n-1)H2O más el poliéster polietiléntereft...
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Procesos de polimerización

  1. 1. Procesos de PolimerizaciónEl proceso de construir una molécula polimérica, y por ende obtener un material plástico, se denominapolimerización. Se diferencian dos tipos de procesos de polimerización, de adición y de condensación.Polimerización de AdiciónEn esta clase de polimerización los polímeros son sintetizados por la adición de monómerosinsaturados a la cadena creciente. Un monómero insaturado es aquel que tiene un enlace covalente, odoble, entre sus átomos, estos enlaces covalentes son bastante reactivos y al ser eliminados permitenque el monómero se pueda acoplar con otros monómeros insaturados.Por ejemplo, al monómero de etileno se le rompe el enlace covalente entre sus dos átomos de carbonodejando dos electrones desapareados. Esto atrae otro monómero de etileno, rompiéndole el enlacecovalente y acoplándolo. Así puede continuar indefinidamente la reacción formando la cadenapolimérica.Obviamente, cuando se va a iniciar la reacción, el primer monómero no es capaz por sí solo de romperel enlace covalente, por lo que se utilizan iniciadores. Los iniciadores son moléculas que tienen laparticularidad de romper por sí mismas uno de sus enlaces. Luego de haberse dividido tenemos dosfragmentos, denominados fragmentos iniciadores, cada uno con un electrón no apareado. Moléculascomo estas son el peróxido benzoico y el 2,2-azo-bis-isobutirilnitrilo (AIBN).2,2-azo-bis-isobutirilnitrilo (AIBN) Peróxido benzoico
  2. 2. Ahora recuérdese, estos electrones no apareados no estarán contentos con esta situación por lo quebuscarán cualquier electrón con el fin de aparearse. Este electrón lo obtienen al romper el enlacecovalente de un monómero, dejando a su vez a este monómero con un electrón desapareado quereacciona, de igual manera que el iniciador, con otro monómero propagándose la reacción depolimerización por adición.Desafortunadamente, la reacción tiene que acabar. Hay dos maneras de terminar la reacción. Laprimera es llamada acoplamiento. Sucede cuando dos electrones no apareados de dos cadenasdiferentes que están creciendo se encuentran, permitiendo que sus respectivas cadenas se acoplen.
  3. 3. La segunda forma de terminación de la reacción es llamada desproporcionalización. Es un poco másparticular que la anterior. En la desproporcionalización, cuando se encuentran las dos cadenascrecientes, uno de los electrones desapareados en lugar de acoplarse sencillamente con el de la otracadena, lo que hace es arrebatarle un átomo de hidrógeno, terminando su crecimiento y dejando a laúltima cadena con dos electrones desapareados entre los cuales se forma un enlace doble que tambiéncierra esta cadena.En general, un polímero de adición como el polietileno puede representarse así: 1–[CH2 – CH2] – 2,en donde F1 y F2 son los grupos terminales de inicio y fin de la reacción, que se encuentran en muypequeñas concentraciones comparados con la cantidad de monómeros de la cadena principal. Estos
  4. 4. grupos terminales no tienen efecto en las propiedades mecánicas del polímero, pero sí puedeninfluenciar la estabilidad química del mismo: en algunos polímeros, cuando son calentados o irradiadoscon luz, los grupos terminales inestables pueden iniciar la degradación de la molécula.En algunas ocasiones, el electrón desapareado al final de la cadena arrebata un electrón de un enlacecarbono hidrógeno a su propia cadena principal, cerrando la cadena al final y dejando una posibilidadde enlace en una zona intermedia de la cadena en donde se acoplará otro monómero y dará inicio a unaramificación. Este fenómeno es conocido como mecanismo de back-biting (“retromordida”). Es así comose producen los polímeros ramificados.
  5. 5. En el proceso por catalizador Ziegler-Natta, la molécula crece como un cabello a partir de la superficiedel catalizador. Los monómeros se difunden a través del solvente hasta la superficie del catalizador y deallí al punto de crecimiento; en donde se produce la ruptura del enlace covalente y se genera la adicióndel monómero. Ya que el monómero es insertado en un punto específico de la cadena, no existeposibilidad para el mecanismo de back-biting. Esto explica por qué los polietilenos sintetizados de estamanera presentan un nivel de ramificación despreciable, del orden de una ramificación cada cienátomos de carbono.A continuación se muestra cómo luce en la realidad una planta de polimerización para la obtención depolipropileno. Planta Propilco S. A. (www.propilco.com)En el reactor 1 se alimenta propileno, catalizador y un agente de selectividad para generar la reacción,bajo condiciones controladas de temperatura y presión, que permite obtener el grado homopolímero.Para la obtención del copolímero se adiciona etileno en el reactor 2. Cuando sale la resina sólida, sehace pasar por un sistema de desgasificación en donde una corriente de hidrógeno remueve las trazasde monómero y de catalizador. La resina es mezclada con aditivos que mejoran su desempeño según laaplicación. Finalmente el material es extruído y peletizado.En resumen, la polimerización por adición puede asimilarse a armar un tren con vagones iguales, poresto también se conoce como polimerización de crecimiento de cadena. Debe anotarse que al terminarde armar el tren no sobra ningún vagón, es decir, en la polimerización de adición no se producenresiduos.
  6. 6. Polimerización de CondensaciónA diferencia de la polimerización de adición, en la polimerización de condensación algunos átomos delmonómero no son incluidos en el polímero resultante, por lo que se produce una pequeña moléculacomo residuo. Usualmente agua o gas de ácido clorhídrico (HCl).Por ejemplo, la reacción de diaminahexametilénicay ácido adifáticogenera (2n-1)H2O másuna poliamida conocida como nylon 6.6.También puede obtenerse haciendo reaccionar ácido adipoilo y diaminahexametilénica
  7. 7. Otro ejemplo es la reacción del ácido tereftálico y el etilenglicolque produce (2n-1)H2O más el poliéster polietiléntereftalato (PET) Grupo tereftalato Grupo etilenoNótese que los polímeros de condensación tienen la forma –A–B–A–B–A–B–Esta regularidad absoluta en la ubicación de los monómeros facilita la tendencia de la molécula aformar cristales cuando se solidifica. Esta característica molecular, la cristalinidad, es de gran influenciaen las propiedades mecánicas.Los procesos de polimerización descritos anteriormente se utilizan para la obtención tanto depolímeros termoplásticos como de polímeros termoestables (entrecruzados).Debe anotarse que los procesos de polimerización no son perfectos, en el sentido de que no ofrecen laposibilidad de obtener cadenas exactamente con la misma cantidad de monómeros. Por lo cual, un valorde masa molecular promediado aritméticamente no es representativo de la masa molecular delpolímero; es por esto que se utilizan valores con significado estadístico para cuantificar la masamolecular de los polímeros: la masa molecular promedio en número y la masa molecular promedio enpeso.

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