1.6 Obtención de los polímeros

Los procesos de polimerización fueros divididos por Carothers (descubridor del Nylon) y Paul J. Flory (premio Nobel de Química 1974) en dos grandes grupos conocidos como polimerización por condensación y por adición, o en una terminología más precisa, polimerización por etapas (o pasos) y de adición en cadena (Odian 2004).

Figura 1.17 (a)

Figura 1.17. Wallace Carothers.

La polimerización por etapas es por completo análoga a la condensación de polímeros de bajo peso molecular. En la formación del polímero la condensación tiene lugar entre dos moléculas polifuncionales para producir una molécula polifuncional mayor, con la posible eliminación de una molécula pequeña como el agua. La reacción continúa hasta casi la totalidad de que uno de los reactivos ha sido utilizada, se establece un equilibrio que puede desplazarse a voluntad elevando la temperatura, controlando las cantidades de los reactivos y, en el caso de existir, eliminando los productos (Carraher 2013; Pethrick, Pearce y Zaikov 2013; Braun, Cherdron, and Ritter 2013).

La polimerización de adición o de reacción en cadena implica reacciones en cadena en las que el portador de la cadena pude ser un ion o una sustancia con un electrón desapareado llamado radical libre. Un radical libre se forma usualmente por la descomposición de un material relativamente inestable llamado iniciador. El radical libre es capaz de reaccionar para abrir el doble enlace de un monómero vinílico (con una doble ligadura) y adicionarse a él, quedando un electrón desapareado. En un tiempo breve (comúnmente algunos segundos o menos) muchos más monómeros se suman a la cadena que crece sucesivamente. Finalmente, dos radicales libres reaccionan aniquilando recíprocamente su actividad de crecimiento y formando una o más moléculas de polímero.

La figura 1.18 muestra de manera esquemática el comportamiento de la evolución de los pesos moleculares para cada uno de los mecanismos de polimerización. Con algunas excepciones, los polímeros formados por reacciones en cadena contienen solamente átomos de carbono en la cadena principal (polímeros homocadena).

Figura 1.18

Figura 1.18. Comportamiento del peso (masa) molecular promedio conforme avanza la reacción en una polimerización por adición de cadena (izquierda) y por pasos (derecha).