Polimerización - reacciones de polimerización.

¿Que es la polimerizacion?

Las reacciones de polimerización son el conjunto de reacciones químicas en las cuales un monómero iniciador o endurecedor activa a otro monómero comenzando una reacción en cadena la cual forma el polímero.

Pensemos en la mecha de un explosivo, cuando acercamos una fuente de calor como una cerilla o un mechero, este reacciona rápidamente quemándose a lo largo de toda la mecha, en este ejemplo el mechero o cerilla sería el monómero iniciador y la mecha quemada sería el polímero final que se obtendría.

Las reacciones de polimerización se clasifican en:

• Polimerización Radical

• Polimerización Iónica:

• Aniónica

• Catiónica

Polimerización radical

Para que se produzca la polimerización radical es necesario que el monómero iniciador o endurecedor, el que activa y provoca la reacción, contenga radicales libres, es decir contenga electrones desapareados los cuales reaccionen con el monómero de la resina para formar el polímero.

El radical se define como una especia química extremadamente inestable y por tanto con gran poder reactivo al poseer electrones desapareados.

Las etapas que se producen en las polimerizaciones radicales son:

• Iniciación de la reacción – Se forman los radicales libres debido a la acción de energía química, térmica, electroquímica o fotoquímica

• 1º) Formación del radical RAD-R ---> RAD* + *R

• 2º) Iniciación de la cadena RAD* + A ---> RAD-A*

• Crecimiento de la cadena

• RAD-A* + A ---> RAD-A-A*

• RAD-A-A* + A ---> RAD-A-A-A* …

• Terminación de la cadena – Existen varias maneras de terminar con la reacción ya sea por:

• Combinación de 2 radicales RAD-A-A-A* + *A-A-A-RAD ---> RAD-A-A-A-A-A-A-RAD

• Usando inhibidores / reguladores – Agentes externos a la polimerización los cuales reaccionan con el radical haciéndolos terminar la reacción.

Una de las principales desventajas de la polimerización radical reside en que no se puede controlar el peso molecular y tamaño del polímero debido a que cada reacción termina en un camino indefinido.

Los polímeros que se producen mediante polimerización radical son fuertemente dependientes de la temperatura, un aumento de esta acelerará las reacciones originando:

• Cadenas más cortas de los polímeros disminuyendo sus propiedades mecánicas (resistencia y elongación)

• Reducción del tiempo de trabajo, Potlife y curado.

Polimerización iónica.

El funcionamiento de la polimerización iónica es similar a la polimerización radical, en este caso el radical es un ión (átomo o molécula) en el cual una de sus zonas está cargada positivamente o negativamente por la ausencia o presencia de electrones.

Características:

• Necesita menos energía de activación que la radical

• No es tan dependiente de la temperatura

• La terminación de la cadena solo se produce por el uso de inhibidores, reguladores u otros agentes que paren la reacción.

En función de la carga del ión la polimerización iónica se clasifica en:

Polimerización Anionica – El ion es un átomo o molécula con exceso de electrones – carga negativa

ION- + A --> ION-A-

ION-A- + A --> ION-A-A-

ION-A-A- + A --> ION-A-A-A-

Polimerización Catiónica – El ion es un átomo o molécula con falta de electrones – carga positiva

ION+ + A --> ION-A+

ION-A+ + A --> ION-A-A+

ION-A-A+ + A --> ION-A-A-A+

Adhesivos de curado mediante polimerización:

Polimerización radical

• MMA

• Anaeróbicos

• Poliésteres insaturados

• Acrílicos de curado por ultravioleta.

Polimerización Iónica:

• Aniónica - Cianoacrilatos

• Catiónica - Epoxy de curado por radiación