Mecanismo de Polimerizacion Semana 3
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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional ExperimentalDe la Fuerza Armada
Núcleo Valencia – Extensión la Isabelica
Docente: LUZ MARIA SALAZAR ASIGNATURA: POLIMEROS semana: 3
UNIDAD 3: MECANISMO DE POLIMERIZACIÓN SECCION: 001 – 002 D
Polimerización Proceso químico por el que los reactivos , se agrupaquímicamente entre sí, dando lugar a una molécu
de gran peso, de una cadena lineal o unmacromolécula tridimensional.
Se distinguen tres etapas: iniciación, propagación y terminación.
Iniciación
Propagación
Terminación
Desproporcionalización: Cuando se encuentran las dos cadenas crecientes, uno de los electrondesapareados en lugar de acoplarse sencillamente con el de la otra cadena, lo que hace es arrebatarle uátomo de hidrógeno, terminando su crecimiento y dejando a la última cadena con dos electrones desapareadoentre los cuales se forma un enlace doble que también cierra esta cadena.
Los electrones no apareados buscarán cualquier electrón con el fin de aparearse.
Acoplamiento: Sucede cuando dos electrones no apareados de dos cadenas diferentes que están
creciendo se encuentran, permitiendo que sus respectivas cadenas se acoplen.
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En algunas ocasiones, electrón desapareado al final de la cadena arrebata un electrón de un enlace carbono hidrógeno a su propcadena principal, cerrando la cadena al final y dejando una posibilidad de enlace en una zona intermedia dla cadena en donde se acoplará otro monómero y dará inicio a una ramificación. Este fenómeno es conocidcomo mecanismo de back-biting (“retromordida”). Es así como se producen los polímeros ramificados.
Polimerización de crecimiento de cadena: los monómeros van integrándose en la cadena de uno, es decir; s forma un dimeros, después trímeros, a continuación tetrámeros. Por ende, la cadena se incrementa monómera monómero.
Polimerización en etapas: Un oligomero puede reaccionar con otros (un dimero con un trímero), de tal formque la cadena se incrementa en más de un monómero, de igual manera las cadenas pueden reaccionar entre para formar cadenas aún más largas.
Diferencias entre las polimerizaciones en cadena y en etapas
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TIPOS DE POLIMERIZACIÓN Hay dos reacciones generales de polimerización:
a) POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN: La molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos. Un iniciador reacciona con una molécula del monómero para dar un intermediario quvuelve a reaccionar sucesivamente con moléculas del monómero para dar nuevos intermediarios.
MECANISMO DE POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN
MECANISMO RADICAL MECANISMO ANIONICO MECANISMO CATIONICO MECANISMO CON ESTEREOQUÍMICA CONTROLADA.
MECANISMO RADICAL
Radicales libres por acción de la luz o de catalizadores peróxidos.
2,2-azo-bis-isobutirilnitrilo (AIBN)
“fragmentos iniciadores” cada uno con un electrón noapareado.
Peróxido benzoico
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MECANISMO ANIONICO En la polimerización aniónica, esta favorecido para vinil el proceso comienza por medio de un iniciador (anión). Para la polimerización vinílica aniónica, pero el más usado es la molécula pequeña llamada butil litio.
Se escinde para formar un catión litio y un anión butilo. Un anión como éste, donde la carga negativa selocaliza sobre un átomo de carbono, se denomina carbanión.
El anión butilo donará un par de electrones a uno de los átomos de carbono del monómero involucrados en edoble enlace.
Iniciación: El proceso por ecual el anión butilo reaccioncon la molécula del monómero.
“fragmentos iniciadores” cada uno con un electrón no apareado.
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El carbanión reacciona con otra molécula de monómero exactamente de la misma manera en que el iniciadoreaccionó con la primera molécula monomérica. La adición sucesiva de monómeros se denomina Propagación.
MECANISMO CATIONICO
La molécula cationica iniciadora, transfiere enlaces y cargas a una unidad monomerica, volviéndose reactiv
como resultado y reacciona con otras unidades monomericas similares para formar un polímero. Los tipos necesarios de cationes polimerizadores son algo limitados, entre estos se incluyen: alcoxi-, fenivinil-, y monomeros de alqueno sustituidos con 1,1-dialquil. Su empleo comercial principal es para sintetiza poliisobutileno.
Este catión atraerá un par de electrones, con carga negativa, del doble enlace carbono-carbono y por lo tan se formará un enlace simple con el iniciador empleado usualmente (AlCl 3 ).
Se crea una situación propicia parel ataque de un par de electrone
proveniente del doble enlace de molécula monomérica.
Así, el monómero podrá tomar un hidrógeno, convertirse en catión y el complejo AlCl 3 /H 2O se transforma e su anión complementario, AlCl 3OH-. Este proceso, que reacciona con la primera molécula de monómero, se denomina INICIACIÓN.
El carbocatión a su alrededor encuentra un par de electrones en el doble enlace de la molécula monoméricmás cercana, que genera otro carbocatión y que a su vez puede reaccionar con otro monómero, luego con otr
y así sucesivamente.
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El extremo de la cadena será neutro pero no podrá seguir creciendo y el nuevo catión puede comenzar unnueva cadena en crecimiento. TRANSFERENCIA DE CADENA.
Pero existe otra clase de transferencia.
El complejo AlCl33 /H2O es regenerado y puede comenzar a producir nuevos
olímeros crecientes
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Es otra clase distinta de polímero inactivo, que termina con un átomo de cloro y con AlCl 2OH, que no va a
iniciar ninguna nueva cadena en crecimiento.
TERMINACIÓN, Porque no se inicia ninguna cadena.
Tipos de iniciadores utilizados en la polimerización en cadena
MECANISMO CON ESTEREOQUÍMICA CONTROLADA ( COORDINACION)
Esta polimerización se realiza usando catalizadores homogéneos y hetereogéneos. Los catalizadores que sutilizan en este tipo de polimerización son llamados Ziegler-Natta.
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El desarrollo de la catálisis heterogénea Ziegler-Natta (Z-N), para la síntesis de poliolefinas y en particulala del polipropileno isotáctico, se describen en términos de número de “generación” de los catalizadores.
POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN (reacción por etapas)
Algunos átomos del monómero no son incluidos en el polímero resultante, por lo que se produce una pequeñmolécula como residuo. Usualmente agua o gas de ácido clorhídrico (HCl).
CLORURO DE ADIPOILO DIAMINAHEXAMETILÉNICA
Poliéster polietilén tereftalato (PET)
Grupo tereftalato Grupo etileno
Nótese que los polímeros de condensacióntienen la forma:– A – B – A – B – A – B –
polibutadieno
polibutadienopoliestireno