Formación de polímeros por adición
Las reacciones de adición son aquellas en donde un átomo o una molécula se incorpora a la estructura de otra. En este sentido, cuando esas especies reaccionantes son monómeros, estamos ante una reacción de polimerización por adición. Para que esto ocurra, es necesario que el monómero presente un centro activo (es decir, un lugar de alta reactividad y que permita esta incorporación sin perder ni un solo átomo de su estructura original), que por lo general se da cuando presenta un doble o triple enlace.
Este tipo de reacciones se dividen en tres categorías: catiónicas, aniónicas y radicalarias.
REACCIONES DE ADICIÓN CATIÓNICAS:
Este tipo de reacciones son aquellas en las cuales un catión (una especie cargada positivamente) se ve involucrado en la ruta sintética del polímero o copolímero (una ruta sintética es una secuencia de reacciones desde los reactantes originales que permiten la obtención del producto final). Las moléculas que preferentemente utilizan este método son aquellas donde la presencia del catión es estable, tal y como es el caso del poliisobutileno (imagen PRA-01), donde la presencia de los radicales metilo estabilizan el carbocatión (un carbono con carga positiva) que se forma durante la reacción de polimerización:
Imagen PRA-01: Síntesis poliisobutileno. (Imagen obtenida desde Bailey, P. S & Bailey, C. A. (2001). Química orgánica: conceptos y aplicaciones. México: Pearson Education, 130)
REACCIONES DE ADICIÓN ANIÓNICAS:
En las reacciones aniónicas, es necesario la formación de aniones (especies con cargas negativas) dentro de la ruta sintética del polímero o copolímero. Tal y como dice Marisol González en su tesis de grado, "El carbanión formado por el segundo monómero debe ser más, o al menos igualmente estable, que el derivado del primer monómero. Esto es, el carbanión del primer monómero debe ser capaz de iniciar la polimerización del segundo monómero" (Gonzalez Pluma, 2009 [19]). Esto quiere decir que, para que ocurra este tipo de reacciones, los aniones formados en las cadenas monoméricas deben estabilizarse mediante grupos funcionales adecuados (principalmente grupos que deslocalicen electrones, como los grupos con carbonilos, sustancias aromáticas o sustituyentes con enlaces múltiples). En la imagen siguiente se muestra la síntesis del polibutadieno, donde el carbanión se forma en un carbono inicial de la cadena monomérica, lo que deslocaliza la carga negativa mediante los dobles enlaces presentes.
Imagen PRA-02: Síntesis de polibutadieno (imagen obtenida desde pslc.ws).
REACCIONES DE ADICIÓN RADICALARIAS:
Por último, las reacciones radicalarias reciben este nombre porque utilizan un radical libre como iniciador de reacción. Las reacciones con radicales libres se caracterizan por tener 3 partes durante la reacción: la iniciación (donde se juntan originalmente el reactivo y el iniciador, que puede ser otra sustancia, calor, luz, etc.), la propagación que es el hecho de que ocurra la reacción en cadena (es decir, la reacción se repite una cierta cantidad de veces) y la terminación. En las reacciones poliméricas (en general) también se dan estas fases, pero es más reconocible en las radicalarias, donde un radical libre (una sustancia que posee un electrón desapareado y que es altamente reactiva) rompe un enlace del monómero, transformando a éste en un radical libre y pasando así a la fase de propagación. En la terminación, se realiza una reacción que impide que la propagación continúe. Esto se debe muchas veces a que el iniciador se junta consigo mismo, dejando de estar presente y acabando así la reacción. Las botellas plásticas se crean a contar del polietileno, sustancia que se origina mediante este tipo de reacciones (imagen PRA-03).
Imagen PRA-03: Síntesis del polietileno. (Imagen obtenida desde Tecnología de los plásticos)
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