Polímero de adición

En química de polímeros, un polímero de adición es un polímero que se forma mediante la simple unión de monómeros sin la cogeneración de otros productos. La polimerización por adición difiere de la polimerización por condensación, que sí cogenera un producto, normalmente agua. Los polímeros de adición pueden formarse mediante polimerización en cadena, cuando el polímero se forma mediante la adición secuencial de unidades monoméricas a un sitio activo en una reacción en cadena, o por poliadición, cuando el polímero se forma mediante reacciones de adición entre especies de todos los grados de polimerización. Los polímeros de adición se forman mediante la adición repetida de algunas unidades monoméricas simples. Generalmente los polímeros son compuestos insaturados como alquenos, álcalis, etc. La polimerización por adición tiene lugar principalmente mediante un mecanismo de radicales libres. El mecanismo de polimerización por adición de radicales libres se completa en tres pasos, es decir, inicio de radicales libres, propagación de cadena y terminación de cadena.

Poliolefinas

Muchos polímeros de adición comunes se forman a partir de monómeros insaturados (que generalmente tienen un doble enlace C=C). Los polímeros de adición más frecuentes son las poliolefinas, es decir, polímeros derivados de la conversión de olefinas (alquenos) en alcanos de cadena larga. La estequiometría es simple:

N RCH=CH₂ →₂]_n

Esta conversión puede ser inducida por una variedad de catalizadores que incluyen radicales libres, ácidos, carbaniones y complejos metálicos.

Examples of such polyolefins are polyethylenes, polypropylene, PVC, Teflon, Buna rubbers, polyacrylates, polystyrene, and PCTFE.

Copolímeros

Cuando dos o más tipos de monómeros se someten a polimerización por adición, el polímero resultante es un copolímero de adición. La envoltura Saran, formada a partir de la polimerización de cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno, es un copolímero de adición.

Pomerización por apertura de anillo

La polimerización por apertura de anillo es un proceso aditivo, pero tiende a producir polímeros similares a la condensación, pero sigue la estequiometría de la polimerización por adición. Por ejemplo, el polietilenglicol se forma abriendo anillos de óxido de etileno:

HOCH₂CH₂OH + n C₂H₄O → HO(CH)₂CH₂O)_n+1H

El nailon 6 (desarrollado para frustrar la patente del nailon 6,6) se produce mediante polimerización por adición, pero químicamente se parece a las poliamidas típicas.

Más contrastes con los polímeros de condensación

Una distinción universal entre los tipos de polimerización es el desarrollo del peso molecular mediante los diferentes modos de propagación. Los polímeros de adición forman rápidamente cadenas de alto peso molecular, quedando mucho monómero. Dado que la polimerización por adición tiene cadenas de rápido crecimiento y monómero libre como reactivos, y la polimerización por condensación se produce paso a paso entre monómeros, dímeros y otras cadenas de crecimiento más pequeñas, el efecto del tamaño actual de una molécula de polímero en una reacción continua es profundamente diferente en estos dos casos. Esto tiene efectos importantes sobre la distribución de pesos moleculares, o polidispersidad, en el polímero terminado.

Biodegradación

Los polímeros de adición son generalmente químicamente inertes e implican fuertes enlaces C-C. Por este motivo no son biodegradables y difíciles de reciclar. Por el contrario, los polímeros de condensación tienden a ser más fácilmente biodegradables porque sus cadenas principales contienen enlaces más débiles.

Historia

El primer polímero de adición útil fue fabricado por accidente en 1933 por los químicos del ICI Reginald Gibson y Eric Fawcett. Estaban llevando a cabo una serie de experimentos que implicaban hacer reaccionar compuestos orgánicos a altas temperaturas y altas presiones. Organizaron un experimento para hacer reaccionar eteno con benzaldehído con la esperanza de producir una cetona. Dejaron el recipiente de reacción durante la noche y a la mañana siguiente encontraron una pequeña cantidad de un sólido ceroso blanco. Más tarde se demostró que este sólido era polietileno.

El término "polimerización por adición" está en desuso por la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), que recomienda el término alternativo polimerización en cadena.