En este video estudiaremos la polimerización por adición. Los polímeros son macromoléculas que están formados por muchas unidades repetitivas denominadas monómeros. Al proceso químico que describe la unión de los monómeros para formar polímeros se conoce como polimerización. Existen dos grupos de reacciones en la síntesis de polímeros orgánicos, la polimerización por adición y la polimerización por condensación. En este video se centrará la atención en los polímeros por adición. Se describirá en qué consiste este método de síntesis, se mencionarán algunos polímeros de adición representativos y se hará alusión a alguna de sus aplicaciones. Ahora hablaremos de polímeros de adición. En condiciones adecuadas, la mayoría de los alquenos, hidrocarburos con uno o más dobles enlaces pueden reaccionar entre sí, formando macromoléculas extremadamente largas que se conocen como polímeros de adición. A estos materiales también se les suele denominar polímeros de crecimiento de cadena. Esto debido a que este tipo de polimerización generalmente se da en el extremo de una cadena hidrocarbonada, provocando su alargamiento. Como se ha mencionado, los monómeros de este tipo de polimerización son alquenos, aunque existen algunas reacciones de adición que involucran cadenas hidrocarbonadas con triples enlaces. Los productos resultantes generalmente son homopolímeros, esto es macromoléculas constituidas por la unión de monómeros con estructura química idéntica. A continuación se esquematiza de forma general la reacción de polimerización por adición. En la representación esquemática de la polimerización por adición, "R" puede ser un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o algún grupo funcional, como un halógeno, un éster o un ácido carboxílico. Los monómeros utilizan los dobles enlaces para unirse entre sí y formar largas cadenas poliméricas. Existen tres tipos de reacciones de polimerización por adición, según el reactivo que se utilice como iniciador, estas son: la polimerización catiónica, aniónica o por radicales libres. Esta última es la más representativa. La formación de polímeros por adición ocurre en tres etapas: iniciación, propagación y terminación. Estas se pueden explicar al analizar la síntesis del polietileno, uno de los polímeros más sencillos en estructura. Ahora hablaremos de la síntesis de polímeros por adición. La obtención del polietileno es una reacción que utiliza radicales libres como iniciadores. Es importante recordar que un radical o grupo alquilo es un compuesto hidrocarbonado que posee un sitio de enlace libre producto de la pérdida de un hidrógeno, una condición que le confiere reactividad. Veamos con mayor detalle las etapas de la reacción de polimerización por adición. Etapa uno, iniciación. En el caso del polietileno, uno de los radicales o alquilos iniciadores más empleados es el fenilo, un anillo aromático con un electrón desapareado producto de la pérdida de un hidrógeno, el cual se hace reaccionar a altas temperaturas con el etileno. Como resultado, los electrones del doble enlace del acetileno son atacados por el radical fenilo, formando un radical complejo al unirse ambas estructuras. El segundo paso es la propagación. En la segunda etapa, el radical complejo formado en el paso de iniciación reacciona con otra molécula de etileno. Un paso que se repite cientos o miles de veces, haciendo crecer la cadena hidrocarbonada. La tercera etapa es la terminación. En esta última, la reacción culmina con el acoplamiento de dos cadenas, la presencia de impurezas o simplemente porque se termina el monómero en la reacción. En este paso dejan de existir radicales. La síntesis del polietileno por adición se puede resumir esquemáticamente como el rompimiento del doble enlace en la molécula del etileno para suscitar su crecimiento en cadena. Es importante mencionar que las propiedades del polietileno son muy distintas del monómero que lo constituye, el etileno. Por citar algunas, el etileno es un gas incoloro utilizado en la obtención de anestésicos, mientras que el polietileno es un material sólido, ligero, flexible que se utiliza en la elaboración de bolsas de supermercado y pañales desechables. Otros polímeros importantes que se obtienen por el proceso de adición son: Teflón. Su monómero es el tetrafluoroetileno y se utiliza como revestimiento en los cables por su capacidad aislante, en la elaboración y utensilios de cocina por su bajo rozamiento y fácil limpieza, así como en la elaboración de hilos de manufactura de productos expuestos a agentes químicos. Polipropileno. El monómero de este material es el propileno. Su principal aplicación es en el envasado de comestibles, la manufactura de ropa térmica y en la impresión 3D. Es un material termoplástico, por lo que se puede reciclar. La reacción de síntesis del polipropileno se muestra a continuación. Policloruro de vinilo PVC. Su monómero es el cloruro de etileno. Es utilizado en la fabricación de las tuberías de agua potable, es materia prima en las bolsas de sangre en los hospitales, ya que puede ser un material inerte. Se caracteriza por su alta resistencia a la corrosión y durabilidad. La reacción de síntesis del PVC se muestra a continuación. Polimetacrilato de metilo. El monómero de este material es el alfa metacrilato de metilo. Comercialmente se le conoce como acrílico o plexiglás. Se utiliza como reemplazo del vidrio en la manufactura de lentes, cajas transparentes y en pinturas de emulsión. La reacción de síntesis del polimetacrilato se muestra a continuación. En la siguiente tabla se muestran algunos de los polímeros de adición más importantes. En este video hemos abordado la reacción de polimerización por adición, una de las más sencillas y representativas en el mundo de los polímeros. Gracias a estas fabrican muchos de los materiales con los que interactuamos cotidianamente.
