Polimerisació per etapes

La polimerisació per etapes és un mecanisme de polimerisació que procedix per passos independents. En una primera etapa els monòmers en dos o més grups funcionals inicialment reaccionen per a formar dímers, després trímers i oligómeros més grans, i ocasionalment polímeros de cadena llarga. Este mecanisme és distint de la reacció en cadena de la polimerasa, que procedix més be per l'adició successiva i ràpida de molècules en un centre actiu.

Hi ha dos tipos de polimerisació per etapes distinguint-se:

• Policondensaciones (que són la majoria de les polimerisació per etapes): en estos mecanismes cada etapa és una reacció de condensació és dir, hi ha una eliminació de molècules menudes(per subproductes) com a H${}_2$O, HCl, NH${}_3$ o CH${}_3$OH. Un eixemple és la policondensación de diaminas i àcit dicarboxílico, que conduïx a poliamidas (o nylons)en pèrdua d'aigua en cada etapa.
• Poliadicciones: cada pas és una reacció d'adició que es realisa sense cap tipo d'eliminació de molècules menudes. Per eixemple, la poliadicción en passos de diolés en diguesisocianatos produïx poliuretanos.

La polimerisació per etapes és un método de síntesis utilisat àmpliament en l'indústria.

General

Les molècules de monòmer poden ser de dos tipos:

• X - / / - X: una molècula conté dos funcions idèntiques, la formació de l'polímero es realisa per la reacció d'esta molècula en una atra molècula que té atres dos funcions idèntiques I - / / - I;
• X - / / - I: una molècula conté dos diferents funcions X i I, la formació de l'polímero es realisa per la reacció entre X i I de dos molècules idèntiques.

En el cas de la policondensación, els monòmers inicials no són idèntics a les unitats de repetició de l'polímero final, per la pèrdua de molècules chicotetes en els passos de condensació.

Les molècules inicials reaccionen per a produir molècules més grans que ells mateixos poden reaccionar i formen cadenes convertir-se ya:

X - / / - X I - / / - X - / / - I

Eixemple d'una poliamida: formació de nylon 6-6 per reacció entre l'àcit hexanodioico i hexametilendiamina, els dos grups funcionals són àcit carboxílic i amina:

Ací l'unitat de repetició (entre paréntesis) és menor que la suma dels dos monòmers despuix de la pèrdua de dos molècules d'H ₂O pel patró repetit.

Nylon 6,6 és un polímero llineal termoplàstic i semicristalino, en temperatura de transició vítrea T _v = 50 °C i punt de fusió T _f = 270 °C, que s'utilisa per eixemple com fibra textil.

Per a que hi haja formació d'un polímero per mig de polimerisació per etapes, és necessari que cada molècula inicial tinga a lo manco dos funcions reactives. Estes molècules es denominen bifuncionalés.

Concepte de funcions i funcionalitats reactives

Polimerisació graduals tindre lloc si els monòmers tenen grups reactius adequats. Les principals funcions reactives utilisades són:

• Funcions del àcit carboxílic i els seus derivats;
• Funcions Alcohol;
• Funcions amina;
• Etc.

La funcionalitat és el número de grups funcionals reactius presents en els monòmers i capaços de participar en el creiximent de la cadena.

La funcionalitat mija de la mescla es determina per la fòrmula

$\overline{f}=\frac{\sum n_i\times f_i}{\sum n_i}$

a on 'n' '_i és el número de molècules inicials en qüestió i' 'f' '_i i les seues respectives funcions.

Si la funcionalitat mija és inferior a dos, la polimerisació es detindrà en sí. Si és major de dos, hi ha moltes possibilitats de ramificació o la formació de [cadena lateral []]. També pot ser una reticulación donant una ret tridimensional insoluble i infusible.