La polimerización son reacciones químicas intermoleculares mediante las cuales los monómeros se unen en forma de mers a la estructura molecular de la cadena.
Para entender qué es la polimerización, primero, vale la pena señalar qué son los polímeros. Brevemente, los polímeros son macromoléculas orgánicas, formadas por un gran número de moléculas más pequeñas que se repiten dentro de la misma molécula . Estas moléculas más pequeñas se llaman monómeros.
Los polímeros son compuestos químicos que resultan de reacciones llamadas polimerización. En esta reacción, el monómero se une sucesivamente con los demás, y las características de cada polímero dependen de los átomos que lo forman y de la forma en que se unen. Entonces, con diferentes características, hay diferentes aplicaciones.
En este sentido, existen polímeros naturales y sintéticos. Los polímeros naturales son moléculas grandes que existen en la naturaleza, como el almidón, la celulosa, la glucosa, los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y el caucho natural . Los polímeros sintéticos se obtienen en el laboratorio, por ejemplo: silicona, polietileno, nailon, poliéster, plástico y caucho sintético.
Los monómeros pueden ser todos iguales o pueden representar dos o más tipos de moléculas. Generalmente, se deben unir más de 100 monómeros para formar un polímero.
Pero entonces, ¿qué es la polimerización?
Polimerización
La reacción química de unión del monómero para formar un polímero se llama polimerización. Esta formación de enlaces químicos covalentes estables entre monómeros distingue la polimerización de otras reacciones químicas.
Con eso, este proceso es muy común en la naturaleza, como en los carbohidratos (almidón) y proteínas (leche). Dado que la gran mayoría de los polímeros utilizados por los humanos se fabrican artificialmente, este proceso también puede ocurrir de forma sintética.
Origen
En 1909, el químico belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó el primer polímero utilizando baquelita. En general, para que un monómero se combine con otro monómero (igual o diferente) en una reacción de polimerización, debe tener una valencia libre (un enlace químico que debe mantenerse) entre los dos monómeros.
Estas valencias ocurren con catalizadores (como el níquel), bajo condiciones externas como la luz y el calor; o con fenómenos de resonancia en la estructura (desplazamiento de electrones), provocados por la ruptura de enlaces.
Reacciones de polimerización
La reacción de polimerización se puede llevar a cabo de diferentes formas:
Polimerización por Adición
Además, siempre existe el caso de romper el enlace pi en el monómero con dos valencias libres en la estructura. Así como la formación de polietileno (un polímero muy utilizado en el envasado de medicamentos).
En la polimerización del polietileno se utilizan como monómeros moléculas de etileno (etileno), las cuales tienen un enlace π entre dos átomos de carbono . Cuando se rompe el enlace, aparecen dos valencias libres, una para cada átomo de carbono asociado con el enlace pi. El monómero se combina en estas valencias, es decir, una valencia se une a otra y así sucesivamente.
Polimerización por adición 1,4
El monómero tiene dos dobles enlaces alternos (uno pi y uno sigma), que, sobre todo, es el mismo que en la formación del caucho sintético (polibutadieno), propicio para fenómenos de resonancia (alterando el enlace pi del electrón pi).
Su unidad es el butadieno con dos dobles enlaces alternos, por resonancia. Así, la estructura comienza a tener un doble enlace entre los carbonos 2 y 3 y dos valencias libres en los carbonos 1 y 4. Es en estas valencias libres en los carbonos 1 y 4 donde se combinan los monómeros.
polimerización por condensación
Dos monómeros (iguales o diferentes) deben perder átomos o grupos al mismo tiempo, dando como resultado dos valencias libres en cada átomo. Por lo tanto, el hidrógeno siempre se elimina del monómero y luego el hidrógeno se combina con el halógeno (F, Cl, Br, I), OH, NH2 o CN de otro monómero.
Así, en la polimerización por eliminación, además del polímero, siempre se forman agua, ácidos halogenados (HCl, HI, HF, HBr), amoníaco (NH3) o ácido cianhídrico (HCN).
Los monómeros que constituyen el poliéster son el ácido tereftálico y el etano-1,2-diol, unidos al carbono del oxígeno.
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