Reação em cadeia x Reação em etapas

As reações de polimerização podem ser por poliadição e por policondensação. Cada polimerização tem uma maneira distinta de formar a cadeia polimérica, sendo pela reação em cadeia ou em etapas.

A polimerização em etapas ocorre na policondensação, o crescimento da cadeia se dá em vários pontos, o tamanho das moléculas de polímero aumentam a uma velocidade relativamente baixa. Tem-se dímeros, trímeros, etc., até formar polímero, quase no fim da reação.

Exemplo do esquema da polimerização em etapas (tomemos cada ponto como um monômero):

 1º segundo

2º segundo

3º segundo

Alta massa molar é obtida quando a conversão é maior que 98%. Assim, ambos tamanhos de cadeia e MM depende do tempo de reação.

O número de espécie ativas para iniciar a reação é muito grande, favorecendo a geração de moléculas de baixa MM no início da polimerização.

A polimerização em cadeia ocorre na poliadição, o tamanho final das cadeias poliméricas é atingido quase que de imediato, logo após o início da reação. Para que as moléculas reajam é necessário utilizar uma espécie ativa, onde o centro reativo pode ser um radical livre, um cátion ou um ânion.

A polimerização ocorre, com a propagação das espécies reativas através de adições sucessivas de moléculas de monômero. O crescimento da cadeia polimérica é interrompido quando o centro ativo é desativado.

Supondo que foi adicionado 3 espécies ativas:

1º segundo

2º segundo

3º segundo

Alta velocidade de reação, poucos centro ativos no início da reação de polimerização, levando a formar cadeias de alta MM já no início da polimerização.

Independentemente do mecanismo de reação, as cadeias crescem com tamanhos diferentes, ou seja, no final da reação cada cadeia terá um tamanho diferente, onde se fará necessário a realização de uma média do tamanho entre as cadeias.

Bibliografia utilizada:

Introdução a Polímeros - Eloisa Mano 

Funcionalidade de monômeros

Para que seja possível uma molécula de baixa Massa Molar reagir com outras até formar polímero é necessário que ela tenha uma funcionalidade adequada.
Por funcionalidade entende-se: número de sítios de ligação, ou seja, local onde ocorre ligação química. É necessário que a molécula tenha pelo menos bifuncionalidade, senão não há propagação da cadeia polimérica.

Para poliadição

Para policondensação

Quando tem-se dois monômeros (moléculas) diferentes a funcionalidade é a média da funcionalidade.

Bibliografia:

Introdução à Polímeros - Eloisa Mano

Certinho? Qualquer dúvida, estamos a disposição!

Polimerização

Vamos falar sobre polimerização? Existem diversos tipos de polímeros, desde os rígidos como o polipropileno até os mais flexíveis como o poliisopreno (borracha). Agora, o que torna possível essa discrepância de comportamentos mecânicos?

Bem, como eu já havia dito no post anterior, o modo de obtenção influencia bastante nas propriedades do polímero. Os polímeros sintéticos podem ser obtidos de duas formas: por condensação e por adição.

Policondensação: A polimerização consiste na reação entre grupamentos funcionais dos monômeros (é necessário que o monômero tenha bifuncionalidade, pelo menos) e, tem-se sempre como subproduto da reação, uma molécula de baixa Massa Molar. Geralmente se obtém polímero de baixa MM por esse modo. 

Exemplo abaixo de uma reação de policondensação na obtenção do PET. Nessa reação tem-se a água como sub produto:

Poliadição: Para obter polímeros com uma MM elevada. A reação se inicia com a inserção de um radical livre (molécula com um elétron desemparelhado), este ataca onde há uma densidade de elétrons maior, que nesse caso são as duplas ligações dos monômeros. A molécula, depois de atacada é quem fica desemparelhada e ataca uma outra dupla ligação e assim por diante.

Abaixo temos o exemplo da reação de poliadição na obtenção do polipropileno, tomando "A" como o radical livre:

Até a próxima!

O que significa "polímero"?

Para uma explicação mais leiga, basta dizer que são os plásticos, as borrachas e algumas fibras. Isso é inegável, claro. Mas, qual o pré-requisito pros materiais se encaixarem nessa categoria?

Os polímeros são macromoléculas orgânicas de elevada Massa Molar(>10.000). Essas macromoléculas são dispostas na forma de cadeias e são compostas de unidades repetitivas, denominadas "meros".

Atenção: Todo polímeros é uma macromolécula, mas nem toda macromolécula é um polímero. É preciso ter unidades repetitivas para ser considerado um polímero.

A maioria dos polímeros são provenientes de uma reação de polimerização entre monômeros. Um monômero, quando devidamente ativo, pode reagir entre si ou com outro até atingir uma elevada MM.

Algumas definições básicas:

- Monômero: molécula capaz de reagir com outras iguais (ou não), passíveis de formar uma molécula de polímero.

- Mero: unidade repetitiva da cadeia polimérica. Um monômero, depois de reagir com outro, vira mero.

- Oligômero: estrutura que consiste numa pequena repetição de meros e com baixa MM. Não é uma macromolécula, é uma espécie de "pré-polímero".

-Polimerização: reação pela qual monômeros reagem para formar polímeros.

-Grau de polimerização: número de meros da cadeia polimérica em geral. É simbolizado por DP(degree of polymerization) ou n. Indica a eficiência da reação de polimerização.

MMpoli = DP x [MMmero]

Referências bibliográficas: Introdução à Polímeros - Eloisa Mano