Polimerización en Cadena: Procesos y Mecanismos Clave

La polimerización en cadena es un tipo de proceso que se da habitualmente utilizando monómeros que presentan átomos de carbono con hibridación sp² o sp, es decir, que presentan dobles o triples enlaces en su molécula, lugar donde se produce la adición que caracteriza a estos procesos. Por tanto, el doble o triple enlace se puede considerar como los dos grupos funcionales necesarios para que se produzca el proceso de polimerización.

Monómeros Representativos

Los monómeros más representativos utilizados en este tipo de procesos son los monómeros olefínicos, que presentan un doble enlace C-C en su estructura. La transformación de un monómero de este tipo en una cadena polimérica supone la adición sucesiva de moléculas de monómero sobre una forma activada del mismo, de manera que se da un cambio en los enlaces de los átomos de carbono olefínicos, pasando de una hibridación sp² a una hibridación sp³.

Mecanismo de Reacción en Cadena

Este proceso se da a través de un mecanismo de reacción en cadena, en el que se pueden distinguir tres etapas:

1. Iniciación

En la etapa de iniciación, tiene lugar la creación de la forma activa de monómero. Es un proceso no espontáneo, ya que necesita ser iniciado o catalizado por una sustancia o proceso externo al monómero.

2. Propagación

En la etapa de propagación, estas formas activas del monómero se unen a otras unidades de monómero no activadas de forma muy rápida, por repetición sucesiva del mismo proceso químico. Dicha propagación cíclica se interrumpe cuando las especies activas propagadoras pierden su actividad.

3. Terminación

En las polimerizaciones en cadena, el crecimiento no se da a partir de cualquier molécula de monómero, sino solo a partir de aquellas que han sido activadas, y el proceso ocurre de una forma muy rápida. En cualquier momento del proceso encontraremos monómeros sin reaccionar y cadenas de polímero en formación.

Generación de un Centro Activo

La generación de un centro activo en la molécula de monómero se puede realizar mediante diversos procesos, como térmicamente, por la acción de la luz visible u otras radiaciones de alta energía, o bien mediante el empleo de otra sustancia química llamada iniciador (I), cuya descomposición genera de forma fácil unos fragmentos moleculares (R*) que se caracterizan por ser muy reactivos, por lo que se unen o reaccionan con el monómero de manera eficiente.

Ruptura de Enlaces Químicos

Sea como fuere el proceso empleado para generar la forma activa del monómero, lo que ocurre es una ruptura del doble enlace que éste presente. La ruptura de un enlace químico se puede producir de dos maneras distintas:

• Homolítica: Aparecen radicales libres.
• Heterolítica: Se forman cationes y aniones.