Copolímeros
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Copolímeros
Un copolímero se compone de dos o más subunidades monoméricas diferentes enlazadas para crear una cadena de polímero. Hay tres tipos comunes de copolímeros. Los copolimerosson macromoléculas formadas por varias unidades repetitivas, es decir, preparadas a partir de dos o más monómeros. Según cómo se dispongan las unidades repetitivas tenemos diversos tipos de copolímeros. Para el caso de copolímeros con dos unidades diferentes tenemos:
Polímero de bloque. Este polímero se forma cuando dos grandes cadenas están unidas entre sí. Una cadena consiste en un conjunto de subunidades monoméricas, y la otra cadena se compone de un conjunto diferente de subunidades monoméricas. Así pues, este copolímero es como la vinculación de los dos homopolímeros diferentes. El prefijo ‘homo’ significa «igual o idéntica. Así pues, un homopolímero se compone de subunidades monoméricas que son idénticas.
Para entender mejor que es un polímero de bloque, imagina que tienes una cadena de homopolímero en tu mano izquierda y una cadena de homopolímero diferente en tu mano derecha. Al juntar ambas se crea un copolímero de bloque.
Copolímero aleatorio. Un copolímero aleatorio se forma cuando subunidades monoméricas están unidas entre sin ningún orden predeterminado, al azar. Para visualizarlo piensa en coger varios monómeros, lanzarlos al aire y verlos aterrizar en el suelo. Los que se unan en el suelo formarán una cadena aleatoria única.
Copolímero alternos. Este tipo de copolimeros se componen de monómeros que se enlazan de una manera alterna para formar una cadena de polímero.
Copolímeros injertados, en la cual las cadenas de uno de los comonómeros penden de la columna vertebral del otro.
Copolimerización
La copolimerización es usualmente definida como la polimerización en la cual dos o más monómeros estructuralmente distintos son incorporados en la misma cadena polimérica. En el caso en que se requiere un solo monómero para la polimerización en cadena, el producto es llamado homopolímero y así el tipo de polimerización en cadena en la cual dos o más monómeros son simultáneamente polimerizados es llamada copolimerización y el producto es un copolímero. El comportamiento de los monómeros en las reacciones de copolimerización es especialmente usado para el estudio de la reactividad debido a la estructura química. La copolimerización es también muy importante desde el punto de vista tecnológico. Este proceso incrementa enormemente la capacidad en la ciencia de polímeros para obtener productos poliméricos con propiedades diseñadas específicamente. En la homopolimerización es relativamente limitado el número de los diferentes productos que pueden obtenerse. Una descripción de la estructura del copolímero requiere la especificación de su composición, las cantidades relativas de los monómeros, la secuencia de distribución, el orden de incorporación de los monómeros dentro de la cadena y la linealidad. Los copolímeros pueden clasificarse en:
1. Copolímeros al azar A + B ➽ --[ A – A – B – A – B – B – A – B – A – A – A – B – B ]--
2. Copolímeros alternados A + B ➽ --[ A – B – A – B – A – B – A – B – A – B – A ]–
3. Copolímeros en bloques A + B ➽ --[ A – A – A – B – B – B – A – A – A – B – B – B ]--
4. Copolímeros injertados, en la cual las cadenas de uno de los comonómeros penden de la columna vertebral del otro:
A + B ➽ --[ A – A – A – A – A – A – A – A – A ]--
B
B
B
La copolimerización es el método más poderoso y general para efectuar cambios sistemáticos en las propiedades del polímero, y se usa ampliamente en la producción de polímeros comerciales y en investigaciones fundamentales de relaciones síntesis-estructurapropiedades. Mediante la copolimerización se puede modificar la simetría de la cadena polimérica y modular las fuerzas intramolecular e intermoleculares, así las propiedades tales como el punto de fusión, temperatura de transición vítrea, cristalinidad, solubilidad, elasticidad, permeabilidad y la reactividad química pueden variarse en limites amplios. La copolimerización permite la síntesis de cantidades ilimitadas de diferentes productos por variaciones en la naturaleza y las cantidades relativas a las dos unidades de monómero en el producto del copolímero. Un ejemplo claro en la versatilidad de la copolimerización es el caso del poliestireno. El poliestireno es un plástico brillante, con bajo impacto y baja resistencia a los solventes. Los copolímeros y mezclas con estireno son usados no solo como plásticos sino también en elastómeros. Así la copolimerización de estireno con acrilonitrilo da un incremento en el impacto y resistencia a solventes, mientras que la copolimerización con el 1,3 butadieno da propiedades elastoméricas. La combinación de estireno, acrilonitrilo y 1,3 butadieno provee las tres propiedades simultáneamente. La composición de un copolímero es usualmente diferente de la composición del comonómero en la alimentación del cual el polímero es producido. Así, los diferentes monómeros tienen diferentes tendencias en la copolimerización. Algunos monómeros son más reactivos en la copolimerización que lo indicado en sus velocidades de homopolimerización, otros son menos reactivos.