Macromoléculas lineales y ramificadas - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Además de su diversidad química, los polímeros también pueden diferir sustancialmente entre sí en su arquitectura molecular. El resultado, como puede verse fácilmente, de la policondensación antes discutida de etilenglicol y ácido tereftálico es una macromolécula lineal no ramificada con exactamente dos extremos. Sin embargo, si se añadiera, por ejemplo, una pequeña cantidad de ácido trifuncional a la mezcla de monómeros, se puede desarrollar un punto de ramificación en aquellos lugares donde esta molécula se incorpora al polímero. Cuando se usa un exceso de un grupo funcional, por ejemplo, la función OH, se produce una molécula después de la reacción completa del otro grupo funcional que solo tiene funciones alcohol como grupos terminales que no pueden sostener una policondensación adicional, es decir, la polimerización se para. En esta arquitectura bastante simple, ya queda claro que existen límites para una fórmula simple para polímeros y que, para una descripción exacta de la molécula, se requiere información más precisa que solo el nombre (s) del (los) monómero (s). Si aumenta el número de ramas en la macromolécula, finalmente se llega a una clase de los denominados polímeros altamente ramificados. Estas moléculas pueden dividirse teóricamente en segmentos lineales, ramas y los denominados segmentos terminales terminales. Cuanto mayor sea la proporción de segmentos ramificados a lineales, mayor será el grado de ramificación del material. Idealmente, hay una macromolécula simétrica perfectamente ramificada que crece hacia afuera desde un punto central, asemejándose a un árbol genealógico, hasta que la densidad espacial de las ramas en la superficie de la molécula (generalmente esférica en buena aproximación) es tan alta que es necesario un mayor crecimiento. ya no es posible. Debido a la similitud con los árboles, estas moléculas se denominan dendrímeros, después de la palabra griega "dendron" que significa "árbol" (Buhleier et al. 1978). Debido al fuerte aumento hacia afuera en la densidad del segmento del polímero ramificado, su interior contiene cavidades que se pueden usar para el almacenamiento de moléculas huésped como colorantes o agentes. Sin embargo, la densidad de carga es bastante baja debido al pequeño número de estas cavidades. Además, la síntesis de tales sistemas perfectamente ramificados solo es posible en secuencias de reacción de varios pasos y, por lo tanto, requiere mucho tiempo, por lo que los dendrímeros, hasta ahora, solo han alcanzado una importancia técnica limitada. Aunque los polímeros altamente ramificados o dendríticos representan macromoléculas discretas individuales, la síntesis de redes de polímeros conduce a la formación de una red ramificada covalente dentro de la cual se incorporan todas las moléculas disponibles en el sistema. Una red de este tipo surge, por ejemplo, si se hace reaccionar monómeros de funcionalidad superior (es decir, aquellos con más de dos grupos reactivos) y la reacción supera un cierto nivel de conversión de monómero. Tal red se puede describir como una sola molécula que ocupa todo el espacio de reacción.