Estereoisomería - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

La conformación espacial y la organización de las cadenas influyen en las propiedades de un polímero. Teniendo en cuenta que los polímeros en su conjunto están formados por macromoléculas, articuladas en monómeros unidos covalentemente y unidos por medio de enlaces débiles (interacciones dipolo-dipolo y fuerzas de Van der Waals), a veces reforzadas por cadenas transversales, se pueden distinguir Cuatro tipos de estructura. Estructura lineal: caracterizada por la presencia de macromoléculas filiformes largas colocadas en sucesión e independientes entre sí. Estas cadenas lineales se mantienen unidas mediante enlaces de Van der Waals, enlaces de hidrógeno e interacciones dipolo-dipolo Estructura ramificada: a pesar de la tendencia lineal, en esta configuración las ramas laterales son claramente visibles, unidas por medio de enlaces débiles a la estructura filiforme de referencia. Sin embargo, las macromoléculas individuales son distinguibles entre sí. Estructura de enlace transversal o intermolecular: se caracteriza por la presencia de cadenas laterales con la función de unir las diversas moléculas poliméricas, creando una estructura tridimensional. El polímero puede formarse a partir de una única macromolécula grande derivada de la unión, por medio de estas cadenas, de sus macromoléculas iniciales. Estructura reticulada: el polímero es típicamente una única macromolécula reticulada. A partir de unidades monoméricas trifuncionales, se generan tres enlaces covalentes, que permiten explicar la estructura 3D. La forma de las moléculas de una cadena polimérica no es estrictamente lineal, es decir, se debe tener en cuenta la conformación en zigzag de los átomos de la estructura básica. Los enlaces de una sola cadena, de hecho, pueden rotar y flexionarse en el espacio. Como se puede ver en la figura, los átomos de carbono se pueden colocar en cada punto de un cono de revolución que mantiene constante el ángulo de apertura, dando lugar a conformaciones lineales (en un caso), o a cadenas inclinadas y retorcidas (en el otro caso).

Los segmentos de cadena rectos (b) y retorcidos (c) se generan cuando los átomos de carbono de la columna vertebral (círculos oscuros) están orientados como en la figura anterior. La flexión y la torsión de la cadena son posibles mediante la rotación de los átomos de carbono alrededor de sus eslabones de la cadena. Algunas de las características mecánicas y térmicas del polímero son una función de la rotación del segmento de la cadena en respuesta a tensiones aplicadas o vibraciones térmicas. Por lo tanto, una sola molécula en la cadena, compuesta de muchos átomos, podría asumir una serie completa de curvas, giros y bucles. En este caso, se observa que la distancia inicial-final de la cadena es mucho menor que la longitud total de la cadena. Generalmente, los polímeros de cadena lineal y ramificada tienen propiedades mecánicas más bajas que los polímeros reticulados: en el primer caso, de hecho, se permite el deslizamiento viscoso entre las cadenas, gracias a los enlaces débiles con los que están unidos y que confieren un comportamiento viscoelástico al material. Esto no es posible para los polímeros con una estructura reticulada, debido a la naturaleza de los enlaces covalentes presentes entre las cadenas.