La inadecuación de los sistemas de nomenclatura precedentes se fue manifestando conforme la sintetización de las estructura de los polímeros se fue volviendo cada vez más compleja. Las reglas de la IUPAC permiten nombrar una cadena simple de polímeros orgánicos en una manera sistemática basada en la estructura del polímero.

Los polímeros orgánicos de cadena simple tienen cualquier cantidad de pares de unidades de repetición adyacentes interconectadas a través de un solo átomo. Todos los polímeros tratados hasta este punto y la gran mayoría de polímeros de los que hablaré en esta serie son polímeros de cadena simple. Los polímeros de doble cadena tienen secuencias ininterrumpidas de anillos. Un polímero escalera es un polímero de doble cadena en el cual los anillos adyacentes tienen dos o más átomos en común. Por ejemplo, la siguiente estructura.

La base del sistema de nomenclatura IUPAC es la selección de la unidad constitucional repetida (Conocida como CRU). La CRU también es referida como la unidad estructural repetida. La CRU es la unidad más pequeña posible de repetición del polímero. Es una unidad bivalente para un polímero de cadena simple. El nombre del polímero es el nombre de la CRU en paréntesis, después del prefijo poli. La CRU es sinónimo de la unidad de repetición definida en COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE POLÍMEROS, excepto cuando la unidad de repetición consiste de dos mitades simétricas, como en los polímeros (–CH2CH2–)n y (–CF2CF2–)n. El CRU es CH2 y CF2, respectivamente, para polietileno y politetrafluoroetileno, mientras la unidad de repetición es CH2CH2 y CF2CF2, respectivamente.

La CRU se nombra tanto como sea posible, de acuerdo con las reglas de la nomenclatura de la IUPAC para pequeños compuestos orgánicos. Las reglas de la IUPAC para nombrar polímeros de cadena simple dictan la elección de un solo CRU para dar un nombre único, especificando tanto la “antigüedad” entre los átomos o subunidades que compongan el CRU como la dirección para continuar a lo largo de la cadena polimérica hasta el final de la CRU. Una CRU está compuesta de dos o más subunidades cuando no puede nombrarse por una unidad individual. A continuación, se enlista un resumen de las reglas más importantes de la IUPAC para el nombramiento de polímeros de cadena simple:

1.- El nombre de un polímero es el prefijo poli, seguido en paréntesis o corchetes por el nombre del CRU. La CRU es nombrada al nombrar sus subunidades. Las subunidades están definidas como las subunidades más grandes que pueden nombrarse con las reglas de la IUPAC para pequeños compuestos orgánicos.

2.- La CRU está escrita de derecha a izquierda iniciando con la subunidad de mayor “antigüedad” y siguiendo en la misma dirección involucrando la ruta más corta hacia la siguiente subunidad, tomando en cuenta su “antigüedad”.

3.-La “antigüedad” de los diferentes tipos de subunidades esta dada en el siguiente orden: Anillos heterocíclicos > heteroátomos o subunidades no-cíclicas conteniendo heteroátomos > anillos carbocíclicos > subunidades no cíclicas conteniendo solo carbono. La presencia de varios tipos de átomos, grupos de átomos o anillos que no son parte de la cadena polimérica principal pero son sustituyentes en la CRU que no afectan su orden de “antigüedad”.

4.- Para anillos heterocíclios la antigüedad es un sistema de anillos que contienen nitrógeno > un sistema de anillos teniendo un heteroátomo u otro nitrógeno en el orden de “antigüedad” definido en la regla 5 > un sistema de anillos que tenga el mayor número de heteroátomos > un sistema de anillos que tenga el anillo individual más grande > un sistema de anillos que tenga la mayor variedad de heteroátomos > un sistema de anillos que tenga el mayor número de heteroátomos más altos en el orden definido en la regla 5.

5.- Para heteroátomos o subunidades no cíclicas conteniendo heteroátomos, el orden de prioridad decreciente es: O, S, Se, Te, N, P, As, Sb, Bi, Si, Ge, Sn, Pb, B, Hg (Cualquier heteroátomo tiene una antigüedad mayor al carbono). La antigüedad de otros heteroátomos dentro de este orden es determinada por sus posiciones en la Tabla Periódica.

6.- Para anillos carbocíclicos la antigüedad es un sistema de anillos que tenga el mayor número de anillos > el sistema de anillos que tenga el anillo individual más grande > el sistema de anillos que tenga el mayor número de átomos comunes en sus anillos.

7.- Para un sistema de anillos carbocíclico o heterocíclico dado: a) cuando los anillos difieren solamente en el grado de insaturación, la antigüedad incrementa con el grado de insaturación; b) para el mismo sistema de anillos, la antigüedad es más alta para el sistema de anillos que tiene la menor ubicación (Conocido como localizador), la cual designa el primer punto de diferencia de las uniones entre anillos.

8.- Estas órdenes de antigüedad son sustituidos por el requisito de minimizar el número de valencias libres en el CRU, esto es, el CRU debe ser una unidad bivalente siempre que sea posible.

9.- Donde existan subunidades alternas debe orientarse hacia los resultados del localizador más bajo para los sustituyentes.

En las siguientes estructuras podremos ver como se aplican las reglas, al nombrar algunos polímeros. Para el polímero

Las CRUs posibles son:

Observen que las CRUs IV a VI son los inversos de I a III. La aplicación de las reglas de nomenclatura dicta la elección de solo una de esas estructuras como CRU. La regla 5 indica que el oxígeno tiene una antigüedad más alta que el carbón, lo que elimina a la mayoría, excepto III e IV como la CRU. Con la aplicación de la regla 8 resulta III como la CRU y el nombre poli[oxi(2-fluoroetileno)], dado por el localizador más alto para el sustituyente flúor. El nombre poli[oxi(fluorometilenometileno)] es incorrecto porque no define la subunidad más grande posible (La cual es CHFCH2 contra CHF más CH2).

La regla 7 especifica a –CH=CH– como la CRU correcta en preferencia a =CH–CH=, dado que el primero es bivalente, mientras que el último es tetravalente. El polímero –(–CH=CH–)n– es poli(eteno 1,2 diilo).

La mayor antigüedad de los anillos heterocíclicos sobre los anillos carbocíclicos (Regla 3) y la alta antigüedad con una mayor insaturación para las subunidades cíclicas (Regla 7) cede el paso a la CRU 7 con el nombre poli (piridina-2-4-diilo-1,4-fenilciclohexano-1,4diilo).

La mayor antigüedad de las subunidades cíclicas sobre las unidades acíclicas (Regla 3) y la mayor antigüedad de una subunidad con un localizador relativamente bajo a la misma subunidad con un mayor localizador (Regla 7) cede el paso a la CRU 8 con el nombre poli (ciclohexano-1,3-diilociclohexano -1,4-diilo-1-metilpropano-1,3-diilo). Noten que todas las unidades acíclicas excepto CH2 y CH2CH2 son nombradas como alcano-unidad, unidad-diilo. Las subunidades CH2 y CH2CH2 son nombradas metileno y etileno respectivamente.

En el sistema de la IUPAC los localizadores son colocados inmediatamente antes de la parte del nombre al cual se aplican, por ejemplo, subunidades tales como piridina-2.4-diilo y 1-metilpropano-1,3-diilo. Una de las pocas excepciones es la subunidad fenileno, por ejemplo, 1,4 fenileno en CRU 7. El sistema de nomenclatura IUPAC está siempre evolucionando y algunos de los detalles (Por ejemplo, el nombre de las subunidades) ha cambiado en años recientes. Uno debe tener cuidado cuando se utilicen referencias más antiguas que las descritas.

El sistema de nomenclatura de la IUPAC reconoce que la mayoría de los polímeros comunes (comerciales) tienen nombres basados en fuentes o nombres semi-sistemáticos que están bien establecidos por su uso. La IUPAC no pretende que esos nombres sean sustituidos por la nomenclatura de la misma IUPAC pero se espera que al menos se utilicen. El sistema de nomenclatura de la IUPAC es generalmente utilizado para todos, excepto para los polímeros más comunes. Los nombres IUPAC para varios de los polímeros comunes son indicados en las siguientes imágenes, debajo del nombre comercial:

Continúa en Nombres Comerciales de Polímeros

Referencias

Principles of Chemical Nomenclature – A guide to IUPAC recommendations.
GJ Leigh, HA Favre, WV Metanomski

A guide to IUPAC nomenclature of organic compounds.
R Panico, WH Powell, JC Richer

Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature
M. Hess et al.

Corrections to a guide to IUPAC nomenclature of organic compounds
HA Favre et al.

Seniority of subunits

Algunos de los más comunes polímeros de condensación, sintetizados a partir de dos monómeros diferentes han sido nombrados por un sistema de nomenclatura semisistemático, basado en la estructura, diferente del más reciente sistema IUPAC. El nombre del polímero es obtenido colocando el prefijo poli, siguiendo un paréntesis, sin espacio o guion, encerrando el nombre del grupo estructural agregado al compuesto original. El compuesto original es el miembro particular de la clase del polímero (El particular éster, amida, uretano, etc.). Así, el polímero del hexametilen diamina y ácido sebácico es considerado como la amida sustituta derivada del compuesto ácido sebácico, HO2(CH2)8CO2H, y es nombrado poli(hexametilen sebacamida). Poli(etilen tereftalato) es el polímero del etilen glicol y ácido tereftálico, p-HO2C-C6H4-C02H. El polímero del trimetilen glicol y diisocianato de etilo es poli(trimetilen etilen-uretano).

Se ha hecho la sugerencia de nombrar a los polímeros de condensación sintetizados a partir de dos monómeros diferentes utilizando el prefijo poli, con paréntesis cerrando los nombres de los dos reactivos, con los nombres de los mismos separados por el término –co–, así, el polímero de la reacción 7 (Composición y Estructura de los Polímeros) podría ser nombrado como poli(fenol-co-formaldehido). Esta sugerencia no ha tenido gran aceptación.

Esta serie participa en el XIX Edición del Carnaval de Química, que se hospeda en esta ocasión en el blog LEET ME Explain, gestionado por @scariosHR.

Continúa en Nomenclatura basada en la estructura Sistema IUPAC.

La nomenclatura de los polímeros deja mucho que desear. Es más deseable un sistema de nomenclatura estándar basada en la estructura química que se usa para pequeños compuestos inorgánicos y orgánicos. Desafortunadamente el nombrar a un polímero no procedió de una manera sistemática hasta que fue relativamente tarde, en el desarrollo de la ciencia de los polímeros. No es inusual que un polímero tenga varios nombres debido al uso de los diferentes sistemas de nomenclatura. Los sistemas de nomenclatura utilizados están basados en la estructura del polímero, en su origen, o en sus nombres comerciales. Además, no solo tienen diferentes sistemas de nomenclatura, sino que su aplicación no ha sido del todo rigurosa. Un paso importante hacia la estandarización fue iniciada en la década de 1970 por la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Nomenclatura basada en su origen.

El sistema de nomenclatura más simple (Y por lo tanto, más utilizado) es probablemente el basado en el origen del polímero. Este sistema es aplicable primariamente a los polímeros sintetizados de un monómero simple como en las polimerizaciones de adición o de apertura de anillos. Esos polímeros son nombrados por la adición del nombre del monómero al prefijo “Poli“ sin espacio y sin guion. En consecuencia, los polímeros del etileno y el acetaldehído son nombrados polietileno y poliacetaldehido, respectivamente. Cuando el monómero tiene un nombre de varias palabras o un anormal nombre largo, se colocan paréntesis alrededor de su nombre siguiendo al prefijo “poli”. Así, los polímeros del 3-metil-1-penteno, cloruro de vinilo, óxido de propileno, clorotrifluoroetileno y c-caprolactama son llamados poli(3-metil-1-penteno), poli(cloruro de vinilo), poli(óxido de propileno), poli(clorotrifluoroetileno) y poli(c-caprolactama), de manera respectiva. Otros ejemplos los pueden observar en la Tabla 2 de Composición y estructura de los polímeros. Los paréntesis son omitidos frecuentemente en el uso común cuando se mencionan los polímeros. A pesar de que esto frecuentemente no presenta un problema, es incorrecto, y en algunos casos la omisión puede llevar a la incertidumbre sobre la estructura por la cual se nombró al polímero.

Algunos polímeros son nombrados como derivados del monómero hipotético. Así, el poli (vinil acohol) es de hecho producido por la hidrólisis de poli (vinil acetato)

Sin embargo, es nombrado como producto del monómero hipotético vinil alcohol (El cual en realidad existe exclusivamente como el tautómero-acetaldehido).

Los polímeros de condensación sintetizados de simples reactivos son nombrados de manera similar. Como ejemplos están las poliamidas y los poliésteres producidos de los aminoácidos e hidoxiácidos, respectivamente. Por lo que, el polímero del ácido 6-aminocaproico es nombrado poli (ácido 6-aminocaproico)

Cabe señalar que hay una ambigüedad aquí, en la que el poli (ácido 6-aminocaproico) y el poli (c-caprolactama) son el mismo polímero, el cual es producido de dos diferentes monómeros, una situación no encontrada comúnmente.

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Continúa en Nomenclatura basada en la estructura (No IUPAC).

Además de las diferencias estructurales y de composición entre polímeros, Flory subrayó la diferencia significativa en el mecanismo por el cual se construyen las moléculas de polímeros. Aunque Flory continuo utilizando los términos condensación y adición en sus publicaciones de mecanismos de polimerización, la terminología más reciente clasifica las polimerizaciones en “por etapas” y “en cadena”.

Estos procesos difieren en varias características, pero la diferencia más importantes es en las identidades de las especies que pueden reaccionar unas con otras. Otra diferencia es la manera en la cual el tamaño del polímero molecular depende del grado de conversión.

La polimerización por etapas procede por la reacción paso a paso entre los grupos funcionales de reactivos, como se muestra en las reacciones 1 a 3 y 6 a 8 (ver Composición y Estructura de los Polímeros). El tamaño de las moléculas del polímero se incrementa a un ritmo relativamente lento en este tipo de polimerizaciones. El proceso va de monómero a dímero, trímero, tetrámero, pentámero y así sucesivamente, hasta que eventualmente se forma una molécula polimérica de gran tamaño. La característica de la polimerización por etapas que la distingue a la polimerización en cadena es la reacción que ocurre entre cualquiera de las especies de diferente tamaño presentes en la reacción del sistema.

La situación es muy diferente a la polarización en cadena donde un iniciador es utilizado para producir una iniciador especie R* con un centro reactivo. El centro reactivo podría ser cualquiera, un radical libre, un catión o un anión. La polimerización ocurre por la propagación del centro reactivo por las adiciones sucesivas de grandes números de monómeros moleculares en una reacción en cadena. La característica distintiva de la polimerización en cadena es que el crecimiento del polímero toma lugar por la reacción del monómero solo con el centro reactivo. El monómero no reacciona con el monómero ni las diferentes especies tales como el dímero, trímero, tetrámero, n-mero reaccionan unas con otras. El ejemplo más común de una polimerización en cadena es la de los monómeros de vinil. El proceso puede representarse de la siguiente manera:

Cada monómero molecular que se ha agregado a un centro reactivo, regenera el centro reactivo. El crecimiento del polímero pasa por sucesivas adiciones de cientos de miles o más monómeros moleculares. El crecimiento de la cadena polimérica cesa cuando el centro reactivo es destruido por uno o más de un número de reacciones de terminación posibles.

Las polimerizaciones por etapas y en cadena típicas difieren significativamente en la relación entre el peso del polímero molecular y el porcentaje de conversión del monómero. Así, si nosotros iniciamos nuestra polimerización por etapas y en cadena al mismo tiempo, observaremos una variedad de situaciones respecto a sus respectivas tasas de polimerización. Sin embargo, el peso molecular de los polímeros producidos en cualquier momento después de iniciadas las reacciones será siempre muy característico para ambos tipos de polimerizaciones. Si ambas son detenidas a un 0.1%, 1%, 10%, 40%, 90% de su conversión, siempre veremos el mismo comportamiento. La polimerización en cadena nos mostrará la presencia de moléculas poliméricas de alto peso molecular en todos los porcentajes de conversión. No hay moléculas de tamaño intermedio en la mezcla de la reacción (Solo monómero, alto polímero y la especie iniciadora). El único cambio que ocurre con la conversión (Por ejemplo, tiempo de reacción) es el continuo incremento en el número de moléculas poliméricas (Ver figura 1-a). Por otro lado, las moléculas poliméricas de alto peso molecular son obtenidas en polimerización por etapas solo cerca del final de la reacción (>98% de conversión) (Ver figura 1-b). En consecuencia ambos, el tamaño del polímero y la cantidad de polímeros dependen de la conversión en la polimerización por etapas.

La clasificación de polímeros, de acuerdo con los mecanismos de polimerización, es por su estructura y composición, no sin ciertas ambigüedades. Ciertas polimerizaciones muestran un incremento lineal del peso molecular conforme a la conversión (Figura 1-c) cuando el mecanismo de polimerización se sale de su camino habitual. Esto es observado en ciertas polimerizaciones en cadena, las cuales involucran un proceso de iniciación rápido acoplado con la ausencia de reacciones que terminen la propagación de centros de reacción. La síntesis biológica de proteínas también muestra el comportamiento descrito en la figura 1-c dado los diversos monómeros moleculares que son guiados a reaccionar en una manera muy específica por un proceso enzimático controlado.

La ‘apertura’ de anillos en la polimerización de monómeros cíclicos tales como el óxido de propileno

O c-caprolactama

Usualmente pasan por la polimerización en cadena, pero la dependencia del peso molecular del polímero en la conversión casi nunca permite el comportamiento visto en la figura 1-a, las polimerizaciones donde se abren anillos frecuentemente siguen el comportamiento observado en la figura 1-c. La International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) sugirió el término “Policondensación” en lugar de polimerización en etapas, pero ese término es más restringido puesto que implica que las reacciones están limitadas a las reacciones de condensación en las cuales pequeñas moléculas tales como el agua son expelidas durante la polimerización. El término polimerización en etapas comprende no solo condensaciones, sino también polimerizaciones en las cuales no se expulsan pequeñas moléculas. Un ejemplo de esto último es la reacción de dioles y diisocianatos a poliuretanos (Reacción 6 en Composición y Estructura de los Polímeros). La formación de poliuretanos sigue las mismas características reactivas que la formación de poliésteres, poliamidas y otras polimerizaciones en las cuales se expelen moléculas pequeñas.

Las polimerizaciones de apertura de anillos señalan claramente que uno debe distinguir entre la clasificación de los mecanismos de polimerización y la de la estructura de los polímeros. Las dos clasificaciones no pueden usarse siempre de forma intercambiable. Los polímeros como los poliésteres y las poliamidas producidas en las reacciones 10 y 11, así como otros formados a partir de otros monómeros cíclicos, deben ser clasificados separadamente por su mecanismo de polimerización y su estructura polimérica. Estos polímeros son clasificados estructuralmente como polímeros de condensación, dado que contienen grupos funcionales (Por ejemplo, amida, éter) en la cadena polimérica. Ellos, como los poliuretanos, no clasifican como polímeros de adición de acuerdo a la clasificación original de Carothers. La situación es aún más complicada para un polímero como el obtenido de c-caprolactama. El mismo polímero puede ser obtenido por la polimerización por etapas del monómero lineal ácido c-amino-caproico. Debe ser suficiente en este momento enfatizar que los términos condensación y polímero por etapas, o polimerización no son sinónimos y de igual forma para los términos adición y polímero en cadena o polimerización, aun cuando esos términos se han intercambiado de forma frecuente. La clasificación de los polímeros basada solo en la estructura polimérica o en el mecanismo de polimerización es frecuentemente una simplificación que lleva a la ambigüedad y al error. Ambos, la estructura y el mecanismo son usualmente necesarios para clasificar con claridad a un polímero.

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Continúa en Nomenclatura de Polímeros.

Los polímeros fueron clasificados originalmente por Carothers en polímeros de condensación y adición, basándose en la diferencia de composición entre el polímero y los monómeros de los cuales fue sintetizado. Los polímeros de condensación eran esos polímeros que fueron formados de monómeros polifuncionales por las diversas reacciones de condensación de química orgánica con la eliminación de algunas pequeñas moléculas como el agua.

Un ejemplo de un polímero de condensación es la formación de las poliamidas de diaminas y diácidos con la eliminación de agua, de acuerdo a:

Reacción 1.

Donde R y R’ son grupos aromáticos o alifáticos. La unidad en paréntesis en la fórmula de la poliamida se repite varias veces en la cadena polimérica y es denominada la unidad de repetición. La composición elemental de la unidad de repetición difiere de los dos monómeros por los elementos del agua. La poliamida sintetizada del hexametilendiamina, R = (CH2)6, y el ácido adípico, R’ = (CH2)4, es la fibra y plástico usada ampliamente, conocida comúnmente como nylon 6/6 o poli(hexametilendipamida). Otros ejemplos de polímeros de condensación son los poliésteres formados de diácidos y dioles con la eliminación de agua y el policarbonato de la reacción de un dihidróxido aromático reactivo y fosgeno con la eliminación de ácido clorhídrico.

Reacción 2.

Reacción 3.

Los polímeros de condensación comunes y las reacciones por las cuales se forman se muestran en la Tabla 1-1. Es importante notar en esta tabla que para muchos de los polímeros de condensación hay diferentes combinaciones de reactivos que pueden emplearse para su síntesis. En consecuencia, las poliamidas pueden sintetizarse por las reacciones de diaminas con diácidos o cioruros de diacilo y por auto condensación de aminoácidos. De forma similar, los poliésteres pueden ser sintetizados de dioles por esterificación con diácidos o intercambio de ésteres con diésteres.

Algunos polímeros que se presentan en forma natural como la celulosa, almidón, lana y seda, son clasificados como polímeros de condensación, dado que cada uno puede postular si síntesis desde ciertos reactivos hipotéticos por la eliminación de agua. Así, la celulosa puede ser considerada como el poliéster formado por la deshidratación de la glucosa. Carothers incluyó esos polímeros definiendo los polímeros de condensación como aquellos en los cuales la fórmula de la unidad de repetición carece de ciertos átomos que están presentes en el (los) monómero (s) del (de los) que estén formados o de los cuales se degradó. En este sentido, la celulosa es considerada un polímero de condensación, dado que su hidrólisis produce glucosa, la cual contiene la unidad de repetición de la celulosa más los elementos del agua.

Reacción 4.

Los polímeros de adición fueron clasificados por Carothers como aquellos formados de la adición de monómeros sin la pérdida de una pequeña molécula. A diferencia de los polímeros de condensación, la unidad de repetición de un polímero de adición tiene la misma composición que el monómero. Los mayores polímeros de adición son aquellos formados por la polimerización de monómeros conteniendo el doble enlace carbón-carbón. Esos monómeros son conocidos como monómeros de vinil (Aunque el término vinil, estrictamente hablando, se refiere al grupo CH2=CH- adjunto a algún sustituyente. También se les denomina substitutos de etilenos). Los monómeros de vinil pueden hacerse para reaccionar consigo mismos para formar polímeros por la conversión de su doble enlace en enlaces saturados, por ejemplo

Reacción 5.

Donde Y puede ser cualquier grupo sustituto tal como un hidrógeno, alquilo, arilo, nitrilo, éster, ácido, cetona, éter o halógeno. La Tabla 2 muestra muchos de los polímeros de adición comunes y los monómeros de los cuales son producidos.

El desarrollo de la ciencia de polímeros con el estudio de los nuevos procesos de polimerización y polímeros ha mostrado que la clasificación original de Carothers no era adecuada por completo y deja mucho que desear. Por ejemplo, consideremos los poliuretanos, los cuales se forman por la reacción de dioles con diisocianatos sin la eliminación de ninguna estructura pequeña

Reacción 6.

Utilizando la clasificación original de Carothers, se podrían clasificar como polímeros de adición, dado que el polímero tiene la misma composición estructural que la suma de los monómeros. Sin embargo, los poliuretanos tienen una estructura mucho más similar con los polímeros de condensación que con los de adición. La cadena uretano (-NH-CO-O-) tiene más en común con la de éster (-CO-O) y amida (-NH-CO-).
Para evitar la obviamente incorrecta clasificación de poliuretanos así como algunos otros polímeros como polímeros de adición, han sido clasificados considerando la estructura química de los grupos presentes en las cadenas del polímero. Los polímeros de condensación han sido definidos como aquellos polímeros cuyas unidades de repetición se han unido por unidades funcionales de un tipo u otro tal como el éster, amida, uretano, sulfuro y otras cadenas. En consecuencia, la estructura de los polímeros de condensación han sido definidos por

-R-Z-R-Z-R-Z-R-Z-R-Z

Donde R es un grupo aromático o alifático y Z es una unidad funcional tal como –OCO-, -NHCO-, -S-, -OCONH-, -O-, -OCOO-, y –SO2-. Los polímeros de adición, por su parte, no contienen tal grupo funcional como parte de la cadena del polímero. Esos grupos pueden, sin embargo, estar presentes en los polímeros de adición como sustituyentes dependientes colgando de la cadena del polímero. De acuerdo a esta clasificación, los poliuretanos son clasificados en seguida y más adecuadamente como polímeros de condensación.
No debe tomarse como garantía que todos los polímeros definidos como de condensación por Carothers puedan ser definidos por una consideración en la estructura de su cadena polimérica. Algunos polímeros de condensación no contienen grupos funcionales tales como éster o amida en la cadena polimérica. Un ejemplo de ello es el fenol-formaldehido producido por la reacción del fenol (O fenoles sustitutos) con formaldehido.

Reacción 7.

Esos polímeros no contienen un grupo funcional dentro de la cadena polimérica pero son clasificados como polímeros de condensación, puesto que el agua se separa durante el proceso de polimerización. Otro ejemplo es el poli (p-xileno), el cual es producido por el acoplamiento oxidativo (dehidrogenización) del p-xileno.

Reacción 8.

En resumen

Un polímero es clasificado como un polímero de condensación si su síntesis involucra la eliminación de partículas pequeñas o, si contiene grupos funcionales como parte de la cadena polimérica, o su unidad de repetición carece de átomos que estén presentes en el (hipotético) monómero al cual puede ser degradado. Si un polímero no cumple alguno de estos requisitos, es clasificado como un polímero de adición.

Esta serie participa en el XVIII Edición del Carnaval de Química, que se hospeda en esta ocasión en el blog XDCiencia, gestionado por Vilvoh.

Continúa en Mecanismos de Polimerización.

Introducción.

Los polímeros son macromoléculas construidas por la unión de grandes cantidades de pequeñas moléculas. Estas pequeñas moléculas se combinan con otras para formar moléculas de polímeros, llamadas monómeros, y las reacciones por las cuales se combinan se denominan polimerizaciones. Pueden existir cientos, miles, decenas de miles o más monómeros unidos en una molécula de un polímero. Cuando hablamos de polímeros, nos referimos a aquellos materiales cuyo peso molecular pude alcanzar los cientos de miles de millones.

Tipos de polímeros y polimerizaciones.

Existe una considerable confusión concerniente a la clasificación de los polímeros. Esto es especialmente el caso del estudiante principiante quien debe comprender que no hay una clasificación aceptada que no sea ambigua. Durante el desarrollo de la ciencia de polímeros, se han venido utilizando dos clasificaciones. Una está basada en la estructura de los polímeros y los divide en polímeros de condensación y polímeros de adición. La otra está basada en el mecanismo de polimerización, y los divide en polimerización por etapas y polimerización en cadena. La confusión surge debido a que ambas clasificaciones son utilizadas indistintamente sin el cuidado adecuado. Los términos “condensación” y “etapas” se usan frecuentemente de forma simultánea y lo mismo sucede con los términos “adición” y “cadena”. ¿Por qué pasa esto? Bueno, el detalle es que la mayoría de los polímeros de condensación son producidos por etapas y la mayoría de los polímeros por adición son producidos en cadena, aunque no es siempre el caso. La clasificación de la condensación/adición está basada en la composición de la estructura de los polímeros, y la clasificación de etapas/cadena está basada en el mecanismo del proceso de polimerización.

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Continua en Composición y estructura de los polímeros.