Síntesis de polímeros
Los polímeros son una clase de materiales compuestos por pequeñas unidades químicas que se repiten. La unidad estructural o la unidad que se repite en el polímero se denomina monómero. La polimerización, o síntesis de polímeros, es una reacción química en la que los monómeros se juntan mediante enlaces covalentes para formar polímeros. La longitud de la cadena del polímero se caracteriza por el número de unidades que se repiten en la cadena, lo que se conoce como grado de polimerización (DP). El peso molecular del polímero es el producto del peso molecular de la unidad que se repite por el DP. Las propiedades básicas inherentes a los polímeros dependen principalmente del peso molecular, la estructura (lineal o ramificada) y el DP.
En función de los tipos de reacción química implicada, las polimerizaciones se agrupan en dos tipos, conocidas como polimerización por condensación o polimerización por adición. En la polimerización por condensación o crecimiento en etapas, se produce una reacción de condensación entre dos monómeros bifuncionales o trifuncionales diferentes para producir los polímeros; en dicha reacción se eliminan moléculas pequeñas, a menudo agua. En la polimerización por adición, o polimerización por crecimiento de la cadena, el crecimiento del polímero se produce al añadir monómeros a sitios activos de la cadena de polímero con regeneración de los sitios activos al final de cada etapa de crecimiento. Para producir la especie iniciadora con centros reactivos se requiere un iniciador. El centro reactivo puede ser un radical libre, un catión, un anión o un complejo organometálico.
Las características de los polímeros dependen mucho de los tipos de monómero y de los métodos de polimerización utilizados para la síntesis. La polimerización radicálica viviente, también conocida como polimerización radicálica controlada (CRP), permite un mejor control del peso molecular, la distribución del peso molecular, la funcionalidad y la composición del polímero. La CRP puede utilizarse con una amplia variedad de monómeros de vinilo para construir polímeros con diversas propiedades para diferentes aplicaciones.
Hay tres técnicas de polimerización radicálica controlada fundamentales:
- Polimerización radicálica de transferencia atómica (ATRP)
- Polimerización por transferencia de cadena de fragmentación o de adición reversible (RFAT)
- Polimerización mediada por nitróxido (NMP)
La ATRP es idónea para aplicaciones de modificación de superficie que se basan en hidrofilicidad, propiedades adhesivas o funcionalización de nanopartículas a medida. Los polímeros obtenidos mediante RAFT y ATRP pueden ser modificados después de la polimerización y se utilizan mucho en el campo biomédico para la administración de medicamentos y en aplicaciones de ingeniería genética de tejidos. Los copolímeros en bloque para aplicaciones biomédicas se elaboran normalmente mediante RAFT o ATRP. Los copolímeros en bloque desarrollados mediante NMP son esenciales para la dispersión de pigmentos, dispositivos de memoria y fabricación de composite.
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