Tacticidad en los Polímeros
Felices mini vacaciones a toda la comunidad de Steemit, en especial a los que hacemos vida de la comunidad de @SteemSTEM #Stem-espanol quienes mostramos un poco de nuestras especialidades y en lo que trabajamos actualmente. La noche de hoy les traigo un poco más de química, en el área de los Polímeros y su estereoespecificidad, así que comencemos con lo básico.
POLIMEROS ¿Qué son los polímeros?
Los polímeros son macromoléculas que se forman por la unión de moléculas más pequeñas, a esta unidad se le conoce como monómero, y se le identifica con el subíndice n a las entidades monómericas de los polímeros es decir que, para el Poliestireno, su unidad monómerica es el estireno.
Imagen 1. Láminas de Poliestireno rígido transparente.
Sin embargo, quiero dejarles aquí algo a lo que comúnmente vemos como un error para aquellos que conocemos del tema:
Todos los plásticos son polímeros, pero no todos los polímeros son plásticos.Ejemplo de esto pueden ser los cauchos que son gomas cuya principal característica es su elasticidad, por lo que se le conocen como polímeros termoestables.
Imagen 2. Cauchos industria automotriz.
Las cualidades que adquieren los polímeros dependen de muchas cosas, una de las más relevantes es de acuerdo a como esta cadena larga de monómeros este estructurada, y en eso es donde quiero dedicarme un poco.
Giulio Natta, quien dedicó gran parte de su vida a la producción de catalizadores para polimerizar olefinas, y del que ya les he hablado en mi post anterior sobre los Catalizadores Ziegler-Natta. Natta quien fue un experto en la caracterización por difracción de rayos X, utilizo sus saberes para estudiar las redes cristalinas de varias poliolefinas, con el propósito de identificar su estereoregularidad, y así consiguió diferencias evidentes entre poliolefinas cristalinas isotácticas y sindiotácticas, y poliolefinas amorfas que no presentaban este atributo de las anteriores.
Fue tanto el impacto de este esquema que, al momento del discurso para consagrar a los ganadores del premio Novel en Química de 1963, para Ziegler y Natta, el orador Prof. A. Fredfa concluyo con las siguientes palabras:
Nature synthesizes many stereoregular polymers, for example celulose and rubber. This ability has so far been thought to be a monopoly of Nature operating with biocatalysts known as enzymes. But Professor Natta has broken this monopoly.
Tacticidad
En palabras simples, el termino tacticidad se refiere al orden especial de las unidades monómericas y hacia donde está orientado su grupo funcional, de tal modo podemos observar tres tipos de tacticidades:Isotáctico
Nos referimos a un polímero Isotáctico cuando todos y cada uno de sus unidades monómericas están dispuesta a un mismo sentido.
Imagen 4. Cadena polimérica isotáctica
Sindiotáctico
Nos referimos a un polímero sindiotáctico cuando existe algún ordenamiento alternado de los monómeros, es decir que cumplan una tendencia.
Imagen 5. Cadena polimérica sindiotáctica
Atáctico
Nos referimos a un polímero atáctico, cuando este no posee ningún tipo de orden en los grupos funcionales del monómero.
Imagen 6. Cadena polimérica atáctica
¿Tiene esto una relevancia?
Sabemos que todo descubrimiento científico, y todas las hipótesis que se plantea la ciencia son relevantes y requieren de reproducibilidad para que sean positivas. Cuando los polímeros presentan un ordenamiento regular en los átomos que los conforman, conlleva a una mejor manera de empaquetarse en forma de cristales y fibras; pero si no existe este orden, como para el caso de los polímeros atácticos no se reproduce el empaquetamiento.
Imagen 7. Empaquetamiento cristalino y amorfo en los polímeros.
Allí es cuando se necesitan formas de reproducir polímeros que contengan propiedades de calidad y sean obtenidos en más de un 95%, y allí entran mi objeto de estudio: Los Catalizadores Ziegler-Natta. Tal como lo menciono mi compañera @maiterevillaa en su post de polimerización en masa, existen muchas maneras de obtener polímeros. Por ejemplo, la polimerización vinílica por radicales libres solo puede reproducir polímeros atácticos; la del polimerización de estireno sindiotáctico tuvo resultados positivos al realizarse con catalizadores metalocenos, y así podemos seguir nombrando…
Los polímeros isotácticas y los sindiotácticas tienen una mayor cristalinidad, mayor resistencia mecánica, mayor densidad, más alta temperatura de fusión, son más resistentes a la acción de disolventes y poseen menor transparencia, todo esto en comparación con los mismos materiales pero en su posición atáctico. La calidad de los polímeros que deseemos obtener puede ser medida en variaciones de reacciones, o en cambios en la proporción de catalizadores, lo que nos llevaría a un producto de alta calidad.
Conclusiones
Los polímeros isotácticas y los sindiotácticas tienen una mayor cristalinidad, mayor resistencia mecánica, mayor densidad, más alta temperatura de fusión, son más resistentes a la acción de disolventes y poseen menor transparencia, todo esto en comparación con los mismos materiales pero en su posición atáctico. La calidad de los polímeros que deseemos obtener puede ser medida en variaciones de reacciones, o en cambios en la proporción de catalizadores, lo que nos llevaría a un producto de alta calidad.
Bibliografía
- Mülhaupt Rolf, CATALYTIC POLYMERIZATION AND POST POLIMERIZATION CATALYSIS FIFTY YEARS AFTER THE DISCOVERY OF ZIEGLER’S CATALYSTS, Macromol Chem. Phys., 2003, 204, 289-327.
- Cecchin G.; Morini, G.; Piemontesi, F.; 2003, “Ziegler-Natta Catalysts”, John Wiley & Sons, Inc., Vol 26, 502-556.
- https://web.archive.org/web/20060429031513/http://pslc.ws/spanish/tact.htm
Interesante información sobre estos compuestos, gracias por el aporte.
Si los polimeros son un mundo grandisimo, gracias a ti por leerme
Muy buena explicación mi querida @nicotinamina. En definitiva adoro la química. Saludos
Y a mi la biologia por voss 😁 gracias nena
Hola Nico. Me gusto tu post debido a que yo trabajo con polímeros. Pero no me quedo claro algo depende de la tacticidad depende la transparencia del material cierto? Se que existe un plástico que se asemeja al vidrio pero no se quiebra con facilidad que tacticidad poseen estos?
Sii, cuando tenemos un polimero que posee mas del 90% sindiotacticidas o isotacticidad el resultado será un polimero transparente, por el buen empaquetamiemto de las cadenas polimericas. Graciass por tu comentario, espero haberte aclarado la duda.
Hola @nicotinamina la imagen numero 3 de tu post esta protegida por derechos de autor, últimamente muchos usuarios están presentando problemas respecto a la reproducción de imágenes de diferentes sitios web. El domingo durante el conversatorio explicare sobre este caso y esta semana publicare un articulo referente a este tema con la finalidad de ayudar a los usuarios a no cometer plagio.
Saludos
Holaa, gracias por la observacion compañero, estare pendiente mañanaentonces por el chat. Tambien tengo varias dudas que espero y puedan ser respondidas ese dia, saludos 😉
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Muy buena publicación, normalmente estos procesos pienso que deberían ser de conocimiento general ya que bueno a diario usamos polímeros y es como triste no saber ni de donde provienen o como se realizan. Saludos!