Polímero en escalera

En química , un polímero en escalera es un tipo de polímero de doble cadena con una conectividad similar a la de una escalera. En un polímero unidimensional típico, como el polietileno y los polisiloxanos, los monómeros forman dos enlaces, dando lugar a una cadena. En un polímero en escalera, los monómeros están interconectados por cuatro enlaces. Los polímeros inorgánicos en escalera se encuentran tanto en entornos sintéticos como naturales. Son un caso especial de polímeros reticulados, ya que los enlaces cruzados existen únicamente entre pares de cadenas. ^{[ 1 ]}

Según una definición, en un polímero en escalera, los anillos adyacentes tienen dos o más átomos en común. ^{[ 2 ]}

Los polímeros orgánicos en escalera son de interés porque pueden exhibir estabilidades térmicas excepcionales y la conformación de las subunidades está restringida. Debido a su menor flexibilidad, su procesamiento puede ser complejo. Un ejemplo temprano se obtuvo mediante la condensación del 1,2,4,5-tetraaminobenceno con dianhídrido naftalenotetracarboxílico . ^{[ 3 ] [ 4 ]}

El poli(benzimidazobenzofenantrolina) (BBL) es un polímero conjugado en escalera. ^{[ 5 ]} Su cadena principal está compuesta por anillos aromáticos y las estructuras en escalera permiten cadenas poliméricas ininterrumpidas con enlaces periódicos. Sin embargo, los polímeros conjugados en escalera contienen además conjugación pi a través de fuertes interacciones de apilamiento pi-pi y transporte de carga. ^{[ 6 ]} Tradicionalmente, el poli(3,4-etilendioxitiofeno):poli(estireno sulfonato) (PEDOT:PSS) dopado de tipo p se utiliza como polímero conductor, pero el BBL dopado con poli(etilenoimina) (PEI) puede proporcionar propiedades conductoras dopadas de tipo n para la fabricación de dispositivos electrónicos orgánicos de alto rendimiento. ^{[ 7 ]} La temperatura de transición vítrea (Tg) del BBL se estima en alrededor de 500 C según mediciones de calorimetría diferencial de barrido (DSC). ^{[ 8 ] [ 9 ]} El BBL es estable a temperaturas más altas. Además, se observó que las curvas de tensión-deformación de las fibras BBL eran muy elevadas en comparación con otras fibras semiconductoras, con un valor de alrededor de 105,8 MPa con la mayor concentración de polímero BBL. ^{[ 10 ]}

Algunos polisilicatos son polímeros en escalera. Un ejemplo de ello es el mineral tremolita .

En el campo de la química de coordinación , la estructura en escalera se observa en algunos polímeros de coordinación . Un ejemplo ilustrativo es el polímero [CuI( 2-picolina ] _n] . Cuando la 2-picolina se reemplaza por una fosfina terciaria , se forma un clúster tetramérico de tipo cubano , [CuI([[PR3 _] ] ₄ (R = grupo orgánico_). En ambos casos, los centros de Cu(I) adoptan una geometría molecular tetraédrica . ^{[ 11 ] [ 12 ]}