Hispanopedia WikiLa polimerización en solución es un método de polimerización industrial . En este procedimiento, un monómero se disuelve en un disolvente no reactivo que contiene un catalizador o iniciador .
La reacción produce un polímero que también es soluble en el disolvente elegido. El calor liberado por la reacción es absorbido por el disolvente, lo que reduce la velocidad de reacción . Además, la viscosidad de la mezcla de reacción se reduce, lo que evita la autoaceleración a altas concentraciones de monómero . Una disminución de la viscosidad de la mezcla de reacción por dilución también facilita la transferencia de calor, uno de los principales problemas relacionados con la producción de polímeros, ya que la mayoría de las polimerizaciones son reacciones exotérmicas. Una vez alcanzada la conversión deseada, se debe eliminar el exceso de disolvente para obtener el polímero puro. Por consiguiente, la polimerización en solución se utiliza principalmente en aplicaciones donde se desea la presencia de un disolvente, como es el caso de los barnices y adhesivos . Otra aplicación de las soluciones de polímeros incluye la fabricación de fibras mediante hilado húmedo o seco o películas plásticas .
Las desventajas de la polimerización en solución son la disminución de la concentración de monómero e iniciador, lo que reduce la velocidad de reacción, la menor utilización del volumen del reactor, el costo adicional del proceso relacionado con el reciclaje del solvente, la toxicidad y otros impactos ambientales de la mayoría de los solventes orgánicos. Una de las principales desventajas de la técnica de polimerización en solución es que, por muy inerte que sea el solvente seleccionado, no se puede descartar por completo la transferencia de cadena al solvente y, por lo tanto, es difícil obtener un producto de muy alto peso molecular. Entre los solventes comunes, especialmente los hidrocarburos clorados son susceptibles a la transferencia de cadena en la polimerización por radicales libres. La intensidad de la transferencia de cadena para diferentes compuestos se puede cuantificar mediante el uso de constantes de transferencia de cadena y la disminución del grado de polimerización se puede calcular utilizando la ecuación de Mayo. [ 1 ]
Polímeros de importancia industrial producidos por polimerización en solución.
El poliacrilonitrilo (PAN) se fabrica mediante polimerización por radicales libres en dimetilformamida (DMF), dimetilsulfóxido (DMSO), carbonatos orgánicos , ácido sulfúrico , ácido nítrico o soluciones acuosas de sales inorgánicas, y se convierte en fibras.
El ácido poliacrílico (PAA) y la poliacrilamida se obtienen mediante polimerización por radicales libres en solución acuosa y se utilizan como espesantes, adhesivos o floculantes.
Los homopolímeros y copolímeros de acrilato y metacrilato se fabrican mediante polimerización por radicales libres en tolueno-acetona para aplicaciones de recubrimiento .
Polietileno (HDPE, LLDPE): algunos grados se fabrican mediante polimerización por coordinación en disolventes de hidrocarburos de alto punto de ebullición (por encima de la temperatura de la solución de PE). La ventaja de este proceso es su elevada velocidad de propagación, que permite cambios rápidos en los grados del producto.
El polibutadieno (BR) de alto contenido en cis se fabrica mediante polimerización por coordinación en hidrocarburos. [ 5 ]
El caucho de estireno-butadieno en solución (sSBR) se produce mediante polimerización aniónica en hidrocarburos, lo que da como resultado un caucho con mejores propiedades para la fabricación de neumáticos que el tipo de polimerización en emulsión .
El acetato de polivinilo, que posteriormente se utiliza para obtener alcohol polivinílico, se fabrica mediante polimerización por radicales libres en solución de metanol.
Los polibutadienos líquidos se fabrican mediante polimerización aniónica o por radicales libres en soluciones de hidrocarburos.
Caucho butílico (IIR) mediante copolimerización catiónica a baja temperatura de isobutileno con isopreno en solución de etileno o cloruro de metilo.
Las poliamidas aromáticas (por ejemplo, Kevlar y Nomex ) se fabrican mediante policondensación en una solución de N -metilpirrolidona y cloruro de calcio.
Este proceso es uno de los dos utilizados en la producción de poliacrilato de sodio , un polímero superabsorbente que se utiliza en pañales desechables .
Véase también
Referencias
- ↑ Mayo, Frank R. (diciembre de 1943). "Transferencia de cadena en la polimerización del estireno: la reacción de disolventes con radicales libres 1" . Journal of the American Chemical Society . 65 (12): 2324– 2329. Bibcode : 1943JAChS..65.2324M . doi : 10.1021/ja01252a021 . ISSN 0002-7863 .
- ↑ John Wiley & Sons, Inc., ed. (15 de julio de 2002). Enciclopedia de la ciencia y la tecnología de los polímeros (1.ª ed.). Wiley. doi : 10.1002/0471440264 . ISBN 978-1-118-63389-2.
- ↑ Manual de polímeros industriales : productos, procesos, aplicaciones . Wilks, Edward S. Weinheim: Wiley-VCH. 2001. ISBN 3-527-30260-3OCLC 44934461
{{cite book}}: CS1 mantenimiento: otros ( enlace ) - ^ Elías, Hans-Georg (2005-2009). Macromoléculas . Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31172-9OCLC 62131443
- ↑ Asua, Jos M., ed. (1 de enero de 2007). Ingeniería de reacciones de polímeros . Oxford, Reino Unido: Blackwell Publishing Ltd. doi : 10.1002/9780470692134 . ISBN 978-0-470-69213-4.
- Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales , cuarta edición, William F. Smith y Javad Hashem
- Enciclopedia de Ciencia y Tecnología de Polímeros , J. Wiley & Sons, Interscience, Publ., Nueva York, 4.ª edición, 1999-2012
- Reacciones de polimerización
