Database delle proprietà polimeriche
Principi di polimerizzazione a condensazione
Una polimerizzazione a condensazione è una forma di polimerizzazione a crescita graduale in cui monomeri e/o oligomeri reagiscono tra loro per formare unità strutturali più grandi rilasciando molecole più piccole come sottoprodotto come acqua o metanolo. Un noto esempio di reazione di condensazione è l’esterificazione degli acidi carbossilici con alcoli. Se entrambe le parti sono difunzionali, il prodotto di condensazione è un polimero lineare, e se almeno una delle parti è tri – o tetra-funzionale, il polimero risultante è un polimero reticolato (cioè una rete tridimensionale). L’aggiunta di monomeri con un solo gruppo reattivo terminerà una catena crescente e di conseguenza abbasserà il peso molecolare (medio). Pertanto, il peso molecolare medio e la densità della reticolazione dipenderanno dalla funzionalità di ciascun monomero coinvolto nella polimerizzazione di condensazione e dalla sua concentrazione nella miscela.
Una classica condensazione a crescita graduale è la reazione tra un acido dibasico e un glicole, mostrata di seguito:
HOOC-(CH2)n–COOH + HO–(CH2)m–OH →
HOOC–(CH2)n–COO–(CH2)m–OH + H2O
Il polimero risultante è chiamato poliestere. L’acqua viene continuamente rimossa dal sistema di reazione perché è reattiva con legami estere per invertire la reazione.
Uno dei poliesteri termoplastici più comuni è il poli (etilene tereftalato), spesso abbreviato in PET o PETE:
Altre importanti reazioni di condensazione sono l’interchange1 dell’estere, l’eterificazione e l’amidizzazione. Ad esempio, le poliammidi lineari possono essere prodotte facendo reagire diamidi con acidi dicarbossilici:
HOOC–(CH2)4–COOH + H2N–(CH2)6–NH2 →
In questo esempio il prodotto è poli(esametilene adipamide), noto anche come Nylon 6-6, che è una delle poliammidi termoplastiche più comuni. La sua struttura chimica è mostrata di seguito
Sia Nylon e PETE non hanno bisogno di un catalizzatore perché i monomeri acidi catalizzano la reazione. Tuttavia, acidi forti come l’acido solforico accelerano ulteriormente la reazione. Invece di diacidi, possono essere utilizzati anche cloruri diacilici. Hanno il vantaggio che non c’è solitamente reazione di inversione, perché l’HCl del sottoprodotto non è collegamenti withester reattivi.
Note:
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Una reazione di interscambio estere è una reazione tra un estere e un altro composto come un alcool, un acido o anotherester (transesterificazione), per formare un estere di diversa composizione.2
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La transesterificazione degli esteri metilici con glicoli invece dell’esterificazione diretta dei diacidi con dialcooli è talvolta preferita a causa della facile purificazione dei diesteri per distillazione.