Materiales Plásticos
 


Polímeros Entrecruzados

En la polimerización de adición el rompimiento del enlace covalente en un monómero posibilita el acoplamiento de dos monómeros. En las reacciones de condensación los monómeros tienen grupos terminales reactivos que solo posibilitan el acoplamiento de otros dos monómeros. Cuando en un proceso de polimerización intervienen monómeros con funcionalidad 2, es decir, cada monómero reacciona únicamente con otros dos monómeros, la molécula resultante será lineal o a lo sumo presentará ramificaciones.

Aunque la cantidad de ramificaciones tiene una gran influencia en la variación de las propiedades de los polímeros lineales, lo que ambos tipos de polímeros (lineales y ramificados) tienen en común es que al calentarse se funden y dicho proceso es reversible, por lo cual se denominan termoplásticos.

Cuando en la reacción intervienen monómeros con funcionalidad mayor que 2, la molécula resultante tendrá una estructura entrecruzada o de red.

 


Cuando un polímero se vuelve entrecruzado, esto se convierte en esto

 

En un polímero entrecruzado las cadenas están químicamente unidas, lo cual hace que estos materiales sean estables térmicamente (termoestables o termofijos): no fluyen al ser calentados, y posean propiedades similares a las de los cauchos. Hay diferentes maneras de producir el entrecruzamiento de las cadenas. Para el polietileno, la manera más sencilla es irradiar el material fundido con radiación ionizante, como rayos b o g. Una vez el material ha sido entrecruzado su forma queda definida, solamente puede ser deformado calentándolo y sometiéndolo a esfuerzos que lo obliguen a tomar una forma deseada, la cual puede ser sostenida enfriándolo a una temperatura lo suficientemente baja; pero si el material es calentado de nuevo retornará a la forma que tenía cuando se produjo el entrecruzamiento.

Por lo anterior, los termoestables no se reblandecen ante un aumento de temperatura y la estructura molecular se degrada, o se quema, cuando se llega a un nivel de temperatura límite para el material.

Un ejemplo de polímero entrecruzado sucede al reaccionar estireno (funcionalidad 2), denominémoslo monómero A

A    

con divinil benceno (funcionalidad 4), denominémoslo monómero B

B    

El polímero resultante será formado por reacciones de adición. Consistirá de cadenas de poliestireno (A) unidas por un grupo de entrecruzamiento divinil benceno (B)

Obviamente, la proporción de B determina la rigidez de la red entrecruzada. Nótese que las estructuras entrecruzadas pueden ser producidas por reacciones que involucran polímeros lineales ya sintetizados.