Polímero en solución vs Polímero en dispersión
Los polímeros en dispersión tienen por lo general una apariencia que va de opaca a lechosa, los polímeros en solución tienen un aspecto claro. En un polímero en solución la molécula (macromolécula) misma es solvatada por el solvente, en tanto que un polímero en dispersión se agrega en una partícula, confinados por un emulsionante o coloide protector. Debido a este confinamiento los polímeros en la partícula de látex están generalmente fuertemente arrollados e interpenetrados. El peso molecular típico de un polímero en solución es de alrededor de 20.000, si bien se han observado valores mayores. En una polímero en dispersión el peso molecular es por lo común mayor de 100.000 por arrollamiento de polímero individual.
El tamaño de partícula de un polímero en solución es típicamente de unos 10μm, comparado con un rango de tamaño de la partícula de 50-1000 nm para las dispersiones de polímeros.
El contenido de sólidos de un polímero en solución es relativamente bajo debido en parte al incremento no linear en viscosidad. Una dispersión tiene por lo general un contenido de sólidos de entre 40-60%.
El comportamiento de la viscosidad de un polímero en solución representa una de las más drásticas diferencias hacia una dispersión.
Si bien una dispersión usualmente muestra un comportamiento pseudoplástico (shear thinning; newtoniano: independiente del esfuerzo de corte que se aplique; tixotrópico: comportamiento dependiente del tiempo; influencia del esfuerzo de corte previo), la viscosidad de un polímero en solución depende en gran medida del peso molecular del polímero.
Polímero en dispersión - Polímero en solución
Rasgos |
Polímero en solución |
Polímero en dispersión |
|---|---|---|
| Apariencia | claro | opaco |
| Carácter | Macromoéculas enrolladas y estiradas | partículas discretas consistentes de macromoléculas enrolladas |
| Peso molecular | < 20 000 | > 100 000 |
| Tamaño de partícula | < 0.01 μm | > 0.1 μm |
| Viscosidad | alta, fuertemente dependiente del Peso molecular | baja, independiente del Peso molecular |
| Contenido de sólidos | relativamente bajo | alto |
Introducción e historia de la Polimerización por emulsión
El látex de caucho natural fue el elemento ideal para preparar la primera dispersión.
Ya en 1910 los químicos buscaban la manera de producir un latex de caucho sintético.
Desde el punto de vista de la química coloidal, se describe a una dispersión como un sistema de dos fases, que consiste en un medio de dispersión líquido (fase continua) en el cual el componente sólido (fase dispersa) es finamente distribuido.
En la práctica, los términos “emulsión” o “latex” se usan con frecuencia en lugar del término “dispersión”.
Latex: definición histórica, ampliamente utilizada todavía sin una clara diferenciación con respecto a “dispersión”.
Emulsión: la definición más exacta es la de dos fases líquidas (un polímero debajo de su Tg (temperatura de transición vítrea no es un líquido en todos los parámetros de su definición, tal como la presión del vapor, no da por resultado un líquido tras la remoción de la fase continua), finamente distribuidas ambas bases una dentro de la otra
Las dispersiones son sistemas coloidales estables, definiéndose como tales a aquellos sistemas en los cuales las partículas permanecen dispersas como entidades simples por largos períodos de tiempo.
Las dispersiones pueden ser sometidas a condiciones bastante adversas, como ser: adición de electrolitos, congelamiento, elevadas temperaturas, altos esfuerzos de corte, etc. A aquellos sistemas capaces de retener el estado de partículas simples bajo una variedad de condiciones, se los considera coloidalmente estables. Cuando las partículas tienden a asociarse para formar agregados , se considera al sistema coloidalmente estable.
Una partícula de polímero coloidal típicamente contendrá un sustancial número de cadenas de polímero dentro de dicha partícula. estas cadenas de polímero dentro de la partícula pueden encontrarse en estado cristalino , amorfo, gomoso o vítreo. El monómero puede ser también retenido por la partícula y , si el polímero es soluble en el monómero, estas sufrirán "hinchamiento” en mayor o menor medida.
El estado físico de las partículas puede ser importante en el proceso de secado. Por ejemplo, si las partículas son blandas, la coalescencia de las mismas ocurre con bastante facilidad, dando lugar a la formación de un film continuo, mientras que si se tienen partículas duras, su individualidad es retenida in el estado seco.
Las dispersiones encuentran un amplio campo de aplicación en las industrias del color y de la pintura. Además se han convertido en un factor de importancia en otras aplicaciones, tales como colas y adhesivos, papel y “no-tejidos” (vellón). Incluso han adquirido alguna importancia en las aplicaciones en medicina, tales como ensayos inmunológicos, pruebas de diagnóstico y marcación de células.