Métodos Generales
Para la fabricación de Polímeros sintéticos en escala industrial se emplean principalmente las siguientes reacciones:
- Polimerización de adición, por ejemplo polietileno y cloruro de vinilo.
- Poliadición, por ejemplo poliuretanos
- Policondensación, por ejemplo resinas fenol-formaldehído, urea-formaldehído.
Las reacciones 1 y 2 transcurren sin separación de subproductos; en 3 se forman, además otras sustancias volátiles.
Las reacciones transcurren desarrollando considerables
cantidades de calor (exotérmicas); en general se inician por acción de catalizadores.
Los procedimientos que pueden efectuarse son:
1) Polimerización de adición
a) Polimerización en bloque
Se parte de un monómero puro no diluido, que se transforma lentamente en el polímero sólido. El proceso es difícil de conducir porque a causa de la creciente viscosidad que la masa va adquiriendo durante el proceso resulta cada vez más desigual la distribución de temperaturas. Debido a que las reacciones de polimerización son exotérmicas y como consecuencia de la baja conductividad de los polímeros existe un riesgo de sobrecalentamiento de modo que la reacción salga de control. • Este procedimiento se emplea para la fabricación de polímeros puros sólidos (poliestirol, vidrios acrílicos, etc.) y cuando pueden fracasar otros métodos, por ejemplo, éteres de polivinilo.
b) Polimerización en solución
En esta polimerización se diluye el monómero con disolventes en los cuales también se disuelve el polímero. Empleando un disolvente adecuado se evita loe problemas derivados de la reacción exotérmica de polimerización, aunque por otra parte crea el problema de la separación posterior del disolvente. c) polimerización en suspensión:
Este método también disminuye el problema de la eliminación del calor durante la polimerización. El monómero se agita vigorosamente en agua para formar gotas de pequeño tamaño. Para evitar que las gotas se unan entre sí se emplean agentes de suspensión tales como talco, alcohol polivinílico y gelatina, con objeto de formar un recubrimiento protector de las gotas. Se emplea un iniciador soluble en el monómero, obteniéndose el polímero en forma de pequeñas perlas libres de contaminación de los otros productos empleados en la polimerización.
d) Polimerización en emulsión
Se emplea además de agua, que sirve de medio, un emulsionante de tipo jabonoso y un sistema iniciador soluble en agua. La reacción se realiza en un reactor en el que se agita convenientemente la mezcla de reacción formada por monómero, agua, iniciador, jabón y otros componentes. El monómero se encuentra disuelto dentro de las micelas del jabón y formando gotas rodeadas de moléculas de emulsionantes. Estos polímeros son de grano muy fino. Además puede controlarse bien técnicamente debido a que la dispersión del plástico se mantiene escasamente viscosa. Los productos contienen residuos de emulsionante que pueden afectar las propiedades eléctricas y la transparencia.
2) Poliadición
En esta polimerización pueden asociarse macromoléculas mediante la acción de distintos grupos químicos. Los productos iniciales pueden ser moléculas algo mayores obtenidas por reacciones previas. En la poliadición se tiene la posibilidad de dirigir, según los casos, la estructura délas macromoléculas y con ello las propiedades, mediante la selección de los productos preliminares con estructuras variadas.
3) policondensación
Es el procedimiento clásico para la fabricación de resinas solidificables, por ejemplo para resinas fenólicas.
Otro procedimiento es la esterificación, por una parte, de productos preliminares, con varios grupos alcohólicos, y por la otra, con varios grupos ácidos (resinas alquídicas, poliésteres no saturados)
En la policondensación se asocian distintas moléculas que poseen grupos reactivos en varias posiciones, realizándose el proceso con separación de agua, amoníaco u otras sustancias volátiles.