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Dimerización y Polimerización

Las olefinas pueden reaccionar consigo mismas para dar lugar a moléculas de longitud variable. Si se unen dos moléculas se obtienen dímeros. Si las cadenas formadas son de longitud corta se denominan oligómeros y, si son largas (miles de unidades de monómero), polímeros.

Polimerización del propileno a polipropileno

Los polímeros son compuestos que tienen una enorme importancia industrial y se emplean para la fabricación de elementos que son esenciales en numerosos aspectos de nuestra vida cotidiana (fibras sintéticas para tejidos, envases, tuberías, etc.).

La polimerización de las olefinas puede lograrse por diversos métodos que implican los intermedios estudiados en Química Orgánica: carbocationes, carbaniones y radicales. La polimerización también se logra mediante catálisis metálica.

Polimerización catiónica

La protonación de una olefina produce un carbocatión electrófilo que puede ser atacado por la nube π de otra olefina.

Polimerización catiónica del propileno: el protón genera un carbocatión que ataca a otra molécula de olefina

Polimerización aniónica

Este tipo de polimerización es propio de olefinas pobres en electrones, es decir, aquellas que tienen sustituyentes electronegativos.

Polimerización aniónica del 2-cianoacrilato de metilo iniciada por hidróxido

Polimerización radicalaria

Si se introduce un generador de radicales como por ejemplo un peróxido, la polimerización discurre por un mecanismo radicalario.

Polimerización radicalaria: iniciación con un peróxido (RO·) y propagación por adición sucesiva de monómero

Polimerización catalizada

La polimerización catalizada por metales permite un control de la longitud y la estereoquímica del polímero final. Esto es de enorme importancia para condicionar y controlar las propiedades del polímero. Este descubrimiento valió la obtención del premio Nobel a sus autores.

Polimerización catalizada de Ziegler-Natta (TiCl₄/Al(CH₂CH₃)₃) sobre la superficie del catalizador
Retrato de Karl Ziegler

Karl Waldemar Ziegler (1898-1973): Químico alemán, profesor de la Universidad de Halle, en 1943 fue nombrado director del Instituto Max Planck de Investigación del Carbón. Descubrió un procedimiento de fabricación a baja presión de los polietilenos con estructura lineal. Premio Nobel de Química (junto a Natta) en 1963.

Retrato de Giulio Natta

Giulio Natta (1903-1978): Director del departamento de Química Industrial del Instituto Politécnico de Milán. Desde 1950 se dedicó exclusivamente a la química macromolecular. En 1954 consiguió sintetizar un polipropileno altamente cristalino, basándose en parte en los trabajos de Ziegler. Es el padre de la idea de la tacticidad. Premio Nobel de Química (junto a Ziegler) en 1963.