La polimerización vinílica aniónica es un método por el cual se obtienen polímeros a partir de pequeñas moléculas que contengan dobles enlaces carbono-carbono. Es un tipo de polimerización vinílica. En la polimerización aniónica, el proceso comienza por medio de un iniciador. En este caso, el iniciador es un anión, es decir, un ion con una carga eléctrica negativa.
Existe una gran variedad de iniciadores empleados en la polimerización vinílica aniónica, pero el más usado es una modesta molécula pequeña llamada butil litio.
Una ínfima porción del butil litio siempre se encuentra escindida. No mucho, sino una parte. Se escinde para formar un catión litio y un anión butilo. Un anión como éste, donde la carga negativa se localiza sobre un átomo de carbono, se denomina carbanión.
Por lo tanto el anión butilo donará un par de electrones a uno de los átomos de carbono del monómero involucrados en el doble enlace. Ahora este átomo de carbono ya posee ocho electrones en su capa externa, que comparte con los átomos al cual está unido, de modo que un par de estos electrones, específicamente el par del doble enlace carbono-carbono, abandonará el átomo de carbono y se establecerá sobre el otro átomo de carbono del doble enlace. El proceso por el cual el butil litio se escinde y el anión butilo reacciona con la molécula del monómero, se denomina iniciación.
Haga clic aquí para ver una animación de las reacciones de iniciación.
El carbanión reacciona ahora con otra molécula de monómero exactamente de la misma manera en que el iniciador reaccionó con la primera molécula monomérica; por lo tanto se genera otro carbanión. Este proceso se sucede en el tiempo y cada vez que se agrega otro monómero a la cadena en crecimiento, se genera un nuevo anión, permitiendo la incorporación de otro monómero. Así es como crece la cadena polimérica. La adición sucesiva de monómeros se denomina propagación.
Haga clic aquí para ver una animación de las reacciones de propagación.
No obstante usted comienza a adquirir la inquietante sensación de que ésto no puede continuar indefinidamente, que algo debe ponerle fin al proceso. Pero es gracioso: ¡nunca se detiene! ¡En la mayoría de los casos, lo único que impide que se sigan agregando más monómeros a la cadena en crecimiento, es que al final se agoten las moléculas de monómero que teníamos en nuestro beaker! ¡Y aún así, si alguien viniera dentro de un rato y agregara más monómero en el beaker, éste se adicionaría a la cadena haciendo que creciera más! Se sabe que algunas cadenas de poliestireno se han mantenido así de activas durante años. Para detenerlas, se debe agregar algo que reaccione con los carbaniones, como por ejemplo agua. Este tipo de sistemas se denominan polimerizaciones aniónicas vivientes. Y nos permiten realizar algunos trucos interesantes…
Hace algún tiempo, alguien se encontraba examinando este beaker repleto de polímero que se mantendría activo durante años, cuestionándose que si agregaba más monómero, éste se adicionaría a las cadenas poliméricas vivientes... y sugirió una idea. En lugar de agregar el mismo monómero a la solución de polímero viviente, ¿por qué no probar con un monómero diferente? El resultado fue un polímero cuyas cadenas consistían en un largo segmento de un tipo de polímero y un segundo largo segmento de otro polímero. Los polímeros de este tipo de llaman copolímeros en bloque. Por ejemplo, una solución de cadenas vivientes de poliestireno reaccionan con butadieno para dar un copolímero en bloque estireno-butadieno.
Unos pocos trucos más nos darán el copolímero en tribloque estireno-butadieno-estireno. ¿Le gustaría saber cómo lo hacemos? Para averiguarlo, haga clic aquí.
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