16.4: Polímeros útiles formados por reacciones en cadena de radicales

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Muchos materiales domésticos familiares polímeros hechos de procesos de reacción en cadena de radicales. El polietileno (PET), el material plástico utilizado para fabricar botellas de refrescos y muchos otros tipos de envases, es producido por la polimerización radical del etileno (el etileno es un nombre común para lo que llamamos 'eteno' en la nomenclatura de la IUPAC). El proceso comienza cuando un iniciador de radicales como el peróxido de benzoilo experimenta escisión homolítica a alta temperatura:

El peróxido de benzoilo se convierte en dos radicales benzoílo. en la etapa de iniciación.

En la fase de propagación, el radical benzoílo (\(X\)· in the figure below) adds to the double bond of ethylene, generating a new organic radical.

Sucesivas moléculas de etileno se agregan al polímero en crecimiento, hasta que la terminación ocurre cuando dos radicales chocan.

La longitud del polímero se rige por cuánto tiempo continúa la fase de propagación antes de la terminación, y generalmente se puede controlar ajustando las condiciones de reacción.

Otros monómeros de alqueno sustituidos pequeños polimerizan de manera similar para formar materiales poliméricos familiares. A continuación se dan dos ejemplos.

El estireno se convierte en polistreno, un tipo de espuma de empaque. El cloruro de vinilo se convierte en cloruro de polivinilo (PVC), que conforma la plomería y aislamiento domésticos

Ejercicio 16.4.1

Mostrar un mecanismo para la formación de una sección de poliestireno de 2 unidades de longitud, comenzando con el monómero y el iniciador de peróxido de benzoilo. Tenga en cuenta la estabilidad relativa de los diferentes radicales intermedios.

Una forma común de separar las proteínas en el laboratorio de bioquímica es a través de una técnica llamada electroforesis en gel de poliacrilamida (PAGE). El gel de poliacrilamida se forma a través de la polimerización radical del monómero de acrilamida, con la sal de amonio de persulfato utilizada como iniciador de radicales.

La acrilamina se convierte en poliacrilamida. El persulfato es el iniciador de radicales.

Al final de los problemas del capítulo, se le invitará a proponer un mecanismo que muestre cómo una molécula llamada 'bis-acrilamida' sirve como un 'entrecruzador' entre cadenas lineales de poliacrilamida para permitir la formación de una estructura similar a una red para el gel PAGE.