Cuando un polímero se hace uniendo sólo un tipo de molécula pequeña, o monómero, se llama homopolímero. Cuando se unen dos tipos diferentes de monómeros en la misma cadena polimérica, el polímero se denomina copolímero. Imaginemos ahora dos monómeros, a los que llamaremos A y B. A y B pueden convertirse en un copolímero de muchas maneras diferentes.
Cuando los dos monómeros se disponen de forma alternada, el polímero se llama, por supuesto, copolímero alternado (abajo). Un hecho interesante de este tipo es que la proporción de los dos monómeros es exactamente 1:1. Sin embargo, muy pocas copolimerizaciones dan este tipo de estructura.
En un copolímero aleatorio, los dos monómeros pueden seguir cualquier orden (figura inferior). La proporción de los monómeros incorporados al copolímero es el resultado de una combinación de las propiedades de los monómeros, las condiciones de polimerización y la conversión de la polimerización, por nombrar algunas variables. Por ejemplo, a menos que los dos monómeros tengan exactamente la misma reactividad, tanto con el otro comonómero como con sus propios monómeros, la proporción en el producto NO será exactamente de 1 a 1. De hecho, en la mayoría de los casos no lo es, y esto da lugar a un cambio en la composición del copolímero a medida que avanza la reacción. Al principio, el monómero más reactivo se incorpora más que el menos reactivo.
Pero las cosas cambian a medida que se agotan los monómeros y la concentración del más reactivo disminuye más rápido/más que la del menos reactivo. Las cosas se igualan en cierta proporción de concentraciones, dando un polímero que tiene una composición de aproximadamente 1 a 1. Pero ahora hay menos cantidad del más reactivo, por lo que se consume más rápidamente a medida que la reacción continúa, lo que hace que la relación de concentraciones cambie aún más hasta que sólo esté presente el monómero menos reactivo. Los copolímeros hechos en este punto tendrán más del monómero menos reactivo. Aunque se puede medir una composición «media» de los monómeros en el producto final (mediante RMN o FTIR o algún otro método), la composición de las cadenas individuales puede ser (será) muy diferente a esa media. Y aquí está el truco: la combinación total de todas esas cadenas de copolímeros, de composición variada, determina las propiedades finales del material fabricado. Así que, como se dice hoy en día: «Es complicado…»
En un copolímero en bloque, todos los monómeros de un tipo se incorporan juntos en una parte de la cadena, y luego todos los demás reaccionan de alguna manera. Un copolímero en bloque puede considerarse como dos homopolímeros unidos por uno de los extremos (abajo). No es sorprendente que no sea fácil ni barato fabricar un copolímero de este tipo, por lo que, de hecho, no hay muchos ejemplos comerciales.
Un copolímero en bloque que conoces muy bien, es decir, si llevas zapatos, es el caucho SBS. Se utiliza para las suelas de los zapatos y también para las bandas de rodadura de los neumáticos. «Blocky» significa que tiene algunas de las características de un verdadero copolímero en bloque pero no es tan uniforme en su composición.
Cuando las cadenas de un polímero hecho de monómero B se injertan en una cadena de polímero del monómero A tenemos un copolímero de injerto (ver la figura). Hay varias formas de hacerlo: injertando desde; injertando hacia; o la forma más controlada de utilizar un «macromonómero». ¿Qué dices? Sí, suena un poco extraño, pero estamos hablando de una larga cadena de polímeros con un único grupo funcional en el extremo que puede reaccionar con las pequeñas moléculas de comonómero presentes para dar la estructura injertada.
Un tipo de copolímero de injerto comercial es el poliestireno de alto impacto, o HIPS para abreviar. Se trata de una columna vertebral de poliestireno con cadenas de polibutadieno injertadas en la columna vertebral. El poliestireno da fuerza al material, pero las cadenas de polibutadieno gomoso le dan resiliencia para hacerlo resistente y menos quebradizo.
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