Palabras Clave
enlace covalente,
interacción secundaria
Los polímeros entrecruzados normalmente no pueden ser reciclados porque no funden. Y no funden porque el entrecruzamiento mantiene unidas las cadenas, impidiendo que el material sea capaz de fluir.
Aquí es donde interviene el entrecruzamiento reversible. Los retículos normales son covalentes, uniendo químicamente a las cadenas poliméricas en una sola molécula. El entrecruzamiento reversible emplea interacciones secundarias no covalentes para unir entre sí a las cadenas. Estas interacciones incluyen los enlaces por puente de hidrógeno y los enlaces iónicos.
El encanto de emplear interacciones no covalentes para formar retículos es que cuando el material se calienta, los retículos se rompen. Esto permite que dicho material pueda ser procesado, y lo más importante, reciclado. Cuando se enfría, los retículos vuelven a formarse.
Se han intentado dos métodos, ionómeros y copolímeros en bloque.
Los ionómeros son un tipo de copolímeros en los cuales una pequeña porción de unidades repetitivas posee grupos iónicos pendientes. No muchos, sólo unos pocos. Por lo general, la cadena polimérica principal es no polar. Recordamos la regla, ¿no? Lo semejante disuelve a lo semejante. Aquí también funciona. Las cadenas principales no polares se agrupan entre sí y los grupos iónicos polares pendientes lo hacen por su lado. Pero cuando estas agrupaciones o "clusters" de grupos iónicos, presuntuosos como son, quieran separarse completamente de las cadenas apolares, no podrán. Recuerde que están unidos a las cadenas principales. De modo que el resultado final es que estos clusters de grupos iónicos servirán para mantener juntas a esas cadenas principales, tal como lo haría un entrecruzamiento normal.
Excepto por una pequeña diferencia. Si sólo por diversión tratamos de calentar estos ionómeros, ocurre algo ingenioso y muy conveniente. Los clusters iónicos se rompen. Cuando las moléculas se calientan, se mueven más. Sin duda, este movimiento de las moléculas es el calor mismo. Moviéndose de esa forma a altas temperaturas, hace difícil que los grupos iónicos puedan mantenerse quietos en sus pequeños clusters. Por lo tanto se rompen. Ahora el ionómero ha perdido su reticulación y puede ser procesado y reciclado como un polímero común. Si lo enfriamos nuevamente, los clusters se formarán una vez más y actuará otra vez como un polímero entrecruzado. Interesante, ¿no?
Podemos hacer un elastómero termoplástico de otro modo. Ese otro modo es mediante un copolímero en bloque. Un copolímero es un polímero constituido por más de una clase de monómero, es decir, a partir de dos o más comonómeros. Un copolímero en bloque es un copolímero en el cual los comonómeros se encuentran separados en largas secciones de la cadena polimérica principal. Cada una de estas secciones, llamadas bloques, se ve como si fuera una especie de homopolímero.
Un elastómero termoplástico muy común que es un copolímero en bloque es el caucho SBS. SBS es la abreviatura en inglés de estireno-butadieno-estireno, puesto que dicho copolímero está constituido por una corta cadena de poliestireno, seguida por otra larga cadena de
polibutadieno y finalmente por otra corta cadena de poliestireno. Si pudiéramos extender una cadena de SBS, se vería como en la figura de abajo.
Ahora es tiempo de contarles un pequeño secreto: los polímeros distintos no se mezclan muy bien. ¿Recuerda la regla de que "lo semejante disuelve a lo semejante"? Bueno, los polímeros son aún más presuntuosos que las moléculas pequeñas. Resulta sumamente difícil mezclar dos polímeros diferentes, aún cuando sean muy similares. Esto es aplicable tanto a los bloques de nuestro SBS como a otros polímeros. Por lo tanto los bloques de poliestireno tienden a agruparse entre sí, al igual que los bloques de polibutadieno. Recuerde que cada bloque de polibutadieno posee un bloque de poliestireno en cada extremo y que los distintos bloques de poliestireno de la misma molécula de SBS no forman parte necesariamente del mismo cluster. Esto quiere decir que los distintos clusters de poliestireno se mantendrán unidos entre sí por los bloques de polibutadieno.
Por ende, los clusters de poliestireno actúan como reticulantes para los bloques de polibutadieno. Y al igual que los clusters iónicos de los ionómeros, las agrupaciones de poliestireno se romperán cuando el SBS es calentado, de modo de poder ser procesado y reciclado como un polímero no entrecruzado.
¡Ser verde parece más sencillo de lo que ciertas ranas creían!
Pero usted también puede fabricar un elastómero termoplástico empleando un copolímero en bloque ¡constituido a partir de una sola clase de monómero! Ya sé que ésto no tiene mucho sentido, pero es cierto. Usted puede fabricar polipropileno en el cual existan bloques de distinta tacticidad. Puede hacerse polipropileno a partir de bloques atácticos empleando una polimerización catalizada por metalocenos, de este modo:
Los bloques se separan tal como lo hacen en el caucho SBS. Y ésto es posible porque los bloques isotácticos forman cristales, mientras que los atácticos son amorfos. El resultado es algo similar a la figura que usted ve a la derecha. Se comporta como un elastómero por las mismas razones que el caucho SBS.
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