POLIMEROS

1

• POLIMEROS

Introducción y clasificación
Estructura y propiedades
Polimerización por crecimiento de la cadena
Polimerización por crecimiento en etapas
Curado de resinas
Descripción y utilización
Análisis
2

Polimerización por crecimiento de la cadena
TIPOS DE POLIMERIZACIÓN

Polimerización radical
Polimerización aniónica
Polimerización catiónica
Polimerización con estereoquímica controlada
Polimerización metatesica por apertura de anillo
3
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Complejado con el catalizador organometálico
Karl Ziegler en Alemania y Giulio Natta en
Italia desarrollaron el sistema catalítico.
Premios Nobel en 1963
4
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Los primeros catalizadores fueron Cl3Al -
Al(CH2-CH3)2Cl y Cl4Al - Al(CH2-CH3)3
Actuación de uno de ellos Cl3Al -
Al(CH2-CH3)2Cl
Cl3Al Estructura cristalina
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de uno de ellos Cl3Al -
Al(CH2-CH3)2Cl
En la superficie hay átomos de Ti con un orbital
vacio
Cl3Al Estructura cristalina
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de Al Et2Cl
Cl3Al Estructura cristalina
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de Al Et2Cl
Cl3Al Estructura cristalina
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de Al Et2Cl
Cl3Al Estructura cristalina
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de Al Et2Cl
Cl3Al Estructura cristalina
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de Al Et2Cl
Cl3Al Estructura cristalina
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de Al Et2Cl
Cl3Al Estructura cristalina
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de Al Et2Cl
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Actuación de Al Et2Cl
Polimerización isotáctica
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
El grupo metilo siempre lejos del Aluminio
Polimerización isotáctica
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Finalizada la adición migra al orbital vacío
El grupo metilo siempre lejos del Aluminio
Polimerización isotáctica
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Finalizada la adición migra al orbital vacío
El grupo metilo siempre lejos del Aluminio
Polimerización isotáctica
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Siempre se adicionan al mismo orbital vacío
El grupo metilo siempre lejos del Aluminio
Polimerización isotáctica
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Polimerización sindiotáctica
Con Cl4V - Al(CH2-CH3)2Cl
La estructura del complejo es análoga
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Polimerización sindiotáctica
Con Cl4V - Al(CH2-CH3)2Cl
La estructura del complejo es análoga. Pero no
se da la migración
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Polimerización sindiotáctica
Con Cl4V - Al(CH2-CH3)2Cl
La estructura del complejo es análoga. Pero no
se da la migración Se adiciona en el otro orbital
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA
Catálisis heterogénea

Polimerización de Ziegler-Natta
Polimerización sindiotáctica
Con Cl4V - Al(CH2-CH3)2Cl
La estructura del complejo es análoga. Pero no
se da la migración El siguiente se adiciona en
el otro orbital
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización de Ziegler-Natta
Catálisis heterogénea
Los catalizadores tipo Ziegler - Natta se han
desarrollado ampliamente en los últimos años
Polietileno de alta densidad
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
En los metalocenos con más de dos ligandos los
anillos pueden no estar paralelos sino en ángulo
lo que permite la movilidad de los otros ligandos
Anillos ciclopentadienilo
Ferroceno
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
En los metalocenos con más de dos ligandos los
anillos pueden no estar paralelos sino en ángulo
lo que permite la movilidad de los otros ligandos
Anillos indenilo
Ferroceno
Bisclorocirconoceno
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Por reacción con metil alumoxano (MAO) se pueden
sustituir los cloros por grupos metilo
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Puede perder un grupo metilo para dar un catión
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
El catión se estabiliza por cesión de densidad
electrónica del enlace carbono-hidrógeno
(Asociación a-agóstica)
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Un alqueno puede estabilizar la carga positiva
formando un complejo
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
La estereoquímica de este complejo controla la
del producto final
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
A través de un estado de transición cíclico de
cuatro miembros
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
A través de un estado de transición cíclico de
cuatro miembros se da la primera adición
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
A través de un estado de transición cíclico de
cuatro miembros se da la primera adición
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Al quedar el grupo unido por la otra cara, la
siguiente adición será por el lado opuesto
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Al quedar el grupo unido por la otra cara, la
siguiente adición será por el lado opuesto
35
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Al quedar el grupo unido por la otra cara, la
siguiente adición será por el lado opuesto
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Las siguientes ocurren igual dando un polímero
isotáctico
Por qué es isotáctico?
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Los grupos metilo se orientan lejos de los
anillos indenilo
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Los grupos metilo se orientan lejos de los
anillos indenilo
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Alternando caras y orientaciones opuestas SE
OBTIENE SIEMPRE LA MISMA ESTEREOQUIMICA
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Alternando caras y orientaciones opuestas SE
OBTIENE SIEMPRE LA MISMA ESTEREOQUIMICA
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Alternando caras y orientaciones opuestas SE
OBTIENE SIEMPRE LA MISMA ESTEREOQUIMICA
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Alternando caras y orientaciones opuestas SE
OBTIENE SIEMPRE LA MISMA ESTEREOQUIMICA
43
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
Alternando caras y orientaciones opuestas SE
OBTIENE SIEMPRE LA MISMA ESTEREOQUIMICA
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
PARA OBTENER POLIPROPILENO SINDIOTÁCTICO Catalizad
or de Ewen y Asanuma
45
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
PARA OBTENER POLIPROPILENO SINDIOTÁCTICO Catalizad
or de Ewen y Asanuma
El alqueno se une alternadamente a caras opuestas
del catalizador pero con los metilos siempre con
igual orientación
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
PARA OBTENER POLIPROPILENO SINDIOTÁCTICO Catalizad
or de Ewen y Asanuma
El alqueno se une alternadamente a caras opuestas
del catalizador pero con los metilos siempre con
igual orientación
47
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos

Si los anillos pueden girar lentamente entre dos
conformaciones
Y en una de ellas no hay control estereoquímico
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos

Si los anillos pueden girar lentamente entre dos
conformaciones
Y en una de ellas no hay control estereoquímico
Y en la otra si hay control estereoquímico
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
PARA OBTENER POLIPROPILENO ELASTOMERICO Contiene
bloques isotácticos y atacticos
isotácticos
atácticos
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
PARA OBTENER POLIPROPILENO ELASTOMERICO Contiene
bloques isotácticos y atacticos
Metilo solo hacia bajo
En esta daría bloques isotácticos
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
PARA OBTENER POLIPROPILENO ELASTOMERICO Contiene
bloques isotácticos y atacticos
Metilo indistintamente hacia abajo
En esta daría bloques atácticos
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION CON ESTEREOQUIMICA CONTROLADA

Polimerización catalizada por metalocenos
PARA OBTENER POLIPROPILENO ELASTOMERICO Contiene
bloques isotácticos y atacticos
Metilo indistintamente hacia abajo o hacia arriba
En esta daría bloques atácticos
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Polimerización por crecimiento de la cadena
TIPOS DE POLIMERIZACIÓN

Polimerización radical
Polimerización aniónica
Polimerización catiónica
Polimerización con estereoquímica controlada
Polimerización metatesica por apertura de anillo
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION POR METATESICA POR APERTURA DE
ANILLO

ROMP catalizada por
El doble enlace carbono metal (tungsteno ó
molibdeno) del iniciador sufre metatesis con un
doble enlace del monómero cicloalqueno (por
ejemplo ciclopenteno)
55
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION POR METATESICA POR APERTURA DE
ANILLO

ROMP catalizada por
El doble enlace carbono metal (tungsteno ó
molibdeno) del iniciador sufre metatesis con un
doble enlace del monómero cicloalqueno (por
ejemplo ciclopenteno)
56
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION POR METATESICA POR APERTURA DE
ANILLO

ROMP catalizada por
El doble enlace carbono metal (tungsteno ó
molibdeno) del iniciador sufre metatesis con un
doble enlace del monómero cicloalqueno (por
ejemplo ciclopenteno)
57
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION POR METATESICA POR APERTURA DE
ANILLO

ROMP catalizada por
El doble enlace carbono metal (tungsteno ó
molibdeno) del iniciador sufre metatesis con un
doble enlace del monómero cicloalqueno (por
ejemplo ciclopenteno)
58
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION POR METATESICA POR APERTURA DE
ANILLO

ROMP catalizada por
El doble enlace carbono metal (tungsteno ó
molibdeno) del iniciador sufre metatesis con un
doble enlace del monómero cicloalqueno (por
ejemplo ciclopenteno)
59
Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION POR METATESICA POR APERTURA DE
ANILLO

ROMP catalizada por
El doble enlace carbono metal (tungsteno ó
molibdeno) del iniciador sufre metatesis con un
doble enlace del monómero cicloalqueno (por
ejemplo ciclopenteno)
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION POR METATESICA POR APERTURA DE
ANILLO

ROMP catalizada por
El doble enlace carbono metal (tungsteno ó
molibdeno) del iniciador sufre metatesis con un
doble enlace del monómero cicloalqueno (por
ejemplo ciclopenteno)
Policiclopenteno
Se obtienen polialquenámeros
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Polimerización por crecimiento de la cadena
POLIMERIZACION POR METATESICA POR APERTURA DE
ANILLO

ROMP catalizada por
Norborneno
Polinorborneno
Poli(endo-diciclopentadieno)
Endo-diciclopentadieno
ENTRECRUZADO
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• POLIMEROS

Introducción y clasificación
Estructura y propiedades
Polimerización por crecimiento de la cadena
Polimerización por crecimiento en etapas
Curado de resinas
Descripción y utilización
Análisis