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Copolímero

Diferentes tipos de polímeros: 1) homopolímero 2) copolímero alternante 3) copolímero aleatorio 4) copolímero de bloque 5) copolímero de injerto. En química de polímeros , un co...

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Diferentes tipos de polímeros: 1) homopolímero 2) copolímero alternante 3) copolímero aleatorio 4) copolímero de bloque 5) copolímero de injerto.

En química de polímeros , un copolímero es un polímero derivado de más de un monómero . La polimerización de monómeros para formar copolímeros se denomina copolimerización . Los copolímeros obtenidos a partir de la copolimerización de dos monómeros se denominan a veces bipolímeros .Los obtenidos a partir de tres y cuatro monómeros se denominan terpolímeros y cuaterpolímeros , respectivamente. [ 1 ] Los copolímeros pueden caracterizarse mediante diversas técnicas, como la espectroscopia de RMN y la cromatografía de exclusión por tamaño, para determinar el tamaño molecular, el peso, las propiedades y la composición del material. [ 2 ]

Los copolímeros comerciales incluyen acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), copolímero de estireno/butadieno (SBR), caucho de nitrilo , estireno-acrilonitrilo , estireno-isopreno-estireno (SIS) y etileno-acetato de vinilo , todos los cuales se forman mediante polimerización por crecimiento en cadena . Otro mecanismo de producción es la polimerización por crecimiento escalonado , que se utiliza para producir el copolímero nylon-12/6/66 [ 3 ] de nylon 12 , nylon 6 y nylon 66 , así como la familia de copoliésteres . Los copolímeros pueden utilizarse para desarrollar productos comerciales o vehículos de administración de fármacos.

Definición de la IUPAC

copolímero : Un polímero derivado de más de una especie de monómero . (Véase la entrada del Libro de Oro para la nota.) [ 4 ]

Dado que un copolímero consta de al menos dos tipos de unidades constituyentes (también unidades estructurales ), los copolímeros se pueden clasificar según cómo se disponen estas unidades a lo largo de la cadena . [ 5 ] Los copolímeros lineales constan de una sola cadena principal e incluyen copolímeros alternantes , copolímeros estadísticos y copolímeros de bloque . Los copolímeros ramificados constan de una sola cadena principal con una o más cadenas laterales poliméricas , y pueden ser injertados , tener forma de estrella o presentar otras arquitecturas.

Relaciones de reactividad

La relación de reactividad de una cadena de copolímero en crecimiento que termina en un monómero dado es la relación entre la constante de velocidad de reacción para la adición del mismo monómero y la constante de velocidad para la adición del otro monómero. Es decir,r1=k11k12{\displaystyle r_{1}={\frac {k_{11}}{k_{12}}}}yr2=k22k21{\displaystyle r_{2}={\frac {k_{22}}{k_{21}}}}donde por ejemplok12{\displaystyle k_{12}}es la constante de velocidad para la propagación de una cadena polimérica que termina en el monómero 1 (o A) por adición del monómero 2 (o B). [ 6 ]

La composición y el tipo estructural del copolímero dependen de estas relaciones de reactividad r 1 y r 2 según la ecuación de Mayo-Lewis , también llamada ecuación de copolimerización o ecuación del copolímero , [ 7 ] [ 6 ] para las velocidades instantáneas relativas de incorporación de los dos monómeros.

d[METRO1]d[METRO2]=[METRO1](r1[METRO1]+[METRO2])[METRO2]([METRO1]+r2[METRO2]){\displaystyle {\frac {\mathrm {d} \left[\mathrm {M} _{1}\right]}{\mathrm {d} \left[\mathrm {M} _{2}\right]}}={\frac {\left[\mathrm {M} _{1}\right]\left(r_{1}\left[\mathrm {M} _{1}\right]+\left[\mathrm {M} _{2}\right]\right)}{\left[\mathrm {M} _{2}\right]\left(\left[\mathrm {M} _{1}\right]+r_{2}\left[\mathrm {M} _{2}\right]\right)}}}

Nomenclatura estandarizada

Copolímeros lineales

Debido a la amplia variedad de copolímeros posibles, no existe una convención de nomenclatura única y aceptada, pero la IUPAC propone un esquema general que indica la organización de las unidades repetitivas dentro de un copolímero. En esta convención, se utiliza una nomenclatura basada en la fuente para indicar los monómeros a partir de los cuales se sintetizó el copolímero. Siguiendo las convenciones de nomenclatura de la IUPAC, un copolímero generalmente se denomina poli(A- co -B), donde A y B son los monómeros y -co- representa el tipo de copolímero. Este enlazador cambia según el tipo de copolímero, como se muestra a continuación. Si se desconoce la estructura exacta del polímero, se debe utilizar el enlazador -co- . [ 8 ]

Copolímeros ramificados o reticulados

Para copolímeros no lineales o ramificados, se añade un prefijo que indica el tipo de no linealidad antes de nombrar el copolímero. Dada la amplia gama de polímeros ramificados potenciales, si se desconoce el patrón de ramificación, se utiliza el prefijo general «ramificación». A continuación se muestran ejemplos de otros prefijos. [ 9 ]

Copolímeros lineales

copolímeros de bloque

Los copolímeros de bloque constan de dos o más subunidades de homopolímero unidas por enlaces covalentes. La unión de las subunidades de homopolímero puede requerir una subunidad intermedia no repetitiva, conocida como bloque de unión . Los copolímeros de dibloque tienen dos bloques distintos; los copolímeros de tribloque tienen tres. Técnicamente, un bloque es una porción de una macromolécula, que comprende muchas unidades, que tiene al menos una característica que no está presente en las porciones adyacentes. [ 1 ] Una posible secuencia de unidades repetitivas A y B en un copolímero de tribloque podría ser ~AAAAAAABBBBBBBAAAAA~. [ 10 ]

Definición de la IUPAC

Copolímero de bloques : Un copolímero que es un polímero de bloques . En las macromoléculas constituyentes de un copolímero de bloques , los bloques adyacentes son constitucionalmente diferentes, es decir, los bloques adyacentes comprenden unidades constitucionales derivadas de diferentes especies de monómeros o de la misma especie de monómero pero con una composición o distribución de secuencias de unidades constitucionales diferente. [ 11 ]

Los copolímeros de bloque están formados por bloques de diferentes monómeros polimerizados . Por ejemplo, el poliestireno-b-poli(metacrilato de metilo) o PS-b-PMMA (donde b = bloque) se suele fabricar polimerizando primero el estireno y, posteriormente, polimerizando el metacrilato de metilo (MMA) desde el extremo reactivo de las cadenas de poliestireno. Este polímero es un "copolímero de dibloque" porque contiene dos bloques químicos diferentes. También se pueden fabricar tribloques, tetrabloques, multibloques, etc. Los copolímeros de dibloque se fabrican utilizando técnicas de polimerización viva , como la polimerización radical libre por transferencia de átomos ( ATRP ), la transferencia de cadena por adición-fragmentación reversible ( RAFT ), la polimerización por metátesis de apertura de anillo (ROMP) y las polimerizaciones catiónicas o aniónicas vivas . [ 12 ] Una técnica emergente es la polimerización de lanzadera de cadena .

La síntesis de copolímeros de bloque requiere que ambas relaciones de reactividad sean mucho mayores que la unidad (r 1 >> 1, r 2 >> 1) bajo las condiciones de reacción, de modo que la unidad monomérica terminal de una cadena en crecimiento tienda a agregar una unidad similar la mayor parte del tiempo. [ 13 ]

La " estructura en bloques " de un copolímero es una medida de la proximidad de los comonómeros con respecto a su distribución estadística. Muchos, o incluso la mayoría, de los polímeros sintéticos son, de hecho, copolímeros, que contienen entre un 1 % y un 20 % de un monómero minoritario. En tales casos, la estructura en bloques es indeseable. [ 14 ] Se ha propuesto un índice de bloques como medida cuantitativa de la estructura en bloques o de la desviación de la composición aleatoria de monómeros. [ 15 ]

Copolímeros alternantes

Definición de la IUPAC

Copolímero alternante : Un copolímero que consiste en una macromolécula que comprende dos especies de unidades monoméricas en secuencia alternada . (Véase la entrada del Libro de Oro para la nota.) [ 16 ]

Un copolímero alternante tiene unidades A y B alternadas regularmente, y a menudo se describe mediante la fórmula: -ABABABABAB-, o -(-AB-) n -. La relación molar de cada monómero en el polímero es normalmente cercana a uno, lo que ocurre cuando las relaciones de reactividad r 1 y r 2 son cercanas a cero, como puede verse en la ecuación de Mayo-Lewis. Por ejemplo, en la copolimerización por radicales libres del copolímero de estireno-anhídrido maleico , r 1 = 0,097 y r 2 = 0,001, [ 13 ] de modo que la mayoría de las cadenas que terminan en estireno añaden una unidad de anhídrido maleico, y casi todas las cadenas que terminan en anhídrido maleico añaden una unidad de estireno. Esto conduce a una estructura predominantemente alternante.

Un copolímero de crecimiento por etapas -(-AABB-) n - formado por la condensación de dos monómeros bifuncionales A–A y B–B es, en principio, un copolímero perfectamente alternado de estos dos monómeros, pero generalmente se considera como un homopolímero de la unidad repetitiva dimérica AABB. [ 6 ] Un ejemplo es el nylon 66 con unidad repetitiva -OC-( CH 2 ) 4 -CO-NH-(CH 2 ) 6 -NH-, formado a partir de un monómero de ácido dicarboxílico y un monómero de diamina .

Copolímeros periódicos

Los copolímeros periódicos tienen unidades dispuestas en una secuencia repetitiva. Para dos monómeros A y B, por ejemplo, podrían formar el patrón repetido (ABABBAAAABBB) n .

Copolímeros estadísticos

Definición de la IUPAC

Copolímero estadístico : Un copolímero que consiste en una macromolécula en la que la distribución secuencial de la unidad monomérica obedece a leyes estadísticas conocidas. (Véase la entrada del Libro de Oro para la nota.) [ 17 ]

En los copolímeros estadísticos, la secuencia de residuos de monómeros sigue una regla estadística. Si la probabilidad de encontrar un residuo de monómero de un tipo determinado en un punto específico de la cadena es igual a la fracción molar de ese residuo de monómero en la cadena, entonces el polímero puede denominarse copolímero verdaderamente aleatorio [ 18 ] (estructura 3).

Los copolímeros estadísticos están determinados por la cinética de reacción de los dos monómeros reactivos químicamente distintos, y en la literatura sobre polímeros se les suele denominar indistintamente "aleatorios". [ 19 ] Al igual que otros tipos de copolímeros, los copolímeros aleatorios pueden tener propiedades interesantes y comercialmente deseables que combinan las de los homopolímeros individuales. Ejemplos de copolímeros aleatorios comercialmente relevantes incluyen cauchos fabricados a partir de copolímeros de estireno-butadieno y resinas a partir de derivados de estireno- ácido acrílico o metacrílico . [ 20 ] La copolimerización es particularmente útil para ajustar la temperatura de transición vítrea , que es importante en las condiciones de operación de los polímeros; se supone que cada monómero ocupa la misma cantidad de volumen libre, ya sea en un copolímero o en un homopolímero, por lo que la temperatura de transición vítrea (T g ) se encuentra entre los valores de cada homopolímero y está determinada por la fracción molar o másica de cada componente. [ 19 ]

Varios parámetros son relevantes en la composición del producto polimérico; en concreto, se debe considerar la relación de reactividad de cada componente. Las relaciones de reactividad describen si el monómero reacciona preferentemente con un segmento del mismo tipo o del otro tipo. Por ejemplo, una relación de reactividad menor que uno para el componente 1 indica que este componente reacciona más fácilmente con el otro tipo de monómero. Con esta información, disponible para multitud de combinaciones de monómeros en la "Base de Datos Wiley de Propiedades de Polímeros" [ 21 ] , se puede utilizar la ecuación de Mayo-Lewis para predecir la composición del producto polimérico para todas las fracciones molares iniciales de monómero. Esta ecuación se deriva utilizando el modelo de Markov , que solo considera que el último segmento añadido afecta a la cinética de la siguiente adición; el Modelo Penúltimo también considera el penúltimo segmento, pero es más complejo de lo necesario para la mayoría de los sistemas [ 22 ] . Cuando ambas relaciones de reactividad son menores que uno, hay un punto azeotrópico en el gráfico de Mayo-Lewis. En este punto, la fracción molar del monómero es igual a la composición del componente en el polímero. [ 19 ]

Hay varias formas de sintetizar copolímeros aleatorios. El método de síntesis más común es la polimerización por radicales libres ; esto es especialmente útil cuando las propiedades deseadas dependen de la composición del copolímero en lugar del peso molecular, ya que la polimerización por radicales libres produce cadenas poliméricas relativamente dispersas. La polimerización por radicales libres es menos costosa que otros métodos y produce polímeros de alto peso molecular rápidamente. [ 23 ] Varios métodos ofrecen un mejor control sobre la dispersión . La polimerización aniónica puede usarse para crear copolímeros aleatorios, pero con varias salvedades: si los carbaniones de los dos componentes no tienen la misma estabilidad, solo una de las especies se agregará a la otra. Además, la polimerización aniónica es costosa y requiere condiciones de reacción muy limpias, y por lo tanto es difícil de implementar a gran escala. [ 19 ] También se sintetizan copolímeros aleatorios menos dispersos mediante métodos de polimerización radical controlada "viva" , como la polimerización radical por transferencia de átomos (ATRP), la polimerización radical mediada por nitróxidos (NMP) o la polimerización por transferencia de cadena por adición-fragmentación reversible (RAFT). Estos métodos se prefieren a la polimerización aniónica porque pueden realizarse en condiciones similares a las de la polimerización radical libre. Las reacciones requieren períodos de experimentación más largos que la polimerización radical libre, pero aun así alcanzan velocidades de reacción razonables. [ 24 ]

copolímeros estereobloque

Un copolímero de vinilo estereobloque

En los copolímeros estereobloque, los bloques o unidades se diferencian únicamente en la tacticidad de los monómeros.

copolímeros de gradiente

En los copolímeros de gradiente, la composición de los monómeros cambia gradualmente a lo largo de la cadena.

Copolímeros ramificados

Existen diversas arquitecturas posibles para los copolímeros no lineales. Además de los polímeros injertados y en forma de estrella que se describen a continuación, otros tipos comunes de copolímeros ramificados incluyen los copolímeros en forma de cepillo y los copolímeros en forma de peine .

copolímeros de injerto

El copolímero de injerto consta de una cadena polimérica principal o esqueleto (A) unida covalentemente a una o más cadenas laterales (B).

Los copolímeros de injerto son un tipo especial de copolímero ramificado en el que las cadenas laterales presentan una estructura distinta a la de la cadena principal. Típicamente, la cadena principal se forma a partir de un tipo de monómero (A) y las ramificaciones a partir de otro monómero (B), o bien las cadenas laterales poseen características constitucionales o configuracionales que difieren de las de la cadena principal. [ 5 ]

Las cadenas individuales de un copolímero de injerto pueden ser homopolímeros o copolímeros. Cabe destacar que una secuencia de copolímeros diferente es suficiente para definir una diferencia estructural; por lo tanto, un copolímero de dibloque AB con cadenas laterales de copolímero AB alternadas se denomina propiamente copolímero de injerto.

Por ejemplo, las cadenas de poliestireno pueden injertarse en polibutadieno , un caucho sintético que conserva un doble enlace C=C reactivo por unidad repetitiva . El polibutadieno se disuelve en estireno, que luego se somete a polimerización por radicales libres . Las cadenas en crecimiento pueden unirse a los dobles enlaces de las moléculas de caucho, formando ramificaciones de poliestireno. El copolímero de injerto se forma en una mezcla con cadenas de poliestireno sin injertar y moléculas de caucho. [ 25 ]

Al igual que con los copolímeros de bloque, el producto cuasi- compuesto posee propiedades de ambos componentes. En el ejemplo citado, las cadenas elásticas absorben energía al impactar la sustancia, por lo que resulta mucho menos frágil que el poliestireno común. Este producto se denomina poliestireno de alto impacto , o HIPS.

copolímeros en forma de estrella

Polímeros o copolímeros en forma de estrella

Los (co)polímeros en forma de estrella son (co)polímeros ramificados en los que varias cadenas poliméricas están conectadas a un núcleo central.

Separación de microfases

Copolímero de bloque SBS en TEM

Los copolímeros de bloque pueden "microsepararse en fases" para formar nanoestructuras periódicas , [ 26 ] [ 27 ] como el copolímero de bloque estireno-butadieno-estireno. El polímero se conoce como Kraton y se utiliza para suelas de zapatos y adhesivos . Debido a la microestructura fina, se utilizó un microscopio electrónico de transmisión o TEM para examinar la estructura. La matriz de butadieno se tiñó con tetróxido de osmio para proporcionar contraste en la imagen. El material se hizo por polimerización viva de modo que los bloques son casi monodispersos para crear una microestructura regular. El peso molecular de los bloques de poliestireno en la imagen principal es 102 000; la imagen insertada tiene un peso molecular de 91 000, produciendo dominios ligeramente más pequeños.

microestructura esquemática del copolímero de bloques SBS

La separación de microfases es similar a la del aceite y el agua . El aceite y el agua son inmiscibles (es decir, pueden separarse en fases). Debido a la incompatibilidad entre los bloques, los copolímeros de bloque experimentan una separación de fases similar. Dado que los bloques están unidos covalentemente entre sí, no pueden separarse macroscópicamente como el agua y el aceite. En la "separación de microfases", los bloques forman estructuras de tamaño nanométrico . Dependiendo de las longitudes relativas de cada bloque, se pueden obtener diversas morfologías. En los copolímeros de dibloque, longitudes de bloque suficientemente diferentes dan lugar a esferas de tamaño nanométrico de un bloque en una matriz del segundo (por ejemplo, PMMA en poliestireno). Utilizando longitudes de bloque menos diferentes, se puede obtener una geometría de "cilindro empaquetado hexagonalmente". Los bloques de longitud similar forman capas (a menudo llamadas lamelas en la literatura técnica). Entre la fase cilíndrica y la lamelar se encuentra la fase giroidal . Las nanoestructuras creadas a partir de copolímeros de bloque pueden utilizarse potencialmente para crear dispositivos para memoria de ordenador , plantillas a nanoescala y separaciones a nanoescala. [ 28 ] Los copolímeros de bloque se utilizan a veces como sustitutos de los fosfolípidos en bicapas lipídicas modelo y liposomas debido a su estabilidad y capacidad de ajuste superiores. [ 29 ] [ 30 ]

Los científicos de polímeros utilizan la termodinámica para describir cómo interactúan los diferentes bloques. [ 31 ] [ 32 ] El producto del grado de polimerización, n , y el parámetro de interacción de Flory-Huggins ,χ{\displaystyle \chi }, da una indicación de cuán incompatibles son los dos bloques y si se separarán en microfases. Por ejemplo, un copolímero de dibloque de composición simétrica se separará en microfases si el productoχnorte{\displaystyle \chi N}es mayor que 10.5. Siχnorte{\displaystyle \chi N}Si es menor que 10,5, los bloques se mezclarán y no se observará separación de microfases. La incompatibilidad entre los bloques también afecta el comportamiento en solución de estos copolímeros y su comportamiento de adsorción en diversas superficies. [ 33 ]

Los copolímeros de bloque pueden autoensamblarse en disolventes selectivos para formar micelas, entre otras estructuras. [ 34 ]

En películas delgadas, los copolímeros de bloque son de gran interés como máscaras en la litografía de patrones de materiales semiconductores para aplicaciones en almacenamiento de datos de alta densidad. Un desafío clave es minimizar el tamaño de las características y se están realizando muchas investigaciones al respecto. [ 35 ]

Caracterización

Las técnicas de caracterización para copolímeros son similares a las de otros materiales poliméricos. Estas técnicas permiten determinar el peso molecular promedio , el tamaño molecular, la composición química, la homogeneidad molecular y las propiedades fisicoquímicas del material. [ 2 ] Sin embargo, dado que los copolímeros están compuestos por polímeros base con propiedades heterogéneas, es posible que se requieran múltiples técnicas de caracterización para caracterizarlos con precisión. [ 36 ]

Las técnicas espectroscópicas, como la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), la espectroscopia infrarroja (IR) y la espectroscopia UV , se utilizan frecuentemente para identificar la estructura molecular y la composición química de los copolímeros. La RMN permite determinar diversas características de los polímeros, como la tacticidad y la secuencia de unidades repetitivas, principalmente mediante RMN de 1H y 13C . También se puede utilizar para analizar los grupos terminales y los puntos de ramificación dentro de las cadenas poliméricas, lo que proporciona información sobre el tamaño y el patrón de ramificación. La espectroscopia IR se emplea principalmente para identificar los grupos funcionales unidos a un copolímero, pero también puede proporcionar información sobre el grado de ramificación. La espectroscopia UV permite determinar la concentración de un monómero que contiene un cromóforo dentro de una resina polimérica. La espectroscopia UV se utiliza comúnmente como detector en la cromatografía de exclusión por tamaño. [ 37 ]

Las técnicas de dispersión, como la dispersión de luz estática , la dispersión de luz dinámica y la dispersión de neutrones de ángulo pequeño , pueden determinar el tamaño y el peso molecular del copolímero sintetizado. La dispersión de luz estática y la dispersión de luz dinámica utilizan luz para determinar el peso molecular promedio y el comportamiento del copolímero en solución, mientras que la dispersión de neutrones de ángulo pequeño utiliza neutrones para determinar el peso molecular y la longitud de la cadena. Además, las técnicas de dispersión de rayos X, como la dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS), pueden ayudar a determinar la morfología nanométrica y el tamaño característico de un copolímero de bloques microseparado o micelas en suspensión. [ 38 ]

La calorimetría diferencial de barrido es una técnica termoanalítica que se utiliza para determinar los eventos térmicos del copolímero en función de la temperatura. [ 39 ] Puede indicar cuándo el copolímero está experimentando una transición de fase , como la cristalización o la fusión, midiendo el flujo de calor necesario para mantener el material y una referencia a una temperatura que aumenta constantemente.

El análisis termogravimétrico es otra técnica termoanalítica utilizada para evaluar la estabilidad térmica del copolímero en función de la temperatura. Esto proporciona información sobre cualquier cambio en las propiedades fisicoquímicas, como transiciones de fase, descomposiciones térmicas y reacciones redox. [ 40 ]

La cromatografía de exclusión por tamaño permite separar copolímeros con diferentes pesos moleculares según su volumen hidrodinámico. [ 41 ] A partir de ahí, se puede determinar el peso molecular derivando la relación con su volumen hidrodinámico. Los copolímeros de mayor tamaño tienden a eluir primero, ya que interactúan menos con la columna. El material recolectado se suele detectar mediante métodos de dispersión de luz, un refractómetro o un viscosímetro para determinar la concentración del copolímero eluido.

Aplicaciones

copolímeros de bloque

Una aplicación común de los copolímeros de bloque es el desarrollo de elastómeros termoplásticos (TPE). [ 2 ] Los primeros TPE comerciales se desarrollaron a partir de poliuretanos (TPU), que consisten en segmentos blandos y duros alternados, y se utilizan en parachoques de automóviles y orugas de motos de nieve. [ 2 ] Los TPE estirénicos entraron al mercado más tarde y se utilizan en calzado, modificación de betún, mezcla de termoplásticos, adhesivos y aislamiento de cables y juntas. [ 2 ] La modificación de los enlaces entre los bloques dio como resultado nuevos TPE basados ​​en poliésteres (TPES) y poliamidas (TPA), utilizados en mangueras, artículos deportivos y componentes de automóviles. [ 2 ]

Los copolímeros de bloque anfifílicos tienen la capacidad de formar micelas y nanopartículas . [ 42 ] Debido a esta propiedad, los copolímeros de bloque anfifílicos han atraído mucha atención en la investigación sobre vehículos para la administración de fármacos. [ 42 ] [ 43 ] De manera similar, los copolímeros de bloque anfifílicos pueden utilizarse para la eliminación de contaminantes orgánicos del agua, ya sea mediante la formación de micelas [ 2 ] o la preparación de películas. [ 44 ]

Copolímeros alternantes

El copolímero alternante de estireno-ácido maleico (SMA) presenta anfifilicidad según el pH, lo que le permite cambiar de conformación en diferentes entornos. [ 45 ] Algunas conformaciones que puede adoptar el SMA son la formación de ovillo aleatorio, la formación globular compacta, micelas y nanodiscos. [ 45 ] El SMA se ha utilizado como agente dispersante para tintes y tintas, como vehículo de administración de fármacos y para la solubilización de membranas. [ 45 ]

Ingeniería de copolímeros

La copolimerización se utiliza para modificar las propiedades de los plásticos fabricados para satisfacer necesidades específicas, por ejemplo, para reducir la cristalinidad, modificar la temperatura de transición vítrea , controlar las propiedades de humectación o mejorar la solubilidad. [ 46 ] Es una forma de mejorar las propiedades mecánicas, en una técnica conocida como endurecimiento del caucho . Las fases elastoméricas dentro de una matriz rígida actúan como amortiguadores de grietas y, por lo tanto, aumentan la absorción de energía cuando el material es impactado, por ejemplo. El acrilonitrilo butadieno estireno es un ejemplo común.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 McNaught, AD; Wilkinson, A. (1996). «Glosario de términos básicos en ciencia de polímeros (Recomendaciones de la IUPAC 1996)» . Pure and Applied Chemistry . 68 : 2287–2311 . doi : 10.1351/goldbook.C01335 . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  2. ^ Hadjichristidis , Nikos ;​​ ​Pispas, Stergios; Fludas, George (15 de noviembre de 2002). Copolímeros en bloque . Hoboken, Estados Unidos: John Wiley & Sons, Inc. doi : 10.1002/0471269808 . ISBN 978-0-471-39436-5.
  3. ↑ "Copolímero de nailon-12/6/66" . Información sobre cosméticos . Archivado del original el 11 de abril de 2021. Consultado el 12 de abril de 2021 .
  4. ↑ "copolímero" . Libro de Oro . IUPAC. 2014. doi : 10.1351/goldbook.C01335 . Consultado el 1 de abril de 2024 .
  5. 1 2 Jenkins, A. D; Kratochvíl, P; Stepto, RF T; Suter, U. W (1996). "Glosario de términos básicos en ciencia de polímeros (Recomendaciones de la IUPAC 1996)" . Pure and Applied Chemistry . 68 (12): 2287– 2311. doi : 10.1351/pac199668122287 .
  6. 1 2 3 Cowie, JMG (1991). Polímeros: Química y física de los materiales modernos (2.ª ed.). Blackie (EE. UU.: Chapman and Hall). págs. 104–106 . ISBN   978-0-216-92980-7.
  7. ↑ Mayo, Frank R. ; Lewis, Frederick M. (1944). "Copolimerización. I. Una base para comparar el comportamiento de los monómeros en la copolimerización; la copolimerización de estireno y metacrilato de metilo". J. Am. Chem. Soc. 66 (9): 1594– 1601. Bibcode : 1944JAChS..66.1594M . doi : 10.1021/ja01237a052 .
  8. ↑ Jones, Richard G; Wilks, Edward S; Metanomski, W. Val; Kahovec, Jaroslav, eds. (2009), "19: Nomenclatura basada en la fuente para copolímeros (1985)" , Compendio de terminología y nomenclatura de polímeros , Cambridge: Royal Society of Chemistry, pp. 368–381 , doi : 10.1039/9781847559425-00368 , ISBN  978-0-85404-491-7, consultado el 8 de abril de 2026
  9. ↑ Jones, Richard G; Wilks, Edward S; Metanomski, W. Val; Kahovec, Jaroslav, eds. (2009), "20: Nomenclatura basada en la fuente para macromoléculas no lineales y ensamblajes macromoleculares (1997)" , Compendio de terminología y nomenclatura de polímeros , Cambridge: Royal Society of Chemistry, pp. 382–393 , doi : 10.1039/9781847559425-00382 , ISBN  978-0-85404-491-7, consultado el 8 de abril de 2026
  10. ↑ Cowie, pág. 4
  11. ↑ "copolímero de bloque" . Libro de Oro . IUPAC. 2014. doi : 10.1351/goldbook.B00683 . Consultado el 1 de abril de 2024 .
  12. ↑ Hadjichristidis N., Pispas S., Floudas G. Copolímeros de bloque: estrategias sintéticas, propiedades físicas y aplicaciones – Wiley, 2003.
  13. 1 2 Fried, Joel R. (2003). Ciencia y tecnología de polímeros (2.ª ed.). Prentice Hall. págs. 41–43 . ISBN   978-0-13-018168-8.
  14. ↑ Chum, PS; Swogger, KW (2008). "Tecnologías de polímeros de olefina: historia y progreso reciente en Dow Chemical Company". Progress in Polymer Science . 33 (8): 797– 819. doi : 10.1016/j.progpolymsci.2008.05.003 .
  15. ↑ Shan, Colin Li Pi; Hazlitt, Lonnie G. (2007). "Índice de bloques para la caracterización de copolímeros de bloques de olefina". Macromol. Symp . 257 : 80–93 . CiteSeerX 10.1.1.424.4699 . doi : 10.1002/masy.200751107 . 
  16. ↑ "copolímero alternante" . Libro de Oro . IUPAC. 2014. doi : 10.1351/goldbook.A00250 . Consultado el 1 de abril de 2024 .
  17. ↑ "copolímero estadístico" . Libro de Oro . IUPAC. 2014. doi : 10.1351/goldbook.S05955 . Consultado el 1 de abril de 2024 .
  18. ↑ Painter PC y Coleman MM, Fundamentos de la ciencia de los polímeros , CRC Press, 1997, pág. 14.
  19. 1 2 3 4 Chanda, M. Introducción a la ciencia y química de polímeros . Segunda edición. CRC Press, 2013.
  20. ↑ Overberger, C. ″Copolimerización: 1. Observaciones generales; 2: Ejemplos selectivos de copolimerizaciones″. Journal of Polymer Science: Polymer Symposium 72, 67-69 (1985).
  21. ↑ Greenley, Robert. «Relaciones de reactividad de la copolimerización por radicales libres». The Wiley Database of Polymer Properties . 2003. doi : 10.1002/0471532053.bra007
  22. ↑ Ruchatz, Dieter; Fink, Gerhard (1998). "Copolimerización de eteno-norborneno con catalizadores de metaloceno homogéneos y de tipo sándwich: cinética y relaciones entre la estructura del catalizador y la estructura del polímero. 3. Parámetros de copolimerización y diagramas de copolimerización". Macromolecules . 31 (15): 4681–3 . Bibcode : 1998MaMol..31.4681R . doi : 10.1021/ma971043b . PMID 9680398 . 
  23. ↑ Cao, Ti y Stephen E. Webber. ″Copolimerización por radicales libres de fullerenos con estireno″. Macromolecules , 1996, 28, pp. 3741-3743.
  24. ↑ Matyjaszewski, Krzysztof (1996). "Polimerización radical controlada". Current Opinion in Solid State and Materials Science . 1 (6): 769– 776. Bibcode : 1996COSSM...1..769M . doi : 10.1016/S1359-0286(96)80101-X .
  25. ↑ Rudin, Alfred (1982). Los elementos de la ciencia e ingeniería de polímeros (1.ª ed.). Academic Press. pág . 19. ISBN   978-0-12-601680-2.
  26. ↑ Hamley, IW "La física de los copolímeros de bloque" – Oxford University Press, 1998.
  27. ↑ Hamley, IW "Desarrollos en la ciencia y la tecnología de los copolímeros de bloque" – Wiley, 2004.
  28. ↑ Gazit, Oz; Khalfin, Rafail; Cohen, Yachin; Tannenbaum, Rina (2009). "Nanorreactores de copolímeros de dibloque autoensamblados como catalizadores para la síntesis de nanopartículas metálicas". Journal of Physical Chemistry C . 113 (2): 576– 583. doi : 10.1021/jp807668h .
  29. ↑ Meier, Wolfgang; Nardin, Corinne; Winterhalter, Mathias (15 de diciembre de 2000). "Reconstitución de proteínas de canal en membranas de copolímero tribloque ABA (polimerizado)". Edición internacional Angewandte Chemie . 39 (24). Wiley: 4599– 4602. doi : 10.1002/1521-3773(20001215)39:24 < 4599::aid-anie4599 > 3.0.co ; 2 años . ISSN 1433-7851 . PMID 11169683 .  
  30. ↑ Zhang, Xiaoyan; Tanner, Pascal; Graff, Alexandra; Palivan, Cornelia G.; Meier, Wolfgang (2012-03-11). "Imitando la membrana celular con membranas de copolímeros de bloque" . Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry . 50 (12). Wiley: 2293– 2318. Bibcode : 2012JPoSA..50.2293Z . doi : 10.1002/pola.26000 . ISSN 0887-624X . 
  31. ↑ Bates, Frank S. ; Fredrickson, Glenn H. (2014). "Termodinámica de copolímeros de bloque: teoría y experimento". Annual Review of Physical Chemistry . 41 : 525– 557. Bibcode : 1990ARPC...41..525B . doi : 10.1146/annurev.pc.41.100190.002521 . PMID 20462355 . 
  32. ↑ Chremos, Alexandros; Nikoubashman, Arash; Panagiotopoulos, Athanassios (2014). "Parámetro de Flory-Huggins χ, de mezclas binarias de partículas de Lennard-Jones a fundidos de copolímeros de bloque". J. Chem. Phys . 140 (5): 054909. Bibcode : 2014JChPh.140e4909C . doi : 10.1063/1.4863331 . PMID 24511981 . 
  33. ↑ Hershkovitz, Eli; Tannenbaum, Allen ; Tannenbaum, Rina (2008). "Adsorción de copolímeros de bloque de disolventes selectivos en superficies curvas" . Macromolecules . 41 ( 9): 3190–3198 . Bibcode : 2008MaMol..41.3190H . doi : 10.1021/ma702706p . PMC 2957843. PMID 20976029 .  
  34. ↑ Hamley, IW "Copolímeros de bloque en solución" – Wiley, 2005.
  35. ↑ Hamley, IW (2009). "Ordenamiento en películas delgadas de copolímeros de bloque: fundamentos para aplicaciones potenciales". Progress in Polymer Science . 34 (11): 1161– 1210. doi : 10.1016/j.progpolymsci.2009.06.003 .
  36. ↑ Rowland, Steven M.; Striegel, André M. (2012-06-05). "Caracterización de copolímeros y mezclas mediante cromatografía de exclusión por tamaño con detector quíntuple" . Analytical Chemistry . 84 (11): 4812– 4820. doi : 10.1021/ac3003775 . ISSN 0003-2700 . PMID 22591263 .  
  37. ↑ Young, Robert Joseph; Lovell, Peter A. (2011). Introducción a los polímeros (3.ª ed.). Boca Raton: CRC Press. ISBN  978-0-8493-3929-5.
  38. ↑ Hu, Hanqiong; Gopinadhan, Manesh; Osuji, Chinedum O. (2014-03-21). "Autoensamblaje dirigido de copolímeros de bloque: una revisión tutorial de estrategias para habilitar la nanotecnología con materia blanda" . Soft Matter . 22 (10): 3867– 3889. Bibcode : 2014SMat...10.3867H . doi : 10.1039/C3SM52607K . PMID 24740355 . 
  39. ↑ Skoog, Douglas A. (1998). Principios de análisis instrumental . F. James Holler, Timothy A. Nieman (5.ª ed.). Filadelfia: Saunders College Pub. ISBN  0-03-002078-6OCLC 37866092​​ 
  40. ↑ Coats, AW; Redfern, JP (1963-01-01). "Análisis termogravimétrico. Una revisión" . Analyst . 88 (1053): 906– 924. Bibcode : 1963Ana....88..906C . doi : 10.1039/AN9638800906 . ISSN 1364-5528 . 
  41. ↑ Yamakawa, Hiromi (1971). Teoría moderna de las soluciones poliméricas . Nueva York: Harper & Row. ISBN 0-06-047309-6OCLC 159244​​ 
  42. 1 2 Cho, Heui Kyoung; Cheong, In Woo; Lee, Jung Min; Kim, Jung Hyun (2010). "Nanopartículas poliméricas, micelas y polimerosomas a partir de copolímeros de bloque anfifílicos" . Revista Coreana de Ingeniería Química . 27 (3): 731– 740. doi : 10.1007/s11814-010-0216-5 . ISSN 0256-1115 . S2CID 95286455 .  
  43. ↑ Rösler, Annette; Vandermeulen, Guido WM; Klok, Harm-Anton (2012-12-01). "Dispositivos avanzados de administración de fármacos mediante autoensamblaje de copolímeros de bloque anfifílicos" . Advanced Drug Delivery Reviews . ARTÍCULOS MÁS CITADOS EN LA HISTORIA DE ADVANCED DRUG DELIVERY REVIEWS: UN TRIBUTO AL 25.º ANIVERSARIO DE LA REVISTA. 64 : 270–279 . doi : 10.1016/j.addr.2012.09.026 . ISSN 0169-409X . 
  44. ↑ Herrera-Morales, Jairo; Turley, Taylor A.; Betancourt-Ponce, Miguel; Nicolau, Eduardo (2019). " Películas de copolímeros de bloque de nanocelulosa para la eliminación de contaminantes orgánicos emergentes de soluciones acuosas" . Materials . 12 (2): 230. Bibcode : 2019Mate...12..230H . doi : 10.3390/ma12020230 . ISSN 1996-1944 . PMC 6357086. PMID 30641894 .   
  45. 1 2 3 Huang, Jing; Turner, S. Richard (2017-05-05). "Avances recientes en copolímeros alternantes: la síntesis, modificación y aplicaciones de polímeros de precisión" . Polymer . 116 : 572–586 . doi : 10.1016/j.polymer.2017.01.020 . ISSN 0032-3861 . 
  46. ↑ Muzammil, Iqbal; Li, Yupeng; Lei, Mingkai (2017). "Mojabilidad ajustable y respuesta al pH de copolímeros de plasma de ácido acrílico y octafluorociclobutano". Plasma Processes and Polymers . 14 (10) 1700053. doi : 10.1002/ppap.201700053 . S2CID 104161308 . 
  • Introducción a la química de polímeros
  • Copolímeros de bloque en solución: fundamentos y aplicaciones
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