Copolímero: Estructura y propiedades

¿Qué son los copolímeros?

Los neumáticos de goma, esas preciosas medias de spandex llamadas Spanx y los plásticos tienen algo en común. Se pueden clasificar como un tipo de copolímero . Un copolímero está compuesto por dos o más subunidades de monómero diferentes unidas para crear una cadena de polímero. Tenga en cuenta que un copolímero es un tipo de polímero. Un polímero es una molécula grande que se forma a partir de la unión de muchas subunidades repetidas llamadas monómeros. Lo que distingue a los copolímeros es que estas subunidades repetidas son diferentes entre sí.

Hay tres tipos comunes de copolímeros. El primer tipo se llama polímero en bloque . Este polímero se forma cuando se unen dos cadenas más grandes. Una cadena consta de un conjunto de subunidades monoméricas y la otra cadena consta de un conjunto diferente de subunidades monoméricas. Una excelente manera de pensar en este copolímero es como la unión de dos homopolímeros diferentes.

Ahora, sé que se estará preguntando, espere un minuto, ¿tenemos polímeros, copolímeros y ahora homopolímeros? No se preocupe, el prefijo ‘homo-‘ solo significa ‘igual o idéntico’. Por tanto, un homopolímero se compone de subunidades de monómeros que son idénticas o iguales. Con un polímero en bloque, imagina que tienes una cadena de homopolímero en tu mano izquierda y una cadena de homopolímero diferente en tu mano derecha. Cuando une ambos juntos, se crea un copolímero de bloque.

El segundo tipo es un copolímero aleatorio. Se forma un copolímero aleatorio cuando las subunidades de monómero se unen en un orden aleatorio. Piense en tomar varios monómeros, lanzarlos al aire y verlos aterrizar en el suelo. Dondequiera que caigan esos monómeros, cuando se unan, formarán una cadena aleatoria única. Por último, pero no menos importante, está el tercer tipo, llamado copolímero alternativo . Los copolímeros alternativos están compuestos por monómeros que se unen de forma alterna para formar una cadena de polímero. Ahora que podemos definir correctamente cada tipo de copolímero, veamos sus estructuras.

Estructura de copolímero

Debido a que un copolímero puede existir en tres tipos diferentes, clasificaremos la estructura de los copolímeros en base a bloques, aleatorios y alternos. Aquí están las estructuras de cada polímero.

Recuerde que dijimos que un copolímero de bloque implica tomar homopolímeros y unirlos. Como puede ver, cada homopolímero se identifica con un color diferente. La secuencia del homopolímero A (naranja) se enlaza con la secuencia del homopolímero B (azul) para formar una cadena grande llamada copolímero de bloque.¿Puedes notar la diferencia entre cada tipo de copolímero? Primero veamos a nuestro amigo el polímero en bloque.

También puede ver la estructura de un copolímero aleatorio. Las subunidades de monómero (A y B) se gustan juntas al azar. No existe una disposición formal para colocar estas subunidades como en la estructura de copolímero alternativa. Hablando del copolímero alternativo, notará por su estructura que los monómeros A y B se alternan entre sí en la cadena del polímero.

Propiedades generales de los copolímeros

Aunque las propiedades de un copolímero pueden variar dependiendo del tipo de copolímero sintetizado, existen propiedades comunes aplicables a la mayoría de los copolímeros químicos. La primera propiedad se refiere a la resistencia al calor. Esta propiedad se presenta en dos sabores distintos: termoplástico o termoestable. Un copolímero termoplástico es aquel que puede moldearse en diferentes formas después de ser calentado. En otras palabras, los copolímeros termoplásticos son materiales que se pueden calentar y luego remodelar una y otra vez para producir una variedad de productos diferentes. Desafortunadamente, el mismo concepto no se aplica a los copolímeros termoendurecibles. Un copolímero termoendurecible es aquel que no puede formar una nueva forma sin experimentar la destrucción del material.

La segunda propiedad se relaciona con la elasticidad. Los copolímeros se pueden definir por su capacidad para ser un elastómero . Lo sé, esta es una palabra muy grande, pero simplemente se refiere a una cadena de polímero que puede volver a su forma original después de ser estirada. Por lo tanto, piense en esta propiedad como un tipo de copolímero que puede torcerse, doblarse e incluso posiblemente hacer una voltereta lateral, solo para volver a su forma original después. La última propiedad común de los copolímeros es la resistencia química. Muchos de los plásticos que utilizamos contienen copolímeros. Estos plásticos pueden estar expuestos a productos químicos. Por lo tanto, la capacidad de permanecer duradera y no romperse, disolverse o cambiar de forma por la exposición química es importante.

Una propiedad a tener en cuenta con respecto a los copolímeros es la resistencia. Una regla general es que cuanto más larga sea la cadena del polímero, más fuerte será. La morfología de un copolímero influye en gran medida en la cantidad de músculos que puede flexionar. Tanto las cadenas lineales largas como las ramificaciones contribuyen en gran medida a la resistencia de un copolímero. Aquí hay un ejemplo de una cadena de copolímero que es lineal y una que está ramificada. ¿Puede identificar qué tipos de copolímeros están presentes en este diagrama?

Resumen de la lección

¡Eso es correcto! La cadena lineal consta de un polímero de bloques, mientras que la cadena ramificada es un tipo de copolímero aleatorio.

Los copolímeros se forman a partir de la unión de dos o más subunidades de monómeros que son diferentes entre sí. Estas moléculas se clasifican como un tipo de polímero. Hay tres formas diferentes de copolímeros: bloque, aleatorio y alternativo. Un copolímero de bloques se forma a partir de dos homopolímeros unidos para formar una sola cadena de polímero. Los copolímeros aleatorios consisten en monómeros unidos aleatoriamente en una cadena de polímero dada. Los copolímeros alternativos se forman cuando diferentes monómeros se unen entre sí de forma alterna. Las propiedades generales de los copolímeros incluyen su capacidad para ser termoplásticos o termoendurecibles y elásticos. Otras propiedades incluyen la capacidad de un copolímero de ser resistente a los productos químicos. La longitud de la cadena y la ramificación influyen en la resistencia de una cadena de copolímero.