Una poliolefina es un tipo de polímero con la fórmula general (CH 2 CHR) n donde R es un grupo alquilo . Generalmente derivan de un pequeño conjunto de olefinas simples ( alquenos ). En el sentido comercial predominan el polietileno y el polipropileno . Las poliolefinas más especializadas incluyen poliisobutileno y polimetilpenteno . Todos ellos son aceites o sólidos incoloros o blancos. Se conocen muchos copolímeros , como el polibuteno , que deriva de una mezcla de diferentes isómeros de buteno . El nombre de cada poliolefina indica la olefina a partir de la cual se prepara; por ejemplo, el polietileno se deriva del etileno y el polimetilpenteno se deriva del 4-metil-1-penteno . Las poliolefinas no son olefinas en sí mismas porque el doble enlace de cada monómero de olefina se abre para formar el polímero. Los monómeros que tienen más de un doble enlace, como el butadieno y el isopreno, producen polímeros que contienen dobles enlaces ( polibutadieno y poliisopreno ) y normalmente no se consideran poliolefinas. Las poliolefinas son la base de muchas industrias químicas. [1]
La mayoría de las poliolefinas se fabrican tratando el monómero con catalizadores que contienen metales. La reacción es altamente exotérmica.
Tradicionalmente se utilizan catalizadores de Ziegler-Natta . Estos catalizadores , que llevan el nombre de los premios Nobel Karl Ziegler y Giulio Natta , se preparan tratando cloruros de titanio con compuestos organoaluminio , como el trietilaluminio . En algunos casos, el catalizador es insoluble y se utiliza en forma de suspensión. En el caso del polietileno se utilizan frecuentemente catalizadores Phillips que contienen cromo . Los catalizadores Kaminsky son otra familia más de catalizadores que son susceptibles de cambios sistemáticos para modificar la tacticidad del polímero, especialmente aplicables al polipropileno .
Las propiedades de las poliolefinas varían desde líquidas hasta sólidas rígidas y están determinadas principalmente por su peso molecular y grado de cristalinidad. Los grados de cristalinidad de las poliolefinas varían desde 0% (similar a un líquido) hasta 60% o más (plásticos rígidos). La cristalinidad se rige principalmente por la longitud de las secuencias cristalizables del polímero establecidas durante la polimerización . [2] Los ejemplos incluyen la adición de un pequeño porcentaje de comonómero como 1-hexeno o 1-octeno durante la polimerización de etileno , [3] o inserciones irregulares ocasionales (defectos "estéreo" o "regio") durante la polimerización de propileno isotáctico . [4] La capacidad del polímero para cristalizar en altos grados disminuye a medida que aumenta el contenido de defectos.
Los grados bajos de cristalinidad (0-20%) están asociados con propiedades de líquido a elastomérico. Los grados intermedios de cristalinidad (20-50%) se asocian con termoplásticos dúctiles, y los grados de cristalidad superiores al 50% se asocian con plásticos rígidos y, a veces, quebradizos. [5]
Las superficies de poliolefina no se unen eficazmente mediante soldadura con solventes porque tienen una excelente resistencia química y no se ven afectadas por los solventes comunes. Se pueden unir adhesivamente después del tratamiento de la superficie (intrínsecamente tienen energías superficiales muy bajas y no se humedecen bien (el proceso de cubrirse y llenarse con resina )), y mediante algunos superpegamentos ( cianoacrilatos ) y acrilato reactivo (met) pegamentos. [6] Son extremadamente inertes químicamente, pero exhiben una resistencia reducida a temperaturas más bajas y más altas. [7] Como resultado de esto, la soldadura térmica es una técnica de unión común.
Prácticamente todas las poliolefinas que tienen alguna importancia práctica o comercial son poli- alfa -olefina (o poli-α-olefina o polialfaolefina, a veces abreviada como PAO ), un polímero obtenido mediante la polimerización de una alfa -olefina . Una alfa -olefina (o α-olefina) es un alqueno donde el doble enlace carbono-carbono comienza en el átomo de carbono α, es decir, el doble enlace se encuentra entre los carbonos n.° 1 y n.° 2 de la molécula . Se pueden usar alfa-olefinas como el 1-hexeno como comonómeros para dar un polímero alquil ramificado (consulte la estructura química a continuación), aunque el 1-deceno se usa más comúnmente para bases lubricantes. [8]
Muchas poli-alfa-olefinas tienen grupos ramificados alquilo flexibles en cada dos carbonos de su cadena principal polimérica. Estos grupos alquilo, que pueden adoptar numerosas conformaciones , dificultan mucho que las moléculas de polímero se alineen una al lado de la otra de forma ordenada. Esto da como resultado una menor superficie de contacto entre las moléculas y disminuye las interacciones intermoleculares entre las moléculas. [9] Por lo tanto, muchas polialfa-olefinas no cristalizan ni solidifican fácilmente y pueden permanecer como líquidos aceitosos y viscosos incluso a temperaturas más bajas . [10] Las polialfa- olefinas de bajo peso molecular son útiles como lubricantes sintéticos , como aceites de motor sintéticos para vehículos, y pueden usarse en un amplio rango de temperaturas. [8] [10]
Incluso los polietilenos copolimerizados con una pequeña cantidad de alfa-olefinas (como 1-hexeno , 1-octeno o más) son más flexibles que el polietileno simple de cadena lineal de alta densidad, que no tiene ramificaciones. [7] Los grupos de ramificaciones metilo en un polímero de polipropileno no son lo suficientemente largos para hacer que el polipropileno comercial típico sea más flexible que el polietileno.
