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poliisopreno

Trozos de poliisopreno en un frasco.
Trozos de poliisopreno en el centro de Investigación e Innovación de Hutchinson en Francia

Poliisopreno es, estrictamente hablando, un nombre colectivo para los polímeros que se producen por polimerización del isopreno . En la práctica, el poliisopreno se utiliza comúnmente para referirse al cis -1,4-poliisopreno sintético, obtenido mediante la polimerización industrial del isopreno. También se utilizan en cantidades sustanciales formas naturales de poliisopreno, siendo la más importante el " caucho natural " (principalmente cis -1,4-poliisopreno), que se deriva de la savia de los árboles. Tanto el poliisopreno sintético como el caucho natural son muy elásticos y, en consecuencia, se utilizan para fabricar neumáticos y una variedad de otras aplicaciones.

El isómero trans , que es mucho más duro que el isómero cis , también ha tenido un uso importante en el pasado. También se ha sintetizado y extraído de la savia de las plantas; esta última resina se conoce como gutapercha . Estos fueron ampliamente utilizados como aislante eléctrico y como componentes de pelotas de golf . La producción mundial anual de poliisopreno sintético fue de 13 millones de toneladas en 2007 [1] y de 16 millones de toneladas en 2020. [2]

Síntesis

Cuatro isómeros del poliisopreno

En principio, la polimerización del isopreno puede dar como resultado cuatro isómeros diferentes . La cantidad relativa de cada isómero en el polímero depende del mecanismo de la reacción de polimerización. [ cita necesaria ]

La polimerización de cadena aniónica, que se inicia con n -butil-litio , produce poliisopreno dominante cis -1,4-poliisopreno. Del 90 al 92% de las unidades repetidas son cis -1,4-, del 2 al 3% trans -1,4- y del 6 al 7% de 3,4 unidades. [3]

Polimerización en cadena coordinativa: con el catalizador de Ziegler-Natta TiCl 4 /Al ( i -C 4 H 9 ) 3 , se forma un cis -1,4-poliisopreno más puro similar al caucho natural. Con el catalizador de Ziegler-Natta VCl 3 /Al ( i - C 4 H 9 ) 3 , se forma poliisopreno transdominante . [4]

El poliisopreno dominante 1,2 y 3,4 se produce como catalizador MoO 2 Cl 2 soportado por ligando de fósforo y cocatalizador Al(OPhCH 3 )( i -Bu) 2 . [5]

Historia

La primera comercialización reportada de un poli-1,4-isopreno estereorregular con >90% de cis (90% a 92%) fue en 1960 por Shell Chemical Company . Shell utilizó un catalizador de alquil litio. El contenido del 90 % de cis-1,4 resultó insuficientemente cristalino para ser útil. [6]

En 1962, Goodyear logró fabricar un polímero cis al 98,5% utilizando un catalizador de Ziegler-Natta , y esto se convirtió en un éxito comercial.

Uso

El caucho natural y el poliisopreno sintético se utilizan principalmente para neumáticos . Otras aplicaciones incluyen productos de látex, calzado, cinturones, mangueras y condones . [7]

Para las pelotas de golf se utilizaron gutapercha natural y trans -1,4-poliisopreno sintético .

Ver también

Referencias

  1. ^ Sebastian Koltzenburg, Michael Maskos, Oskar Nuyken, Polymere: Synthese, Eigenschaften und Anwendungen , Springer, Berlín, 2012, p. 424.
  2. ^ "Perspectivas del mercado mundial del poliisopreno hasta 2026: por región, tipo y aplicación". Sala de noticias GlobeNewswire. 2021-04-19 . Consultado el 27 de mayo de 2021 .
  3. ^ Jürgen Falbe, Manfred Regitz (Ed.): CD Römpp Chemie Lexikon , Thieme, Stuttgart, 1995.
  4. ^ Bernd Tieke, Makromolekulare Chemie , 3. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2014, pág.149.
  5. ^ Poliisopreno rico en 1,2 y 3,4 sintetizado por catalizador basado en Mo (VI) con ligando de fósforo Polymer Science Series B Septiembre de 2016, volumen 58, número 5, págs.
  6. ^ "Poliisopreno sintético" (PDF) . Centro Nacional de Tecnología de Metales y Materiales . Consultado el 27 de mayo de 2021 .
  7. ^ "Cuatro condones sin látex para evitar las alergias al látex". Clínica Cleveland . 15 de octubre de 2020 . Consultado el 27 de noviembre de 2022 .