Una polimerización en cadena es una polimerización en la que el crecimiento de una cadena de polímero resulta exclusivamente de una o más reacciones entre el monómero y el sitio reactivo de la cadena del polímero, con regeneración del sitio o sitios reactivos al final de cada paso de crecimiento. La reacción en cadena de la polimerasa implica reacciones de iniciación y propagación y también puede incluir reacciones de terminación de cadena y transferencia.
Para que se desarrolle la polimerización en cadena, es necesario crear centros activos que no existan previamente en el monómero. Estos centros activos (equivalentes a los intermedios de reacción en cinética química) pueden ser carboradicales , carbocationes , carbaniones , etc. Ellos son los que permiten que la cadena crezca.
A diferencia de la polimerización escalonada , los polímeros de calidad promedio mucho más alta (n de 10 3 a 10 6 ) se obtienen en tiempos mucho más cortos (t de 1 sa 1 min). Un centro activo añade una molécula de monómero en muy poco tiempo (del orden de 10-5 s) y da lugar a un nuevo centro activo.
Entre los monómeros que pueden polimerizar mediante polimerización en cadena se encuentran:
Además, son los ácidos nucleicos los que polimerizan en cadena ( reacción en cadena de la polimerasa ) para formar la molécula de ADN .
Cualquiera de la reacción de propagación (ver más abajo), señaló:
.Podemos atribuirle la constante de equilibrio termodinámico:
.Lo sabemos :
.Equilibrio,
donde es la temperatura techo , es decir la temperatura límite para que la polimerización prevalezca sobre la despolimerización (porque es necesaria .
Obtenemos la temperatura del techo:
.Si esta temperatura (calculable usando tablas) es demasiado baja, eso puede plantear un problema experimentalmente.
Las etapas de iniciación, propagación y terminación son análogas a las etapas correspondientes de una reacción química en cadena entre moléculas pequeñas. En la polimerización, también puede haber un paso de transferencia de cadena , que no tiene análogos para reacciones de moléculas pequeñas.
Para las polimerizaciones en cadena, se hace una distinción entre:
también puede haber:
Estas cuatro fases son en su mayoría simultáneas. En el caso de una polimerización viva , las etapas de terminación y transferencia no existen.
Aunque encontramos el vocabulario de reacciones en cadena complejas, estrictamente hablando una polimerización en cadena corresponde a un mecanismo paso a paso porque cada intermedio de reacción (centro activo con k unidades) se destruye (centro con k + 1 unidades) sin ser regenerado.
Dependiendo de la naturaleza del centro activo, cualquier polimerización en cadena se puede clasificar en:
Según la sostenibilidad de los centros activos: