Un polímero ramificado (o ramificado ) es un polímero que tiene al menos un punto de ramificación entre sus dos grupos terminales , siendo un punto de ramificación (también llamado punto de ramificación ) un punto en una cadena a la que se une una cadena lateral , también llamada ramificación o colgante. cadena . Se dice que la cadena lateral es un injerto cuando su composición es diferente a la de la cadena principal , término elegido por analogía con los injertos en botánica.
En el caso específico de los polímeros, una cadena lateral denota un sustituyente oligomérico o polímero unido a una cadena macromolecular. Las ramas oligoméricas se pueden llamar ramas cortas y las ramas poliméricas se pueden llamar ramas largas.
Las cadenas laterales de polímeros ramificados no deben confundirse con los grupos laterales (o colgantes) de polímeros lineales. A diferencia de las cadenas laterales, los grupos laterales son sustituyentes en una cadena que no son oligómeros ni polímeros.
Dependiendo de la posible presencia de un pseudocentro, se dice que los polímeros ramificados son lineales o globulares .
| Ramificaciones principales | Sin ramificaciones secundarias | Con ramificaciones secundarias no dendríticas | Con ramificaciones dendríticas secundarias | |
|---|---|---|---|---|
| Polímeros lineales ramificados : una cadena lineal lleva las ramas principales. | Aleatorio | Polímeros ramificados al azar sin ramas secundarias | Polímeros ramificados al azar con ramas secundarias | |
| Regular | Polímeros de injerto, polímeros de peine, polímeros de brocha o cepillo | Polímeros desndronizados (en inglés) | ||
| Polímeros globulares : un núcleo central lleva las principales ramificaciones. | Aleatorio | Polímeros hiperramificados | ||
| Regular | Polímeros estrella | Dendrímeros |
En los polímeros lineales, la cadena lineal lleva las ramas. Estos pueden ser:
En un polímero globular, las ramas emanan del centro (o pseudocentro) del polímero. Estas ramificaciones pueden ser:
La siguiente tabla compara las tres familias de polímeros globulares:
| Polímero estrella | Polímero hiperramificado | Dendrímero | |
|---|---|---|---|
| Número de pasos de síntesis | Un solo paso: síntesis en un solo recipiente | Un solo paso: síntesis en un solo recipiente | Varios pasos con purificación entre cada paso. |
| Estructura | Regular | Aleatorio | Regular y muy simétrico |
| Corazón | Centrar | Pseudocentro | Centrar |
| Generacion | Pseudogeneración | Generacion | |
| Grado de conexión (DB) | DB = 0 | 0 <DB <1 | En general DB = 1 |
| Índice de polimolecularidad (I) | Polidisperso: I> 1.05 | En general monodisperso: I entre 1,00 y 1,05 |
La ramificación de un polímero puede ser voluntaria o no. Puede tener lugar durante la polimerización o modificación química de polímeros . Hay dos métodos principales para sintetizar polímeros ramificados: síntesis divergente y síntesis convergente.
La ramificación tiene lugar espontáneamente durante la polimerización como es el caso de la polimerización por radicales de etileno para formar polietileno de baja densidad (PE-BD). Para evitar la aparición de ramificaciones en las cadenas de polietileno, es necesaria la polimerización coordinativa .
Las ramificaciones se forman:
Se pueden utilizar los dos métodos mencionados anteriormente:
Los polímeros globulares se obtienen a partir de monómeros tipo AB x :
La síntesis de polímeros globulares se realiza generalmente:
Los polímeros ramificados pueden ser naturales o sintéticos .
Hay una gran cantidad de polímeros ramificados producidos sintéticamente, aquí hay un ejemplo: durante la fabricación de tereftalato de polietileno (PET), es posible reemplazar una pequeña fracción de etilenglicol con glicerol que tiene tres grupos hidroxilo (-OH). Esta unidad trifuncional encaja en la cadena y se une a tres grupos carboxilo (-COOH) para formar un punto de ramificación.
El cambio de propiedad más importante introducido por las ramas es la disminución de la cristalinidad porque los polímeros ramificados no pueden encajar tan fácilmente como los polímeros lineales en una malla cristalina .