O que é polimerização radical?
A palavra polímero significa "muitas unidades" e refere-se a um processo químico de adicionar uma unidade a outra, a outra - e assim por diante - até que uma cadeia do tamanho desejado seja produzida. Algumas reações de polimerização empregam íons de carbono com carga positiva ou carbocações; enquanto outros empregam átomos de carbono com carga negativa, ou carbanions. No entanto, um terceiro mecanismo realiza a tarefa usando radicais livres, e o processo é chamado de polimerização radical. Os radicais livres são átomos ou fragmentos moleculares com um elétron reativo não emparelhado que pode ser usado para aumentar o tamanho de uma molécula menor. É necessário um "iniciador" para iniciar a reação na polimerização por radicais livres.
Geralmente, o iniciador é uma molécula que possui uma ligação química fraca que se divide uniformemente em radicais, cada fragmento removendo um único elétron, em vez de um fragmento recebendo ambos os elétrons e o outro, nenhum. O gás cloro (Cl 2 ) exposto à luz ultravioleta se divide em dois radicais, cada um anotado como Cl Cl, com um ponto representando o elétron solitário. Quando esse radical reativo se une a uma molécula orgânica eletricamente neutra, o resultado é um radical maior que pode reagir mais, e assim por diante. Iniciadores comuns adicionais incluem peróxidos orgânicos - com uma ligação - (O-O) - e compostos azo - compostos com uma ligação - (N = N).
Uma vez iniciada a reação, a propagação da reação continua, com o número de radicais livres permanecendo essencialmente constante. Um exemplo disso pode ser visto na polimerização radical de gás etileno usando um iniciador de peróxido orgânico, R-O-O-R. Uma pequena quantidade de peróxido é dividida em seus radicais componentes (R – O∙) e alimentada com gás etileno (CH2 = CH2). Os dois reagem, resultando em adição e na presença de uma nova espécie (R – O – CH 2 –CH 2 ∙). Isso é reativo e ataca uma segunda molécula de gás etileno para produzir ainda outras espécies maiores (R – O – CH2 – CH2CH2– CH2–CH2 ∙); eventualmente, a reação é interrompida.
Embora a reação de polimerização do radical seja interrompida em um ponto conveniente, existem processos naturais que diminuem o número de participantes da reação de radicais livres disponíveis antes que esse ponto seja alcançado. Um deles é chamado de "combinação", a junção não intencional de radicais livres. No exemplo citado, 2 R – O – CH 2 –CH 2 ∙ → R – O – CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH 2 – O – R. Outra reação lateral é a "desproporção", na qual um radical retira um átomo de hidrogênio de outro radical, como em R – O – CH2 –CH2 ∙ + ∙ CH2 –CH2 –O – R → R – O – CH2 CH3 + CH2 = CH – O – R. O polímero resultante, polietileno, pode ser escrito - (CH2-CH2) n -. Uma vez que nem todas as cadeias de produtos no processo de polimerização de radical terão o mesmo comprimento no momento do término da reação, o peso molecular pode ser dado como um peso molecular médio ou como alguma forma de distribuição do peso molecular.