Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)
11.11 Polimerização Radicalar
Polimerização Radicalar do Etileno
No Capítulo 9 exploramos as polimerizações que ocorrem através de um
mecanismo iônico. Nesta seção, veremos que polimerizações também
podem ocorrer através de um processo radicalar. Consideremos, por
exemplo, a polimerização radicalar do etileno para a formação de
polietileno:
Essa polimerização pode ocorrer através de um mecanismo radicalar
(Mecanismo 11.4).
MECANISMO 11.4 POLIMERIZAÇÃO RADICALAR
INICIAÇÃO
PROPAGAÇÃO
TERMINAÇÃO
Quando o etileno é aquecido na presença de peróxido, duas etapas de
iniciação produzem um radical carbono. Este radical carbono ataca outra
molécula de etileno, gerando um novo radical carbono. Essas etapas de
propagação continuam, adicionando um monômero de cada vez, até que
ocorre uma etapa de terminação. Se as condições são cuidadosamente
controladas de modo a favorecer a propagação em vez da terminação, o
processo pode gerar muitas moléculas grandes de polietileno com mais de
10.000 unidades de repetição.
Durante o processo de polimerização, a ramificação de cadeia
inevitavelmente ocorre. O esquema visto a seguir mostra um mecanismo
para a formação de ramificações, que têm início com a abstração de
hidrogênio na cadeia já existente:
A extensão da ramificação de cadeia determina as propriedades físicas do
polímero resultante. Por exemplo, garrafas de plástico flexível e suas
tampas relativamente inflexíveis são ambas feitas de polietileno, mas a
primeira possui alto grau de ramificação, enquanto a última tem pouca
ramificação. Esses processos serão discutidos com mais detalhe no Capítulo
27 do Volume 2, e veremos que a extensão de ramificação pode ser
controlada com catalisadores especiais, apesar de um pequeno grau de
ramificação ser inevitável.
Polimerização Radicalar de Etileno Substituído
Um etileno substituído (etileno que possui um substituinte) geralmente
sofrerá uma reação de polimerização radicalar para produzir um polímero
com a seguinte estrutura:
Por exemplo, cloreto de vinila sofre polimerização para formar o cloreto de
polivinila (PVC), que é um polímero muito duro utilizado na construção de
canos para encanamento. O PVC pode ser mais macio se a polimerização
ocorrer na presença de substâncias chamadas plastificantes, que
exploraremos em mais detalhes no Capítulo 27 do Volume 2. O PVC feito
com plastificantes é um pouco mais flexível (apesar de durável e forte) e é
utilizado para vários propósitos, tais como mangueiras de jardim, capas de
chuva de plástico e cortinas de chuveiro. A Tabela 11.3 mostra diversos
polímeros comuns produzidos a partir de etilenos substituídos.
TABELA 11.3 POLÍMEROS COMUNS SINTETIZADOS A PARTIR DE ETILENO E DE ETILENO SUBSTITUÍDO
MONÔMERO POLÍMERO APLICAÇÃO
Garrafas de plástico, material
de embalagem, isolamento,
Tupperware
Fibras de carpete,
eletrodomésticos, pneus
Televisores, rádios, isopor