Los químicos del Instituto de Tecnología de Nagoya (NITech) informan sobre un método sin metales para controlar la polimerización catiónica que proporciona un nuevo marco para polímeros industriales de mayor calidad aplicables a semiconductores y biomateriales. La reacción depende de un enlace de halógeno débil y la adición de una pequeña cantidad de sal de amonio para producir largos, polímeros homogéneos. El estudio se puede leer en Química:una revista europea .

El polímero se sintetiza mediante polimerización catiónica, como ejemplo, a través de un proceso de reacción que, junto con la molécula de vinilo, requiere la combinación de un catalizador y un iniciador llamado sistema iniciador.

"Los catalizadores de haluros metálicos están bien estudiados en polimerización catiónica, pero crean impurezas responsables de la coloración y degradación de los polímeros. Existe una gran demanda de sistemas de iniciación libres de metales, "dice el profesor asociado Koji Takagi, quién fue el primer autor del estudio.

El desafío en la polimerización catiónica es producir un polímero largo que sea homogéneo sin agregar catalizadores a base de metal. El papel de los catalizadores es extraer un anión del iniciador, como un haluro, que interactúa reversiblemente con el catalizador y el extremo de propagación del polímero. Por esta razón, se prefiere la unión débil, ya que de lo contrario pueden producirse efectos secundarios que comprometan la homogeneidad y el tamaño de los polímeros producidos. En el nuevo estudio, Takagi y sus colegas muestran que el cloruro produce el mejor haluro, ya que forma enlaces de halógeno apropiadamente débiles con un catalizador de 2-yodoimidazolio.

"El componente 2-yodoimidazolio es un requisito para el catalizador si queremos polimerizar isobutil vinil éter (IBVE), " él dijo, hablando sobre el primer compuesto de vinilo que los científicos usaron para demostrar la polimerización catiónica.

Los investigadores encontraron que si se usaban otros haluros en la estructura del iniciador, entonces parte del catalizador se degradaría, en parte debido a la fuerza del enlace halógeno.

El anión cloruro utilizado en su iniciador podría alternar entre el catalizador y el extremo de propagación de IBVE de manera eficiente, generando así un polímero con un gran peso molecular y una estrecha distribución del peso molecular.

El estudio muestra además la temperatura ideal (-10 oC) y las concentraciones del sistema de iniciación para la reacción (10 mM cada una). Estas condiciones minimizan los efectos secundarios que corren el riesgo de comprometer el peso molecular y la distribución del peso molecular.

Finalmente, la controlabilidad de la polimerización catiónica podría mejorarse con la adición de una pequeña concentración de sal de amonio.

"La adición de sal de amonio nos permitió modificar la velocidad de polimerización y la distribución del peso molecular, "dijo Takagi.

En general, señala que el proceso tiene una gran cantidad de características atractivas para la síntesis de polímeros, y ampliar la aplicación del polímero para usos eléctricos y biomateriales.