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Grupo Z ; Cauchos con fósforo y nitrógeno en la cadena principal

Gomas que contienen fósforo y nitrógeno en la cadena de polímero. Un primero elastomero que contienen fósforo, es el poli (1-fosfha-isopreno) y poli (1-fosfha-1,3-butadieno), análogo de caucho natural que contiene fósforo. Como en la polimerización de isopreno y dienos relacionados (compuestos con dos dobles enlaces carbono-carbono), uno de los dobles enlaces se mantiene en cada bloque. La polimerización ocurre principalmente a través de los dobles enlaces C = C y solo una pequeña parte ocurre en los dobles enlaces P = C. Esto significa que solo se incorporan unos pocos átomos de fósforo en la cadena principal del polímero. La mayoría de los átomos de fósforo forman cadenas laterales en las que se mantienen los dobles enlaces P = C, dejándolos disponibles para otras reacciones o alteraciones de los polímeros. La polimerización exitosa de los monómeros híbridos P = C / C = C abre las puertas para incorporar las funcionalidades P en cauchos comerciales como el caucho de butilo o el estireno-butadieno que tradicionalmente usan comonómeros de isopreno o butadieno. Estos nuevos copolímeros prometen arquitecturas, propiedades y funcionalidades únicas en comparación con sus análogos de solo carbono.

Propiedades

Aunque las estructuras químicas de los cauchos naturales / sintéticos y los análogos de fósforo son similares, las propiedades físicas y la función química de los materiales son diferentes. Por ejemplo, las temperaturas de transición vítrea de los polímeros que contienen fósforo son mucho más altas que las del caucho. "Es probable que estos nuevos materiales exhiban propiedades gomosas solo a temperaturas elevadas o, como alternativa, no exhiban propiedades gomosas en absoluto".

El poli (1-fosfisisopreno), que es un vidrio amarillo a temperatura ambiente, puede producirse  en un proceso de dos pasos en el que el monómero de 1-fosfisisopreno es aislable. Ambos métodos proporcionan un reactivo de Grignard y después de la purificación, producen polímeros de bajo a alto peso molecular. La polimerización iniciada por el anión se produce principalmente a través del doble enlace carbono-carbono y solo se detecta una fracción muy pequeña del fósforo en la cadena principal de los polímeros. El doble enlace fósforo-carbono permanece en las cadenas laterales del polímero y le da al material funcionalidad química. A diferencia de los polímeros tradicionales que contienen carbono que se usan ampliamente para aplicaciones pasivas, como recubrimientos y plásticos,

Por ejemplo, si reemplazáramos el isopreno con 1-fosfisisopreno en la producción de caucho butílico, el polímero resultante no solo tendría puntos de reticulación en forma de dobles enlaces, sino también átomos de fósforo químicamente funcionalizables". Los átomos de fósforo podrían conducir a materiales con comportamiento antioxidante, ya sea para usar como retardantes de llama o para unir metales.

Fuente : Stoddart, A. Polimeri: analoghi al fosforo della gomma.  Nat Rev Mater 2, 17055 (2017). https://doi.org/10.1038/natrevmats.2017.55

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