Um polímero em estrela é um polímero ramificado globular com um único ponto de ramificação (núcleo) do qual emanam várias cadeias lineares (ramificações). Esses ramos não têm ramificação secundária. Os polímeros em estrela são obtidos a partir de monômeros do tipo AB. Um polímero em estrela com n cadeias lineares (ramificações) ligadas no ponto de ramificação é chamado de polímero em estrela n-ramificado, por exemplo: polímero em estrela de cinco pontas.
Dependendo do comprimento dos ramos, um polímero estrela pode ser:
Dependendo da composição dos ramos, um polímero em estrela pode ser:
Os primeiros polímeros em estrela foram preparados por John Schaefgen e Paul Flory em 1948. Eles eram poliamidas . Os primeiros polímeros estrela com estruturas bem definidas foram preparados em 1962 por Maurice Morton et al. A síntese ocorreu por meio de polimerização aniônica viva .
Duas estratégias diferentes podem ser usadas para sintetizar polímeros em estrela.
A síntese convergente ( braços ingleses primeiro ) reúne a molécula externa ao núcleo: as pernas são ligadas ao coração por meio de reações de acoplamento. A síntese convergente é sem dúvida a síntese mais eficiente de polímeros em estrela. Na verdade, cada etapa pode ser controlada e avaliada diretamente. Os ramos e o núcleo podem ser isolados e caracterizados antes de uma reação estequiométrica, e a funcionalidade do polímero estrela final pode então ser medida diretamente com precisão. O impedimento estérico às vezes pode inibir a reação de alguns ramos com o coração.
A síntese divergente (em inglês core first ) reúne a molécula do núcleo para a periferia: o coração é usado como um iniciador para a polimerização subsequente e simultânea dos ramos. A síntese divergente acaba sendo mais complicada do que a abordagem convergente porque é difícil encontrar um núcleo adequado e estável e porque a caracterização do polímero em estrela sintetizado é difícil.
A síntese de polímeros em estrela geralmente é feita em uma única etapa ( síntese em um único recipiente ).
As propriedades dos polímeros em estrela dependem de sua estrutura intrínseca e de suas funções terminais. A alteração dessas características pode alterar as seguintes propriedades:
As aplicações de polímeros em estrela dependem de seu backbone intrínseco e de suas funções terminais. Ajustando essas características, as seguintes aplicações são possíveis: modificadores de reologia, reforço de componente ou aumento da tenacidade de diferentes materiais.
As aplicações comerciais de polímeros em estrela ainda são limitadas.