Um polímero ramificado (ou ramificado ) é um polímero com pelo menos um ponto de ramificação entre seus dois grupos terminais, um ponto de ramificação (também chamado de ponto de ramificação ) sendo um ponto em uma cadeia ao qual uma cadeia lateral está ligada, também chamada de ramificação ou suspensão corrente . A cadeia lateral é considerada um enxerto quando sua composição é diferente da cadeia principal , termo escolhido por analogia com os enxertos em botânica.
No caso específico de polímeros, uma cadeia lateral denota um oligômero ou substituinte de polímero ligado a uma cadeia macromolecular. Os ramos oligoméricos podem ser chamados de ramos curtos e os ramos poliméricos podem ser chamados de ramos longos.
As cadeias laterais de polímeros ramificados não devem ser confundidas com grupos laterais (ou pendentes) de polímeros lineares. Ao contrário das cadeias laterais, os grupos laterais são substituintes em uma cadeia que não são oligômeros nem polímeros.
Dependendo da possível presença de um pseudo-centro, os polímeros ramificados são ditos lineares ou globulares .
| Ramificações principais | Sem ramificações secundárias | Com ramificações não dendríticas secundárias | Com ramificações dendríticas secundárias | |
|---|---|---|---|---|
| Polímeros lineares ramificados : uma cadeia linear carrega os ramos principais. | Aleatório | Polímeros ramificados aleatórios sem ramificações secundárias | Polímeros ramificados aleatórios com ramificações secundárias | |
| Regular | Polímeros de enxerto, polímeros de pente, escova ou polímeros de escova | Polímeros dendronizados (em inglês) | ||
| Polímeros globulares : um núcleo central carrega as ramificações principais. | Aleatório | Polímeros hiper-ramificados | ||
| Regular | Polímeros estrela | Dendrimers |
Em polímeros lineares, a cadeia linear carrega os ramos. Podem ser:
Em um polímero globular, os ramos emanam do centro (ou pseudo-centro) do polímero. Essas ramificações podem ser:
A tabela a seguir compara as três famílias de polímeros globulares:
| Polímero estrela | Polímero hiper-ramificado | Dendrimer | |
|---|---|---|---|
| Número de etapas de síntese | Uma única etapa: síntese em um único vaso | Uma única etapa: síntese em um único vaso | Várias etapas com purificação entre cada etapa |
| Estrutura | Regular | Aleatório | Regular e altamente simétrico |
| Coração | Centro | Pseudo-centro | Centro |
| Geração | Pseudo-geração | Geração | |
| Grau de conexão (DB) | DB = 0 | 0 <DB <1 | Em geral DB = 1 |
| Índice de polimolecularidade (I) | Polidisperso: I> 1,05 | Em geral monodisperso: I entre 1,00 e 1,05 |
A ramificação de um polímero pode ou não ser voluntária. Pode ocorrer durante a polimerização ou modificação química de polímeros . Existem dois métodos principais de síntese de polímeros ramificados: síntese divergente e síntese convergente.
A ramificação ocorre espontaneamente durante a polimerização, como é o caso da polimerização radicalar de etileno para formar polietileno de baixa densidade (PE-BD). Para evitar o aparecimento de ramificações nas cadeias de polietileno, é necessária a polimerização coordenativa .
A formação de ramificações é feita:
Os dois métodos mencionados anteriormente podem ser usados:
Os polímeros globulares são obtidos a partir de monômeros do tipo AB x :
A síntese de polímeros globulares geralmente é feita:
Os polímeros ramificados podem ser naturais ou sintéticos .
Há um número muito grande de polímeros ramificados produzidos sinteticamente, aqui está um exemplo: durante a fabricação do tereftalato de polietileno (PET), é possível substituir uma pequena fração de etilenoglicol por glicerol que possui três grupos hidroxila (-OH). Esta unidade trifuncional se encaixa na cadeia e se liga a três grupos carboxila (-COOH) para formar um ponto de ramificação.
A mudança de propriedade mais importante introduzida pelas ramificações é a redução da cristalinidade porque os polímeros ramificados não podem se ajustar tão facilmente quanto os polímeros lineares em uma malha de cristal .