Gelación

Es importante poder predecir la aparición de la gelificación, ya que es un proceso irreversible que cambia dramáticamente las propiedades del sistema.

Se muestran dos métodos analíticos habituales para determinar los cambios.

Según la ecuación de Caroak, grado medio de polimerización ${\displaystyle DP_{n}}$ es dado por

${\displaystyle DP_{n}={\frac {2}{2-p.f_{av}}}}$

donde ${\displaystyle p}$ es la extensión de la reacción y ${\displaystyle f_{av}}$ es la funcionalidad media de la mezcla de reacción. Para el hielo ${\displaystyle DP_{n}}$ se puede considerar que es infinita, por lo tanto se encuentra la extensión crítica de la reacción en el punto de hielo

${\displaystyle p_{c}={\frac {2}{f_{av}}}}$

si ${\displaystyle p}$ es más granr o igual a ${\displaystyle p_{c}}$, Se produce gelificación.

Flory y Stockmayer utilizaron un enfoque estadístico para obtener una expresión para predecir el punto de hielo estimando cuando ${\displaystyle DP_{n}}$ aproxima al tamaño infinita. El planteamiento estadístico supone que (1) la reactividad de los grupos funcionales del mismo tipo es la misma e independiente del tamaño molecular y (2) no hay reacciones intramoleculares entre los grupos funcionales de la misma molécula.^[4][5]

Considerem la polimerització de molècules bifuncionals ${\displaystyle A-A}$, ${\displaystyle B-B}$ i multifunctional ${\displaystyle A_{f}}$, on ${\displaystyle f}$ és la funcionalitat. Les extensions dels grups funcionals són ${\displaystyle p_{A}}$i ${\displaystyle p_{B}}$, respectivament. La relació de tots els grups A, tant reaccionats com no reaccionats, que formen part de les unitats ramificades, amb el nombre total de grups A de la barreja es defineix com ${\displaystyle \rho }$. Això provocarà la següent reacció

${\displaystyle A-A+B-B+A_{f}\rightarrow A_{f-1}-(B-BA-A)_{n}B-BA-A_{f-1}}$

La probabilidad de obtener producto de la reacción anterior viene dada por ${\displaystyle p_{A}[p_{B}(1-\rho )p_{A}]^{n}p_{B}\rho }$, Ya que la probabilidad de que un grupo B llegue con una unidad ramificada es ${\displaystyle p_{B}\rho }$ y la probabilidad de que un grupo B reaccione con no ramificados es A is ${\displaystyle p_{B}(1-\rho )}$ .

Esta relación se traduce en una expresión para la extensión de la reacción de los grupos funcionales A en el punto de hielo

${\displaystyle p_{c}={\frac {1}{\{r[1+\rho (f-2)]\}^{1/2}}}}$

donde r es la relación de todos los grupos A en todos los grupos B. Si hay más de un tipo de unidades multifuncionales de la rama y el valor medio ${\displaystyle f}$ se utiliza para todas las moléculas de monómeros con una funcionalidad superior a 2.

Tenga en cuenta que la relación no se aplica para sistemas de reacción que contengan reactivos monofuncionales y / o tanto de unidades ramificadas tipo A como B.

• reticulación
• Reticulación (química)
• plástico termoestable
• Resorcinol (adhesivo)
• adhesivo
• Curado por UV