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Para ver el poliisopreno de un vistazo, ¡haga clic aquí!
Uno de los polímeros naturales más conocidos es el poliisopreno, el caucho ornatural. Los antiguos mayas y aztecas lo cosechaban del árbol de la hevea y lo utilizaban para fabricar botas impermeables y las pelotas que utilizaban para jugar un juego similar al baloncesto. Es lo que llamamos un elastómero, es decir, recupera su forma después de ser estirado o deformado. Normalmente, el caucho natural se trata para darle enlaces cruzados, lo que lo convierte en un elastómero aún mejor.

El poliisopreno es un polímero de dieno, que es un polímero hecho de un monómero que contiene dos enlaces dobles carbono-carbono. Como la mayoría de los polímeros de dieno, tiene un doble enlace carbono-carbono en su cadena principal. El poliisopreno puede obtenerse de la savia del árbol de la hevea, pero también puede fabricarse por polimerización Ziegler-Natta. Se trata de un raro ejemplo de polímero natural que podemos fabricar casi tan bien como lo hace la naturaleza.

Aquí hay algo de información histórica. Durante la Segunda Guerra Mundial, los japoneses cortaron el suministro de caucho natural para todo el resto del mundo. Y como el caucho natural era la forma predominante en uso en ese momento, los aliados estaban atrapados. Imagina un avión sin juntas y mangueras de goma, por no hablar de los neumáticos que absorben los impactos durante el aterrizaje. Ahora piense en camiones, tanques y jeeps con los mismos problemas. Me pregunto cómo sería el viaje en un camión que va a 60 con ruedas de acero…

¡Así que la ciencia vino al rescate! Un esfuerzo masivo financiado por el gobierno fue montado en los EE.UU. que muy rápidamente condujo al caucho sintético. El primero en salir fue el poliisobutileno. Era un caucho bastante bueno (y lo sigue siendo), pero sobre todo por el hecho inusual de que no pasa gas (lo siento). Es el único polímero comercial que mantiene el aire dentro de un neumático durante semanas o incluso meses. El caucho natural no puede hacer esto, por lo que uno de los resultados del esfuerzo de la guerra fue una solución al gran problema de tener que inflar los neumáticos cada semana.

Bien, la guerra terminó, el caucho natural estaba disponible para todo el mundo de nuevo. ¡La producción se disparó! Pero también lo hizo el esfuerzo por fabricar otros elastómeros sintéticos como el polibutadieno y el policloropreno. Este último fue otro descubrimiento fortuito como el del PIB: el policloropreno (también llamado neopreno) era capaz de NO hincharse en contacto con la gasolina, el gasóleo o el aceite de motor. Otro fantástico avance en la ciencia de los polímeros!

Entonces, ¿cuál es la situación actual del caucho natural frente al sintético? Se reparten el mercado, que es enorme, con unos 26 millones de toneladas al año. Según el gráfico anterior, publicado en 2016, aproximadamente el 54% de la producción mundial es de caucho sintético de diversos tipos. Eso deja un enorme 46% al caucho natural. Y lo mejor de todo es que el caucho natural es un recurso renovable, procedente de ese tipo de recurso renovable más importante, los árboles. ¡Así se hace, Madre Naturaleza!

Este es el aspecto del monómero de isopreno:

El modelo de arriba es una imagen del modelo pdb que puedes
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Síntesis de poliisopreno probada

Así que tal vez has probado a hacer polibutadieno y te ha ido tan bien, que ahora quieres hacer tu propio poliisopreno. Pues bien, resulta que en realidad tenemos no uno, sino DOS procedimientos. Uno da el polímero de unidad de repetición mayoritariamente cis, el otro mayoritariamente trans. Los volátiles y los catalizadores inflamables requieren un cuidado extremo en el laboratorio para estar seguros: ¡hazlo con mucho cuidado!

Los dos métodos utilizan dos catalizadores de metales de transición diferentes para dar dos isómeros diferentes de PIP. El primero da el isómero cis: haga clic aquí para ver el procedimiento y aquí para descargar una copia.

El segundo método, que utiliza un catalizador y condiciones diferentes, da el isómero trans. No hace falta decir que los dos polímeros tienen propiedades muy diferentes. Haga clic aquí para ver el procedimiento y aquí para descargar una copia.

Otros polímeros utilizados como elastómeros son:

    Polibutadieno Poliisobutileno Poli(estireno-butadieno-estireno) Poliuretanos Policloropreno Siliconas
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