La reticulación es un proceso muy común en la polimerización. Consiste en una reacción química entre cadenas de polímeros para lograr su unión. Se explica fácilmente al imaginar un tazón de espaguetis en el que cada fideo se puede extraer de la fuente hasta que se aplica un agente para provocar una reacción que las una y vuelva imposible sacar un solo fideo. Este agente es un reticulante.
Hoy hablaremos sobre los reactivos reticulantes, qué son, para qué se usan y los beneficios que aportan en las industrias.
¿Qué son los reactivos reticulantes?
También conocidos como reactivos de reticulación o reticuladores, los reactivos reticulantes son moléculas que contienen dos o más extremos que se activan para lograr la unión con algunos grupos funcionales, como las aminas, mediante un enlace covalente para formar una especie de red. Después de esta reacción, varias propiedades químicas del polímero inicial son modificadas, por ejemplo:
- Resistencia química
- Resistencia a la abrasión
- Propiedades de fluido
- Resistencia a bloqueos e impresión
Las cadenas poliméricas que no tienen agentes reticulantes se mueven con libertad alrededor de los polímeros, y cuando se unen por agentes reticulantes, como en la analogía de los espaguetis, se comportan de forma diferente. Es decir, la cadena de polímeros no fluye bajo condiciones de presión, calor o extracción; no se hinchan tanto en solventes como las cadenas sin reticulantes y su resistencia química es mayor. Esto permite obtener aglutinantes y recubrimientos más fuertes y resistentes.
¿Para qué se usan los reactivos reticulantes?
Los reactivos reticulantes se usan para crear uniones covalentes de dos o más moléculas de proteínas para modificar ácidos nucleicos, superficies sólidas y químicos para elaborar fármacos y conjugados de anticuerpos de enzimas e inmunotoxinas.
Para lograr esto, los reactivos de reticulación deben tener dos o más grupos químicamente reactivos que se conecten a los grupos funcionales presentes en proteínas y otras moléculas, de modo que se vuelvan estables.
Por ejemplo, un polímero líquido como la resina, que contiene polímeros proteínicos donde las cadenas fluyen libremente, puede convertirse en un sólido o un gel mediante la reticulación de las cadenas.
Tipos de reactivos reticulantes
Existen tres tipos de reticulantes: homobifuncionales, heterobifuncionales y fotorreactivos, y a continuación te contaremos sus características y diferencias para saber los aspectos a considerar para elegir el reticulante adecuado.
- Homobifuncionales. Son grupos reactivos cuyos extremos son idénticos y se usan para unir grupos funcionales similares. Se utilizan para formar enlaces cruzados intramoleculares y en la formulación de polímeros a partir de monómeros. si bien los reactivos homobifuncionales pueden capturar una instantánea general de las interacciones proteicas, no brindan la precisión requerida para ciertas aplicaciones.
- Heterobifuncionales. Son dos grupos de reactivos diferentes que pueden utilizarse para unir grupos funcionales disímiles, es decir, para producir múltiples enlaces intramoleculares cruzados usando biomoléculas disímiles. A diferencia de los anteriores que facilitan la conjugación de moléculas de una etapa, los heterobifuncionales permiten conjugaciones en dos etapas, lo que permite evitar polimerizaciones indeseables o una autoconjugación.
- Fotorreactivos. Son reticuladores heterobifuncionales que se vuelven reactivos al exponerse a la luz ultravioleta o visible. Se usan para la bioconjugación no específica, para unir ácidos nucleicos, proteínas y otras estructuras moleculares. En esta clasificación encontramos fotorreactivos aril-azidas y diazirinas, siendo los primeros los más utilizados para desencadenar reacciones de adición con enlaces dobles.
Autorreticulante 1K o 2K en recubrimientos
Los reticulantes se pueden diseñar con enfoques 1K o 2K. Los sistemas 1K son autorreticulantes que no necesitan aditivos, mientras que los 2K requieren aditivos para reticular un polímero que se añadirá a una formulación para conseguir la reacción deseada.
Los recubrimientos 1K son productos listos para aplicar, mientras que los 2K deben prepararse para su aplicación, como en los recubrimientos para pisos de madera, que se preparan justo en el momento de aplicarlos.
Los reticulantes también se pueden aplicar en aglutinantes de papel o algodón, donde reacciona directamente con la celulosa para lograr diferentes reacciones, como resistencia mecánica, a la fuerza de tensión, resistencia química o a los lavados.
¿Cómo elegir el reactivo reticulante?
Los polímeros se pueden reticular de forma parcial a medida que se crean, o bien, recibir un agente reticulante después de haber sido aplicados en el sustrato. Por ejemplo, algunos recubrimientos formulados con emulsiones acrílicas y aditivos dispersores de poliuretano ya tienen agentes reticulantes. Por su parte, en el caso de la elaboración de papel, el reticulante se aplica una vez que el papel está listo y se prepara para darle un acabado.
Además del momento y condiciones de aplicación del reticulante, otros factores a considerar en su elección son:
- El sustrato donde se va a aplicar (papel, metal o plástico)
- Requisitos de rendimiento del producto final
- Precauciones de seguridad
- Limitaciones reglamentarias
- Uso de cosolventes y formación de películas en aplicación de pinturas e impresiones
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