Docsity
Docsity

Prepara i tuoi esami
Prepara i tuoi esami

Studia grazie alle numerose risorse presenti su Docsity


Ottieni i punti per scaricare
Ottieni i punti per scaricare

Guadagna punti aiutando altri studenti oppure acquistali con un piano Premium


Guide e consigli
Guide e consigli


I Polimeri (CHIMICA), Appunti di Chimica dei materiali

Appunti di chimica sui polimeri

Tipologia: Appunti

2018/2019

Caricato il 03/01/2019

Roberto_ciotti
Roberto_ciotti 🇮🇹

4.5

(75)

75 documenti

1 / 3

Toggle sidebar

Questa pagina non è visibile nell’anteprima

Non perderti parti importanti!

bg1
I POLIMERI
I polimeri sono macromolecole ad elevato peso molecolare; sono ottenuti da molecole a
basso peso molecolare (monomeri) che posseggono uno o più gruppi funzionali in grado
di reagire tra loro.
Questo termine si usa generalmente per indicare sostanze, come già detto a elevato peso
molecolare, mentre si usa il termine oligomeri, per indicare sostanze a basso peso
molecolare, formati da poche unità ripetentesi.
Caratteristiche e proprietà dei polimeri vengono descritte dalla Chimica Macromolecolare,
nata nel 1920 grazie agli studi pionieristici del chimico tedesco H. Staundinger. Fu il primo
a capire che le caratteristiche uniche dei polimeri sono legati al loro elevato peso molecolare
e che per ottenere polimeri utili alle applicazioni tecnologiche è necessario controllare il
processo di polimerizzazione.
Nel 1930 fu sintetizzato nei laboratori della DuPont dallo scienziato Carothers il Nylon, la
prima fibra sintetica che imitava le caratteristiche delle fibre proteiche naturali come la lana,
brevettata nel 1937 e commercializzata nel 1938.
In base alla loro provenienza possono essere classificati in:
Naturali: sono presenti in natura, come cellulosa, proteine, acidi nucleici, ecc.,
Sintetici: ottenuti cioè per sintesi chimica dai monomeri,
Artificiali: ottenuti modificando chimicamente un polimero naturale.
I polimeri sono formati dalla ripetizione di numerose unità strutturali, le unità di partenza
con le quali si forma il polimero, vengono chiamate monomeri e la reazione che unisce i
monomeri tra loro a costituire il polimero viene detta polimerizzazione.
In base al tipo di reazione con cui sono stati ottenuti vengono classificati in:
Polimeri di condensazione: formati per eliminazione di piccole molecole, come
l’acqua;
Polimeri di addizione: formati per successiva addizione di unità molecolari ripetute.
Un esempio di reazione di polimerizzazione più conosciuta è quella del polietilene.
Il polietilene o politene, si ottiene dall’etilene. La presenza di un doppio legame, rende
l’etilene molto reattivo e può più facilmente polimerizzare. Il processo di polimerizzazione
può avvenire sia in autoclave (temperature e pressione elevati), sia in soluzione con un
solvente (miscela di idrocarburi saturi).
Il polietilene è un omopolimero non igroscopico (non assorbe le molecole dell’acqua), con
un’ottima inerzia chimica: resiste sia agli acidi che alle basi e alla maggior parte dei
solventi della chimica organica.
L’unico problema è che non resiste al calore: a 100° rammollisce e a 120° fonde.
pf3

Anteprima parziale del testo

Scarica I Polimeri (CHIMICA) e più Appunti in PDF di Chimica dei materiali solo su Docsity!

I POLIMERI

I polimeri sono macromolecole ad elevato peso molecolare; sono ottenuti da molecole a basso peso molecolare ( monomeri ) che posseggono uno o più gruppi funzionali in grado di reagire tra loro. Questo termine si usa generalmente per indicare sostanze, come già detto a elevato peso molecolare, mentre si usa il termine oligomeri , per indicare sostanze a basso peso molecolare, formati da poche unità ripetentesi. Caratteristiche e proprietà dei polimeri vengono descritte dalla Chimica Macromolecolare, nata nel 1920 grazie agli studi pionieristici del chimico tedesco H. Staundinger. Fu il primo a capire che le caratteristiche uniche dei polimeri sono legati al loro elevato peso molecolare e che per ottenere polimeri utili alle applicazioni tecnologiche è necessario controllare il processo di polimerizzazione. Nel 1930 fu sintetizzato nei laboratori della DuPont dallo scienziato Carothers il Nylon , la prima fibra sintetica che imitava le caratteristiche delle fibre proteiche naturali come la lana, brevettata nel 1937 e commercializzata nel 1938. In base alla loro provenienza possono essere classificati in:

  • Naturali : sono presenti in natura, come cellulosa, proteine, acidi nucleici, ecc.,
  • Sintetici : ottenuti cioè per sintesi chimica dai monomeri,
  • Artificiali : ottenuti modificando chimicamente un polimero naturale.

I polimeri sono formati dalla ripetizione di numerose unità strutturali, le unità di partenza con le quali si forma il polimero, vengono chiamate monomeri e la reazione che unisce i monomeri tra loro a costituire il polimero viene detta polimerizzazione.

In base al tipo di reazione con cui sono stati ottenuti vengono classificati in:

  • Polimeri di condensazione : formati per eliminazione di piccole molecole, come l’acqua;
  • Polimeri di addizione : formati per successiva addizione di unità molecolari ripetute.

Un esempio di reazione di polimerizzazione più conosciuta è quella del polietilene.

Il polietilene o politene , si ottiene dall’ etilene. La presenza di un doppio legame, rende l’etilene molto reattivo e può più facilmente polimerizzare. Il processo di polimerizzazione può avvenire sia in autoclave (temperature e pressione elevati), sia in soluzione con un solvente (miscela di idrocarburi saturi).

Il polietilene è un omopolimero non igroscopico (non assorbe le molecole dell’acqua), con un’ottima inerzia chimica: resiste sia agli acidi che alle basi e alla maggior parte dei solventi della chimica organica.

L’unico problema è che non resiste al calore: a 100° rammollisce e a 120° fonde.

Le unità strutturali sono legate tra loro tramite legami chimici (generalmente legami covalenti ) a costituire la catena polimerica. L’unità strutturale viene denominata secondo la definizione internazionale IUPAC , unità ripetentesi costituzionale ( CRU – Constitutional Repeating Unit ). Oppure (comunemente ma impropriamente) unità monomerica poiché spesso equivalente o quasi al monomero. Dal punto di vista della costituzione della catena i polimeri si dividono in:

  • Polimeri lineari : costituiti da singole catene lineari
  • Polimeri ramificati : costituiti da catena che presentano ramificazioni laterali
  • Polimeri reticolati : costituiti da catene principali collegate da catene laterali che fanno da ponte (cross linked) con le catene principali

Dal punto di vista dei monomeri utilizzati per la produzione del polimero si distinguono:

  • Omopolimeri : costituiti da un solo monomero,
  • Copolimeri : costituiti da 2 monomeri che si ripetono in catena nei seguenti modi:
  • copolimeri casuali : le unità monomeriche si susseguono casualmente nella catena (polimeri random),
  • copolimeri a blocchi : nella catena si alternano blocchi piuttosto lunghi costituiti da un singolo monomero,
  • copolimeri a innesto (o graffati): nella catena principale, costituita da un singolo monomero, si innesta lateralmente una seconda catena costituita dal secondo monomero. Ogni tipo di copolimero ha le sue proprietà specifiche.

Esistono molte classificazioni dei polimeri; una di quelle possibili è in base al loro campo di applicazione :

  • Materie plastiche: sono materiali con i quali si producono oggetti di ogni genere per effetto delle temperature e/o della pressione, con processi detti formatura. Vengono anche chiamati resine,
  • Elastomeri: sono polimeri, naturali o sintetici, caratterizzati da una deformazione reversibile: si possono allungare sotto sforzo (anche di 10 volte) senza rompersi e quindi riprendere le dimensioni originarie quando lo sforzo cessa,
  • Fibre: sono materiali che si presentano sotto forma di filamenti e come tali possono essere intrecciate per formare fili e tessuti, mediante opportune lavorazioni ed in questo caso si parla di fibre tessili.

Le macromolecole che formano i polimeri sono tutte simili come struttura e configurazione ma diverse come lunghezza: si ha pertanto una distribuzione dei pesi molecolari (DPM) tra le varie macromolecole, e il peso molecolare stesso deve essere espresso tramite un valore medio che tiene conto della composizione del campione.

Si definisce quindi grado di polimerizzazione il rapporto tra il peso molecolare medio del polimero (M) e il peso molecolare dell’unità ripetentesi costituzionale (Mo).