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


Polimeri: Struttura, Proprietà, Classificazione e Lavorazione - Prof. Petrucci, Appunti di Tecnologia Dei Materiali E Chimica Applicata

Una panoramica completa sui polimeri, partendo dalla loro struttura molecolare fino alle tecniche di lavorazione industriale. vengono descritte le diverse tipologie strutturali (lineari, ramificati, reticolati), le principali proprietà fisico-meccaniche (flessibilità, resistenza, leggerezza), e la classificazione in base al comportamento termico (termoindurenti, termoplastici, elastomeri) e alla composizione chimica (omopolimeri, copolimeri). inoltre i concetti di peso molecolare e grado di polimerizzazione, illustrando i processi di sintesi (addizione e condensazione) e le tecniche di lavorazione (estrusione, stampaggio, calandratura). infine, vengono analizzate le proprietà viscoelastiche dei polimeri e i modelli meccanici utilizzati per descriverle, nonché l'interazione tra le macromolecole e l'influenza delle forze secondarie sulle proprietà del materiale. Un'ottima risorsa per studenti universitari e chiunque desideri approfondire la conoscenza dei polimeri.

Tipologia: Appunti

2024/2025

Caricato il 23/05/2025

davide-carapellotti-1
davide-carapellotti-1 🇮🇹

5 documenti

1 / 7

Toggle sidebar

Questa pagina non è visibile nell’anteprima

Non perderti parti importanti!

bg1
MATERIALI POLIMERI
I polimeri sono costituiti da unità ripetenti, chiamate monomeri, che
si uniscono a formare catene di diversa configurazione. La loro
struttura può variare in modo significativo, influenzando le proprietà
fisico-meccaniche del materiale.
Tipologie strutturali
Polimeri lineari: Le macromolecole sono disposte in catene
semplici, prive di ramificazioni. Questo tipo di struttura rende il
materiale solubile in alcuni solventi e in grado di ammorbidirsi
con il calore.
Polimeri ramificati: Presentano catene laterali collegate alla
catena principale, il che può influenzare la densità e la
viscosità del materiale.
Polimeri reticolati: In questi materiali, alcune unità
monomeriche appartengono contemporaneamente a due
catene, creando una rete tridimensionale che conferisce
rigidità e stabilità chimica. Questi polimeri non fondono e non
sono solubili nei solventi comuni.
Proprietà principali
Elevata flessibilità: Le catene polimeriche possono muoversi
relativamente l’una rispetto all’altra, conferendo al materiale
una buona deformabilità.
Elevata resistenza all’allungamento: Molti polimeri possono
essere stirati senza rompersi, il che li rende ideali per
applicazioni come fibre tessili e elastomeri.
pf3
pf4
pf5

Anteprima parziale del testo

Scarica Polimeri: Struttura, Proprietà, Classificazione e Lavorazione - Prof. Petrucci e più Appunti in PDF di Tecnologia Dei Materiali E Chimica Applicata solo su Docsity!

MATERIALI POLIMERI

I polimeri sono costituiti da unità ripetenti, chiamate monomeri, che si uniscono a formare catene di diversa configurazione. La loro struttura può variare in modo significativo, influenzando le proprietà fisico-meccaniche del materiale. Tipologie strutturaliPolimeri lineari : Le macromolecole sono disposte in catene semplici, prive di ramificazioni. Questo tipo di struttura rende il materiale solubile in alcuni solventi e in grado di ammorbidirsi con il calore.  Polimeri ramificati : Presentano catene laterali collegate alla catena principale, il che può influenzare la densità e la viscosità del materiale.  Polimeri reticolati : In questi materiali, alcune unità monomeriche appartengono contemporaneamente a due catene, creando una rete tridimensionale che conferisce rigidità e stabilità chimica. Questi polimeri non fondono e non sono solubili nei solventi comuni. Proprietà principaliElevata flessibilità : Le catene polimeriche possono muoversi relativamente l’una rispetto all’altra, conferendo al materiale una buona deformabilità.  Elevata resistenza all’allungamento : Molti polimeri possono essere stirati senza rompersi, il che li rende ideali per applicazioni come fibre tessili e elastomeri.

Leggerezza : La bassa densità rende i polimeri utili in settori in cui la riduzione del peso è cruciale, come nell’industria automobilistica e aerospaziale.  Inerzia chimica : Molti polimeri sono altamente resistenti alla corrosione e all’attacco di agenti chimici, motivo per cui vengono impiegati per tubazioni, rivestimenti e contenitori chimici.  Bassa resistenza ai solventi : Alcuni polimeri possono dissolversi o degradarsi a contatto con determinati solventi organici.  Infiammazione e sviluppo di fumi tossici : Molti polimeri sono infiammabili e, in caso di combustione, possono rilasciare gas tossici.

3. Classificazione dei polimeri I polimeri possono essere suddivisi in diverse categorie in base alla loro struttura chimica e al comportamento termico. In base al comportamento termicoTermoindurenti : Sono polimeri che, una volta induriti, non possono essere rimodellati. Durante il riscaldamento subiscono una reticolazione chimica che li rende rigidi e insolubili. Sono utilizzati in applicazioni che richiedono stabilità termica, come componenti elettronici e materiali isolanti.  Termoplastici : Sono polimeri che possono essere fusi e rimodellati più volte senza subire alterazioni chimiche. Questa proprietà li rende facilmente riciclabili e adatti a processi di produzione come estrusione e stampaggio a iniezione.  Elastomeri : Sono materiali con una grande capacità di deformazione elastica (superiore al 200%). Possono allungarsi considerevolmente e tornare alla forma originale dopo la rimozione della forza applicata.

In questo processo, i monomeri insaturi reagiscono tra loro senza rilascio di sottoprodotti. Il processo avviene in tre fasi:

  1. Inizio : attivazione del monomero attraverso un catalizzatore o un iniziatore chimico.
  2. Propagazione : crescita della catena mediante l’aggiunta continua di monomeri.
  3. Terminazione : arresto della reazione quando il centro attivo viene disattivato. 6. Lavorazione dei polimeri I polimeri possono essere trasformati in prodotti finiti attraverso diverse tecniche industriali:  Estrusione : il polimero fuso viene spinto attraverso una matrice per ottenere profili continui (es. tubi, lastre, film).  Stampaggio a iniezione : il materiale fuso viene iniettato in uno stampo per ottenere manufatti con forme complesse.  Calandratura : il polimero viene laminato in fogli sottili.  Stampaggio per compressione : usato per termoindurenti, in cui il polimero viene pressato fino a completare la reticolazione. Polimerizzazione per condensazione In questo processo, i monomeri si uniscono formando legami chimici con eliminazione di un sottoprodotto (es. acqua o metanolo). Questo processo è tipico dei poliesteri, poliammidi (es. nylon) e poliuretani. Proprietà viscoelastiche dei polimeri I materiali polimerici presentano un comportamento viscoelastico , ovvero combinano caratteristiche sia dei materiali elastici sia di

quelli viscosi. La loro deformazione dipende sia dal carico applicato sia dal tempo per cui esso viene mantenuto.  Principio di sovrapposizione di Boltzmann : afferma che la deformazione in un materiale viscoelastico dipende dalla storia delle sollecitazioni subite nel tempo.  Modulo di rilassamento : rappresenta la variazione della tensione nel tempo quando il materiale è sottoposto a una deformazione costante. Modelli viscoelastici Per descrivere il comportamento viscoelastico dei polimeri si utilizzano modelli meccanici basati sulla combinazione di molle (elasticità) e pistoni (viscosità).

  1. Modello di Maxwell o È costituito da una molla e un pistone in serie. o La tensione applicata si riduce progressivamente nel tempo, tendendo a zero quando il tempo tende all’infinito. o Descrive bene il rilassamento delle tensioni ma non il recupero elastico completo.
  2. Modello di Kelvin-Voigt o È costituito da una molla e un pistone in parallelo. o Se il materiale è sottoposto a una sollecitazione costante, la deformazione cresce nel tempo fino a raggiungere un valore limite. o Può descrivere fenomeni di creep, ossia la deformazione progressiva sotto carico costante.
  3. Modello di Zener (o Kelvin-Voigt generalizzato) o Combina i modelli di Maxwell e di Kelvin-Voigt.

condizionano la coesione del materiale e le sue proprietà fisico- meccaniche.