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Caratteristiche e proprietà dei polimeri.
Tipologia: Sintesi del corso
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Il polimero è una sostanza composta da monomolecole, unità fondamentali che si concatenano fra loro al fine di creare una macromolecola. I polimeri si distinguono in sostanze naturali o sintetiche in base alla propria origine. Le naturali vengono fornite dalla natura e comprendono proteine, cellulosa… le sintetiche sono fatte interamente dall'uomo, la materia prima viene dall'industria petrolchimica. In base alla natura chimica delle loro unità ripetitive si differenziano in sostanze macromolecolari organiche e sostanze macromolecolari inorganiche. I polimeri sono caratterizzati dalla ripetizione periodica di un'unità strutturale definita unità ripetitiva. La molecola di base del polimero è il monomero, più monomeri si uniscono tramite la reazione chimica di polimerizzazione. Il numero di unità ripetenti per macromolecola viene invece indicato come grado di polimerizzazione.
Il materiale polimerico è detto polidisperso, mentre la porzione di macromolecole con simili dimensioni ricavabile da un polidisperso è definita polimero omodisperso.
Si parla di polimeri lineari quando gli atomi sono disposti nella macromolecola in modo rettilineo a formare la catena principale. A tali atomi si possono agganciare lateralmente atomi singoli o piccole catene.
I polimeri posso anche presentarsi in altre strutture, si parlerà così di polimeri non lineari.
•polimeri ramificati: a volte si hanno catene agganciate alla catena principale che sono di lunghezza comparabile ad essa.
•polimeri reticolati: a volte entrambe le estremità della catena sono attaccate alle catene principali di due differenti molecole di polimero, formando così un reticolo.
•polimeri a stella: a volte le estremità di più catene sono legate assieme in un centro comune.
•dendrimeri: a volte non è identificabile nessuna catena principale, il polimero è costituito da ramificazioni che crescono da altre ramificazioni.
La maggior parte dei polimeri è lineare con una catena flessibile. Le catene tendono a torcersi e ad avvilupparsi una intorno all'altra in modo che tutte le molecole di polimero formino un'enorme massa aggrovigliata.
Parametri strutturali
Una molecola per poter essere monomero deve avere due o più gruppi chimici capaci di formare legami con altri monomeri, il numero di tali legami è detto funzionalità del monomero. Monomeri con funzionalità superiori formano macromolecole ramificate o reticolate.
Quando le unità strutturali che costituiscono le macromolecole sono uguali si parla di omopolimero. Si definisce invece copolimero una sostanza macromolecolare multipla di sostanze monomolecolari appartenenti a due o più specie chimiche diverse. I copolimeri, in base alla disposizione nella catena di diversi monomeri sono classificabili in:
-casuali: unità che susseguono casualmente
-alternati: unità che si susseguono alternatamente
-a blocchi: blocchi formati da una struttura dello stesso tipo chimico
-a innesto: catena principale di un tipo e laterale di un altro
Esistono inoltre dei polimeri sintetici ottenuti da tre monomeri detti terpolimeri.
Numero medio di unità strutturali contenuto in una macromolecola. Esso influenza le caratteristiche di un polimero, più aumenta più la struttura si irrigidisce.
Le reazioni di polimerizzazione possono essere classificate secondo il meccanismo di sviluppo o la stechiometria.
Esistono due tipi principali di processi:
Le catene di un campione di polimero sintetico non hanno mai lo stesso peso molecolare. Vengono così presi in considerazione i pesi molecolari medi. La media è calcolata in vari modi.