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spiegazione polimeri, Appunti di Chimica organica

Chimica organica

Una panoramica sui polimeri, macromolecole composte da monomeri, e sulla loro storia, classificazione, sintesi e ciclo di vita. Vengono descritti i diversi tipi di polimeri, come i sintetici e i naturali, e i loro utilizzi, come la produzione di plastica, resine, gomme, tessuti e imballaggi. Viene inoltre spiegato il processo di polimerizzazione e la cristallinità dei polimeri, che influisce sulle loro proprietà meccaniche. Infine, viene descritto il ciclo di vita dei polimeri, dalla polimerizzazione alla lavorazione e al riciclo.

Tipologia: Appunti

2020/2021

In vendita dal 22/12/2022

eleonora-bellini-7
eleonora-bellini-7 🇮🇹

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POLIMERI
·NATURLI: macromolecole biologiche, fibra tessile (seta, cotone)
·SINTETICI: plastica, materiali tecnologici, resine, pvc (finestre), imballaggi almintari
STORIA DEI POLIMERI:
·1839 Charles Goodyear: aggiunta di zolfo alla gomma naturale, seguita da riscaldamento, rende
la gomma più resistente ai solventi e più elastica; scoperta della gomma vulcanizzata.
·1865 John Hyatt: celluloide, nata per imitare l'avorio, utilizzata per le pellicole cinematografiche;
il polimero, a base di nitrato di cellulosa, aveva una notevole infiammabilità.
·1907 Leo Baekeland: bachelite, resina termoindurente; una resina fenolo-formaldeide, un
materiale resistente ad alte temperature e isolante.
PRIMO NOVECENTO:
·1912: polivinilcloruro pvc
·1930: polistirene (polistirolo)
·1935: polietilene
·1939: polimetilmetacrilato (plexiglass)
PERIODO BELLICO
·1939: politetrafluoroetilente (teflon), per pentole.
·1941: poliammide (nylon), imitazione della seta
·1954: Giulio Natta e Karl Zegler ricevono il premio nobel per la chimica, grazie alla sintesi del
polipropilene isotattico.
COSA SONO I POLIMERI:
I polimeri sono macromolecole (sinonimi).
I polimeri si ottengono, attraverso la polimerizzazione, dai monomeri (la cui porzione all'interno della
macromolecola viene definita: unità ripetente).
Esistono diversi monomeri che vanno a costruire diversi polimeri, versatilità.
·OMOPOLIMERI. polimeri composti con monomeri dello stesso tipo.
·COPOLIMERI: polimeri composti con monomeri differenti tra loro.
COPOLIMERI:
Possono presentare una struttura differente, a seconda di come si legano i monomeri
·RANDOM: ordine casuale dei monomeri
·ALTERNATA: con un certo grado d'ordine
·A BLOCCHI
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Anteprima parziale del testo

Scarica spiegazione polimeri e più Appunti in PDF di Chimica organica solo su Docsity!

POLIMERI

· NATURLI: macromolecole biologiche, fibra tessile (seta, cotone)

· SINTETICI: plastica, materiali tecnologici, resine, pvc (finestre), imballaggi almintari

STORIA DEI POLIMERI:

· 1839 Charles Goodyear: aggiunta di zolfo alla gomma naturale, seguita da riscaldamento, rende

la gomma più resistente ai solventi e più elastica; scoperta della gomma vulcanizzata.

· 1865 John Hyatt: celluloide, nata per imitare l'avorio, utilizzata per le pellicole cinematografiche;

il polimero, a base di nitrato di cellulosa, aveva una notevole infiammabilità.

· 1907 Leo Baekeland: bachelite, resina termoindurente; una resina fenolo-formaldeide, un

materiale resistente ad alte temperature e isolante. PRIMO NOVECENTO:

· 1912: polivinilcloruro pvc

· 1930: polistirene (polistirolo)

· 1935: polietilene

· 1939: polimetilmetacrilato (plexiglass)

PERIODO BELLICO

· 1939: politetrafluoroetilente (teflon), per pentole.

· 1941: poliammide (nylon), imitazione della seta

· 1954: Giulio Natta e Karl Zegler ricevono il premio nobel per la chimica, grazie alla sintesi del

polipropilene isotattico. COSA SONO I POLIMERI: I polimeri sono macromolecole (sinonimi). I polimeri si ottengono, attraverso la polimerizzazione, dai monomeri (la cui porzione all'interno della macromolecola viene definita: unità ripetente). Esistono diversi monomeri che vanno a costruire diversi polimeri, versatilità.

· OMOPOLIMERI. polimeri composti con monomeri dello stesso tipo.

· COPOLIMERI: polimeri composti con monomeri differenti tra loro.

COPOLIMERI:

Possono presentare una struttura differente, a seconda di come si legano i monomeri

· RANDOM: ordine casuale dei monomeri

· ALTERNATA: con un certo grado d'ordine

· A BLOCCHI

· AD INNESTO: catena portante sulle quali si attacano le catene di un secondo tipo

Il copolimero permette di modificare le proprietà di un materiale finale (es. unire le capacità di un materiale tenace e uno leggero). CLASSIFICAZIONE:

· in base all'origine:

1. polimeri sintetici (plastiche, resine, gomme)

2. polimeri naturali (polisaccaridi, proteine, acidi nucleici)

· in base alla struttura:

3. omopolimeri

4. copolimeri (random, a blocchi, ad innesto)

· in base al comportamento termico:

5. polimeri termoplastici (modellabili con aumento di temperatura)

6. polimeri termoindurenti (si induriscono con aumento di temperatura)

· in base ai meccanismi di polimerizzazione:

7. polimeri di condensazione

8. polimeri di addizione

POLIMERIZZAZIONE:

9. sintesi

10. lavorazione (tecnologie che danno la forma al manufatto finale)

PETROLIO: solo il 4% del petrolio è destinato alla produzione di polimeri sintetici. CRACKING: lavorazione del petrolio dalla quale si ottengono BUILDING BLOCKS (monomeri). SINTESI:

11. polimerizzazione di addizione (a catena): materiali che si uniscono per addizione chimica

12. polimerizzazione di condensazione (a stadi): presuppone l'esistenza di particolari gruppi

(pet, nylon) POLIMERIZZAZIONE STEREOREGOLARE: Catalizzatore Ziegler (scopre il catalizzatore) - Natta (lo apllica al polipropilene). Fino ad allora: polipropilene, quando polimerizzava, generava un radicale stabile che impediva l'accrescimento della catena. Trovano un sistema catalitico che permettesse di ottenere il materiale con masse molecolari di un certo tipo e, in più, di ottenerlo con una stereoregolarità. Perchè, quando polimerizza, genera un centro chirale ma varia orientazione:

20. configurazioni degli atomi di carbonio una diversa dall'altra in modo irregolare: polipropilene

isotattico

21. configurazioni degli atomi regolari, orientazione alternata da un atomo di carbonio all'altro:

polipropilene sindotattico

22. configurazione degli atomi di carbonio uguale in tutta la struttura: polipropilene isotattico,

scoperta di Ziegler-Natta grazie a un catalizzatore che permette di orientare selettivamente la faccia dell'orefina. Quindi se l'orefina riesce a mantere la stessa faccia, si crea una configurazione uguale. NON RETICOLATI: Cristallini: con un determinato ordine di catena Amorfi: catene disorganizzate che genrano "gomitoli" RETICOLATI: sono presenti legami covalenti tra le catene Elastomeri: materiali con proprietà elastiche Resine termoindurenti: tendono ad essere molto rigidi raggiunta una determinta temperatura

E' necessario sottolineare che i polimeri non sono mai completamente cristallini, in questi coesistono parti amorfe (catene non orientate) e cristalline (catene ordinate), a seconda di quanto è cristallino un materiale si avranno prestazioni meccaniche molto differenti. Quindi, la cristallinità di un polimero è importante, poiché la resistenza a trazione e il modulo elastico aumentano con il grado di questa. Se riusciamo ad ottenere un determinato grado d'ordine (cristallino) nel polimero, ci saranno conseguenze sull'applicazione. Il grado di CRISTALLINITA' dipende da:

23. Lunghezza delle catene: catene con una determinata lunghezza potranno creare più interazoni

tra di loro e quindi essere più facili da ordinare.

24. Interazioni intermolecorari: rendono la catena più facile da ordinare.

25. Gruppi funzionali: la presenza di determinati gruppi permette interazioni.

26. Azione di forze esterne: stiro, alcuni polimeri possono essere filabili e quindi si può forzare

l'ordine. TEMPERATURA DI TRASIZIONE VETROSA: i materiali polimerici sono reali, quindi, oltre alla temperatura di fusione, presentano una temperatura di transizione vetrosa. Al di sotto di questa il materiale si presenterà rigido/vetroso, al di sopra gommosa/modellabile. CURVA SFORZO-DEFORMAZIONE: allungamneto in base all'applicazione di una forza. I plastomeri, reagiscono in modo lineare all'applicazione di una forza, ma, superato il carico di snervamento, vengono modificati. Al contrario, i materiali elastomeri si deformano anche con l'applicazione di lievi forze. Altro caso, le resine tendono a limitare la variazione della forma anche per forze molto elevate, am tendono ad essere fragili. Dipende dalla RETICOLAZIONE (presente in elastomeri e resine): vengono fatte reagire tra di loro le catene e quindi si formano legami covalenti tra le catene delle macromolecole. Quindi un elastomero, avendo un numero ridotto di punti di reticolazione, quando viene esercitata una trazione le catene tendono ad allinearsi, ma quando la forza cessa i punti di reticolazione permettono al polimero di ritornare alla forma iniziale. I plastomeri presentano unicamente interazioni intermolecolari. CICLO DI VITA:

27. da monomero a polimero, polimerizzazione

28. compounding , aggiungere additivi (stabilizzanti, riempitivi, plastificanti, pigmenti) per ultimare il

materiale e dargli le caratteristiche idonee al manufatto finale. si ottiene il materiale polimerico.

29. lavorazione, plasmare il manufatto. Quindi si deve dare la forma: iniezione, estrusione, soffiaggio