Polimero
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Un polimero (dal greco molte parti) è una macromolecola, ovvero una molecola dall'elevato peso molecolare, costituita da un gran numero di piccole molecole (i monomeri) uguali o diverse (copolimeri) unite a catena mediante la ripetizione dello stesso tipo di legame.
Benché a rigore anche le macromolecole tipiche dei sistemi viventi (proteine, acidi nucleici, polisaccaridi) siano polimeri, col termine "polimeri" si intendono comunemente le macromolecole di origine sintetica: materie plastiche, gomme sintetiche e fibre tessili (ad esempio il nylon), ma anche polimeri sintetici biocompatibili largamente usati nell'industrie farmaceutiche, cosmetiche ed alimentari, tra cui i polietilenglicoli (PEG) i poliacrilati e i poliamminoacidi sintetici.
I polimeri inorganici più importanti sono a base di silicio.
Il grado di polimerizzazione indica il numero di monomeri costituenti il polimero:
- basso - sotto i 100 monomeri;
- medio - tra 100 e 1000 monomeri;
- alto - oltre i 1000 monomeri;
da esso dipendono grandemente le proprietà fisiche e reologiche del polimero, nonché le possibili applicazioni.
Indice |
[modifica] Polimeri sintetici
Nella quotidianità i polimeri sintetici (siano essi ad esempio gomme, plastiche o fibre) non vengono mai usati tal quali. Quasi sempre al polimero propriamente detto viene aggiunta una serie di composti ausiliari (chiamati cariche) aventi funzioni - tra le altre - di stabilizzare, preservare, fluidificare, colorare, decolorare, proteggere dall'ossidazione il polimero ed, in genere, modificarne le proprietà reologiche in funzione dell'applicazione che se ne intende fare.
[modifica] Sintesi
Le reazioni di sintesi dei polimeri si dividono in due grandi classi distinte, la polimerizzazione per addizione (o poliaddizione) e la polimerizzazione per condensazione (o policondensazione).
Nella poliaddizione la reazione è innescata dalla formazione di una specie chimica attiva (un radicale, un carbocatione, un carbanione) che somma ricorsivamente su di sé una molecola di monomero spostando il centro di reattività (l'elettrone spaiato, la carica elettrica) all'estermità della catena a mano a mano che questa cresce.
Esempio di prodotto di poliaddizione è il politene.
La policondensazione invece consiste nella reazione tra specie chimiche aventi due (o più) estremità reattive, capaci quindi di legarsi le une alle altre formando ricorsivamente lunghe catene per unione di catene più corte. Esempio di prodotto di policondensazione sono i nylon.
[modifica] Struttura
La struttura dei polimeri viene definita a vari livelli, tutti tra loro interdipendenti e decisivi nel concorrere a formare le proprietà reologiche del polimero, dalle quali dipendono le applicazioni e gli usi industriali. Sono riassumibili nei seguenti:
- la struttura chimica
- Esclusi i gruppi funzionali direttamente coinvolti nella reazione di polimerizzazione, gli eventuali altri gruppi funzionali presenti nel monomero conservano la loro reattività chimica anche nel polimero. Nel caso dei polimeri biologici (le proteine) le proprietà chimiche dei gruppi disposti lungo la catena polimerica - con le loro affinità, attrazioni e repulsioni - diventano essenziali per modellare la struttura tridimensionale del polimero stesso, struttura da cui dipende l'attività biologica della proteina stessa.
- la struttura stereochimica
- L'assenza o la presenza di una regolarità nella posizione dei gruppi laterali di un polimero rispetto alla catena principale ha un grande effetto sulle proprietà reologiche del polimero e di conseguenza sulle sue possibili applicazioni industriali. Un polimero i cui gruppi laterali sono distribuiti senza un ordine preciso ha meno probabilità di formare regioni cristalline rispetto ad uno stereochimicamente ordinato.
- Un polimero i cui gruppi laterali sono tutti sul medesimo lato della catena principale viene detto isotattico, uno i cui gruppi sono alternati regolarmente sui due lati della catena principale viene detto sindiotattico ed uno i cui gruppi laterali sono posizionati a caso atattico.
- La scoperta di un catalizzatore capace di guidare la polimerizzazione del propilene in modo da dare un polimero isotattico è valsa il premio Nobel a Giulio Natta. L'importanza industriale è notevole, il polipropilene isotattico è una plastica rigida, il polipropilene atattico una gomma pressoché priva di applicazioni pratiche.
- Due nuove classi di polimeri sono i polimeri comb e i dendrimeri.
- la distribuzione dei pesi molecolari
- I polimeri al contrario delle molecole piccole o delle proteine non hanno peso molecolare definito, ma variabile in rapporto alla lunghezza della catena polimerica che li costituisce. Lotti di polimeri sono caratterizzati da un parametro tipico di queste sostanze macromolecolari ovvero dall'indice di polidispersità (PI) che tiene conto della distribuzione di pesi molecolari riferibile ad una sintesi.
- il carattere amorfo o semi-cristallino
- I polimeri amorfi sono generalmente resine o gomme. Fragili al di sotto di una data temperatura (la "temperatura di transizione vetrosa") e fluidi viscosi al di sopra di un'altra (il "punto di scorrimento"). La loro struttura può essere approssimata con l'immagine di un groviglio disordinato di spaghetti.
- I polimeri semi-cristallini sono generalmente plastiche rigide; le catene di polimero, ripiegandosi, riescono a disporre regolarmente loro tratti più o meno lunghi gli uni a fianco degli altri formando regioni cristalline regolari (dette "cristalliti") che crescono radialmente attorno a "siti di nucleazione", questi possono essere molecole di sostanze capaci di innescare la cristallizzazione ("agenti nucleanti") o altre catene di polimero stirate dal flusso della massa del polimero.
- la possibilità di formare strutture reticolari
- Un polimero viene detto "reticolato" se esistono almeno due cammini diversi per collegare due punti qualsiasi della sua molecola; in caso contrario viene detto "lineare" o "ramificato", a seconda che sulla catena principale siano innestate o meno catene laterali.
- Un polimero reticolato si può ottenere direttamente in fase di reazione, miscelando al monomero principale anche una quantità di un altro monomero simile, ma con più siti reattivi (ad esempio, il co-polimero tra stirene e 1,4-divinilbenzene) oppure può essere reticolato successivamente alla sua sintesi per reazione con un altro composto (ad esempio, la reazione tra lo zolfo ed il polimero del 2-metil-1,3-butadiene, nota come vulcanizzazione).
- Un polimero reticolato è generalmente una plastica rigida, che per riscaldamento decompone o brucia, anziché rammollirsi e fondere come un polimero lineare o ramificato.
[modifica] Elenco di polimeri
In base alle normative DIN 7728 e 16780 ad ogni materia plastica è associata una sigla, che la identifica univocamente.
- CA Acetato di cellulosa
- CAB Acetobutirrato di cellulosa
- CN Nitrato di cellulosa
- CP Propionato di cellulosa
- EP Epossidi
- MF Melammina-formaldeide
- PA Poliammidi
- PAI Poliammidiimmide
- PAN Poliacrilonitrile
- PB Polibutene-1
- PBT Polibutilentereftalato
- PC Policarbonato
- PCTFE Ploiclorotrifluoroetilene
- PDAP Polidialliftalato
- PE Polietilene
- PE-C Polietilene clorurato
- PEI Polieterimmide
- PEK Polieterochetone
- PEEK Polieteroterchetone
- PES Polieterosolfoni
- PET Polietilentereftalato
- PF Fenolformaldeide
- PI Poliimmide
- PIB Poliisobutilene
- PMI Polimetacrilimmide
- PMMA Polimetilmetacrilato
- PMP Poli-4-metalpentene-1
- POM Poliossimetilene, Poliformaldeide, Poliacetale
- PP Polipropilene
- PPE Polifeniletere
- PPO Polifenilenossido
- PPS Polifenilensolfuro
- PS Polistirene
- PSU Polisolfone
- PTFE Politetrafluoroetilene (Teflon)
- PUR Poliuretano
- PVC Polivinilcloruro
- PVC-C Polivinilcloruro clorurato
- PVDC Polivinildencloruro
- PVDF Polivinildenfluoruro
- PVF Polivinilfluoruro
- RC Cellulosa Rigenerata
- SI Siliconi
- UF Urea-formaldeide
- UP Poliestere insaturo
[modifica] Voci correlate
[modifica] Altri progetti
[modifica] Collegamenti esterni
| Chimica | |
 |
Progetto Chimica | Portale Chimica | Il baretto di chimica |
| Tutte le voci di chimica | Composti chimici | Voci richieste | Richieste di traduzione | Voci da completare | |
