POLIMERI SINTETICI: PROPRIETÀ, TIPI ED ESEMPI - CHIMICA - 2024

I polimeri sintetici sono quelli prodotti dalla mano umana in laboratorio o su bilance industriali. Strutturalmente, consistono nell'unione di piccole unità, chiamate monomeri, che si collegano per formare quella che è nota come catena o rete polimerica.

Quello inferiore superiore illustra la struttura polimerica di tipo "spaghetti". Ogni punto nero rappresenta un monomero, legato a un altro da un legame covalente. La successione dei punti determina la crescita delle catene polimeriche, la cui identità dipenderà dalla natura del monomero.

Inoltre, la stragrande maggioranza dei suoi monomeri deriva dal petrolio. Ciò si ottiene attraverso una serie di processi che consistono nella riduzione delle dimensioni degli idrocarburi e di altre specie organiche per ottenere molecole piccole e sinteticamente versatili.

Proprietà

Proprio come le possibili strutture dei polimeri sono diverse, così sono le loro proprietà. Questi vanno di pari passo con la linearità, le ramificazioni (assenti nell'immagine delle catene), i legami ed i pesi molecolari dei monomeri.

Tuttavia, nonostante ci siano modelli strutturali che definiscono le proprietà di un polimero - e quindi il suo tipo - la maggior parte ha alcune proprietà e caratteristiche in comune. Alcuni di questi sono:

- Hanno costi di produzione relativamente bassi, ma alti costi di riciclaggio.

- A causa del grande volume che le loro strutture possono occupare, sono materiali poco densi e, inoltre, meccanicamente molto resistenti.

- Sono chimicamente inerti o sufficienti per resistere all'attacco di sostanze acide (HF) e basiche (NaOH).

- Mancanza di bande di conduzione; quindi, sono cattivi conduttori di elettricità.

tipi

I polimeri possono essere classificati in base ai loro monomeri, al loro meccanismo di polimerizzazione e alle loro proprietà.

Un omopolimero è quello costituito da unità monomeriche di un unico tipo:

100A => AAAAAAA …

Mentre un copolimero è composto da due o più unità monomeriche differenti:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC …

Le equazioni chimiche di cui sopra corrispondono a polimeri sintetizzati tramite addizione. In questi, la catena o la rete polimerica cresce man mano che più monomeri si legano ad essa.

D'altra parte, per i polimeri tramite condensazione, il legame del monomero è accompagnato dal rilascio di una piccola molecola che "condensa":

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p …

In molte polimerizzazioni p = H ₂ O, come accade con i polifenoli sintetizzati con formaldeide (HC ₂ = O).

In base alle loro proprietà, i polimeri sintetici possono essere classificati come:

Termoplastiche

Sono polimeri lineari o leggermente ramificati, le cui interazioni intermolecolari possono essere superate per effetto della temperatura. Ciò si traduce nel loro ammorbidimento e modellatura e li rende più facili da riciclare.

Termostabile

A differenza dei termoplastici, i polimeri termoindurenti hanno molti rami nelle loro strutture polimeriche. Ciò consente loro di resistere alle alte temperature senza deformarsi o fondersi, a causa delle loro forti interazioni intermolecolari.

Elastomeri

Sono quei polimeri in grado di sopportare una pressione esterna senza rompersi, deformarsi ma poi tornare alla sua forma originale.

Questo perché le loro catene polimeriche sono collegate, ma le interazioni intermolecolari tra di loro sono abbastanza deboli da cedere sotto pressione.

Quando ciò si verifica, il materiale distorto tende a disporre le sue catene in una disposizione cristallina, "rallentando" il movimento causato dalla pressione. Quindi, quando questo scompare, il polimero ritorna alla sua disposizione amorfa originale.

Fibre

Sono polimeri con bassa elasticità ed estensibilità grazie alla simmetria delle loro catene polimeriche e alla grande affinità tra loro. Questa affinità consente loro di interagire fortemente, formando una disposizione cristallina lineare resistente al lavoro meccanico.

Questo tipo di polimero trova impiego nella produzione di tessuti come cotone, seta, lana, nylon, ecc.

Esempi

Nylon

Il nylon è un perfetto esempio di polimero di tipo fibroso, che trova molti usi nell'industria tessile. La sua catena polimerica è costituita da una poliammide con la seguente struttura:

Questa catena corrisponde alla struttura del nylon 6,6. Se conti gli atomi di carbonio (grigi) che iniziano e finiscono con quelli attaccati alla sfera rossa, ce ne sono sei.

Allo stesso modo, ci sono sei atomi di carbonio che separano le sfere blu. D'altra parte, le sfere blu e rosse corrispondono al gruppo ammidico (C = ONH).

Questo gruppo è in grado di interagire tramite legami idrogeno con altre catene, che possono anche adottare una disposizione cristallina grazie alle loro regolarità e simmetrie.

In altre parole, il nylon ha tutte le proprietà necessarie per qualificarsi come fibra.

Policarbonato

Si tratta di un polimero plastico trasparente (principalmente termoplastico) con il quale vengono realizzate finestre, lenti, soffitti, pareti, ecc. L'immagine sopra mostra una serra realizzata con policarbonati.

Com'è la sua struttura polimerica e da dove viene il nome policarbonato? In questo caso, non si riferisce strettamente all'anione CO ₃ ^2- , ma a questo gruppo che partecipa a legami covalenti all'interno di una catena molecolare:

Pertanto, R può essere qualsiasi tipo di molecola (satura, insatura, aromatica, ecc.), Risultando in un'ampia famiglia di polimeri di policarbonato.

Polistirolo

È uno dei polimeri più comuni nella vita quotidiana. I bicchieri di plastica, i giocattoli, gli articoli per computer e televisione e la testa del manichino nell'immagine sopra (così come altri oggetti) sono realizzati in polistirolo.

La sua struttura polimerica è costituita dall'unione di n stireni, formando una catena ad alta componente aromatica (gli anelli esagonali):

Il polistirene può essere utilizzato per sintetizzare altri copolimeri, come SBS (Poly (stirene-butadiene-styrene)), utilizzato in quelle applicazioni che richiedono una gomma resistente.

Politetrafluoroetilene

Conosciuto anche come Teflon, è un polimero presente in molti utensili da cucina con azione antiaderente (pentole nere). Ciò consente di friggere il cibo senza la necessità di aggiungere burro o altri grassi.

La sua struttura è costituita da una catena polimerica "ricoperta" da atomi di F su entrambi i lati. Queste F interagiscono molto debolmente con altre particelle, come quelle unte, impedendo loro di attaccarsi alla superficie della padella.

Riferimenti

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