Proprietà, tipi ed esempi di polimeri sintetici

il polimeri sintetici sono tutti quelli elaborati dalla mano umana nei laboratori o su scale industriali. Strutturalmente, consistono dell'unione di piccole unità, chiamate monomeri, che sono collegate per formare quella che è nota come catena o rete di polimeri.

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

Ad esempio, se il monomero è etilene (HC₂= CH₂), quindi viene formato il polimero di polietilene (-CH₂-CH₂-CH₂- ...) La quantità n di monomeri determina la lunghezza della catena e il suo grado di polimerizzazione. A differenza di quelli naturali (proteine, cellulosa, gomma, ecc.), I polimeri sintetici non vengono estratti da fonti biologiche.

Inoltre, la stragrande maggioranza dei suoi monomeri derivano dal petrolio. Ciò si ottiene attraverso una serie di processi che consistono nel ridurre le dimensioni di idrocarburi e altre specie organiche per ottenere molecole piccole e sinteticamente versatili.

indice

• 1 proprietà
• 2 tipi
  • 2.1 Materie termoplastiche
  • 2.2 Termostabile
  • 2.3 Elastomeri
  • 2.4 fibre
• 3 esempi
  • 3.1 Nylon
  • 3.2 Policarbonato
  • 3,3 polistirolo
  • 3.4 Politetrafluoroetilene
• 4 riferimenti

proprietà

Proprio come le possibili strutture dei polimeri sono diverse, lo sono anche le loro proprietà. Questi vanno di pari passo con la linearità, la ramificazione (assente nell'immagine delle catene), i legami e il peso molecolare dei monomeri.

Tuttavia, sebbene esistano schemi strutturali che definiscono la proprietà di un polimero e, quindi, il suo tipo, la maggior parte ha in comune alcune proprietà e caratteristiche. Alcuni di questi sono:

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

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

- Sono chimicamente inerti o abbastanza resistenti all'attacco di acido (HF) e sostanze basiche (NaOH).

- Mancanza di fasce di guida; quindi, sono cattivi conduttori di elettricità.

tipo

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

Un omopolimero è costituito da unità monomeriche di un singolo tipo:

100A => A-A-A-A-A-A ...

Considerando che un copolimero è uno che è composto da due o più unità monomeriche diverse:

20A + 20B + 20C => A-B-C-A-B-C-A-B-C ...

Le equazioni chimiche di cui sopra corrispondono a polimeri sintetizzati tramite addizione. In questi, la catena o la rete di polimeri sta crescendo in quanto sono collegati a questo più monomeri.

Al contrario, per i polimeri via condensazione, il legame monomerico è accompagnato dal rilascio di una piccola molecola che "condensa":

A + A => A-A + p

A-A + A => A-A-A + p…

In molte polimerizzazionip= H₂O, come con i polifenoli sintetizzati con formaldeide (HC₂= O).

Secondo le loro proprietà, i polimeri sintetici possono essere classificati come:

termoplastici

Sono polimeri lineari o poco ramificati, le cui interazioni intermolecolari possono essere superate dall'effetto della temperatura. Ciò si traduce nel suo ammorbidimento e stampaggio e li rende più facili da riciclare.

termostabile

A differenza dei materiali termoplastici, i polimeri termoindurenti hanno molte ramificazioni 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 sostenere una pressione esterna senza rompersi, deformarsi ma ritornare alla sua forma originale.

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

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

fibre

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

Questo tipo di polimeri 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 in nylon 6,6. Se contate gli atomi di carbonio (grigio) che iniziano e finiscono con quelli legati alla sfera rossa, ce ne sono sei.

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

Questo gruppo è in grado di interagire con legami idrogeno con altre catene, che possono anche adottare una disposizione cristallino con le sue regolarità e simmetrie.

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

policarbonato

È un polimero plastico (principalmente termoplastico) trasparente con cui sono fatti finestre, lenti, soffitti, pareti, ecc. Nell'immagine sopra, viene mostrata una serra realizzata in policarbonato.

Come è la struttura del polimero e da dove viene il nome di policarbonato? In questo caso non si riferisce strettamente al anione di CO₃^2-, ma a questo gruppo che partecipa a legami covalenti all'interno di una catena molecolare:

Così, R può essere un qualsiasi tipo di molecola (saturo, insaturo, aromatico, ecc), emerge una vasta famiglia di polimeri policarbonati.

polistirolo

È uno dei polimeri più comuni della vita quotidiana. Le tazze, giocattoli, elementi plastici computer e la TV, e la testa manichino dell'immagine superiore (e altri oggetti) sono di polistirene.

La sua struttura polimerica consiste nell'unione di n stireni, formando una catena con una elevata componente aromatica (gli anelli esagonali):

Polistirolo può essere usato per sintetizzare altri copolimeri, come SBS (poli (stirene-butadiene-stirene)), che è utilizzato in applicazioni che giustificano gomma resistente.

politetrafluoroetilene

Conosciuto anche come Teflon, è un polimero presente in molti utensili da cucina con azione anti-aderente (padelle nere). Questo permette di friggere il cibo senza la necessità di aggiungere burro o altro grasso.

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

riferimenti

1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Polimeri sintetici. Estratto il 7 maggio 2018 da: chemistryexplained.com
2. Wikipedia. (2018). Elenco di polimeri sintetici. Estratto il 7 maggio 2018 da: en.wikipedia.org
3. Carnegie Mellon University. (2016). Polimeri naturali vs sintetici. Estratto il 7 maggio 2018 da: cmu.edu
4. Polymer Science Learning Center. (2018). Polimeri sintetici. Estratto il 7 maggio 2018 da: pslc.ws
5. Yassine Mrabet (29 gennaio 2010). Nylon 3D [Figura]. Estratto il 7 maggio 2018 da: commons.wikimedia.org
6. Portale educativo. (2018). Proprietà dei polimeri. Estratto il 7 maggio 2018 da: portaleducativo.net
7. Testi scientifici (23 giugno 2013). Polimeri sintetici Estratto il 7 maggio 2018 da: textoscientificos.com