Concetti Chiave
- I materiali polimerici si dividono in tre famiglie: termoplastici, termoindurenti ed elastomeri, a seconda delle loro proprietà e del comportamento termico.
- I termoplastici possono essere rimodellati mediante trattamento termico e mantengono la forma dopo il raffreddamento grazie ai legami secondari tra le catene polimeriche.
- I materiali termoindurenti diventano insolubili e fragili dopo il trattamento termico, caratterizzati da un alto grado di reticolazione e monomeri trifunzionali.
- Gli elastomeri presentano una struttura gommoso, capaci di subire grandi deformazioni elastiche, e possono essere sia termoplastici che termoindurenti.
- La polimerizzazione avviene in due modi: a stadi, con rilascio di sottoprodotti, e a catena, che è rapida e senza rilascio di sottoprodotti, richiedendo processi ripetitivi ed esotermici.
I materiali polimerici sono formati da unità più piccole chiamate monomeri che si assemblano producendo o meno dei sottoprodotti, criterio per il quale si possono distinguere tre famiglie: termoplastici, termoindurenti e elastomeri.
Indice
Caratteristiche dei materiali termoplastici
i materiali che termoplastici si riconoscono perché se vengono sottoposti a un trattamento termico al di sopra di una certa temperatura, le loro molecole possono scorrere reciprocamente formando il materiale nella forma desiderata. Per questo motivo essi vengono agevolmente lavorati durante la fase di rammollimento, dopo aver compiuto il loro processo di polimerizzazione. Ogni monomero della categoria dei materiali termoplastici è bifunzionale, ovvero presenta due estremità reattive, ed è possibile che si formino dei polimeri a catena lineare. Diverse catene si legano poi tra loro attraverso dei legami secondari che contribuiscono a conferire alla struttura tre dimensioni. La forma data al manufatto permane anche dopo il raffreddamento in quanto i legami secondari non tendono a riportare le macromolecole nella loro posizione iniziale.
Proprietà dei materiali termoindurenti
I materiali termoindurenti, se sottoposti a un trattamento termico al di sopra di una certa temperatura, diventano insolubili. Quando vengono prodotti non possono essere fusi senza andare incontro a degradazione chimica. Questi polimeri sono caratterizzati da un alto grado di reticolazione che ostacola la mobilità delle macromolecole, originando un comportamento fragile.
questi polimeri presentano un alto grado di reticolazione dovuto al fatto che i monomeri che contribuiscono a formare le catene sono trifunzionali, ovvero presentano tre estremità reattive. i termoindurenti non possono essere lavorati dopo la polimerizzazione, per questo motivo si effettua dapprima una pre polimerizzazione, dove le molecole vengono tenute con ancora un certo numero di gruppi reattivi, La tenuta sotto forma di resine oppure polveri, e successivamente c'è Un completamento della polimerizzazione grazie a un trattamento termico, durante il quale le particelle Si saldano tra loro e danno origine al reticolo.
Descrizione degli elastomeri
Gli elastomeri sono invece dei polimeri allo stato gommoso dove sono presenti dei legami che rafforzano la struttura e esaltano le proprietà meccaniche come per esempio la capacità di subire grosse deformazioni elastiche. La formatura avviene tramite estrusione o stampaggio, e possono essere sia termoplastici che termoindurenti.
I meccanismi di polimerizzazione possono essere a stadi oppure a catena. La polimerizzazione a stadi consiste nella reazione tra monomeri in più passaggi, i quali formano gradualmente polimeri eventualmente rilasciando sottoprodotti. Invece la polimerizzazione a catena consta di un inizio rapido seguito da un'accelerata crescita della catena polimerica senza rilascio di sottoprodotti. Una reazione di polimerizzazione deve essere ripetitiva, ovvero non si deve fermare al primo stadio ma deve essere ripetibile un certo numero di volte, cumulativa, ovvero deve portare alla formazione di una sola molecola alla fine, ed esotermica, ovvero deve portare alla liberazione di una certa quantità di energia.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali famiglie di materiali polimerici e come si differenziano?
- Quali sono le caratteristiche distintive dei materiali termoplastici?
- Come avviene la polimerizzazione nei materiali termoindurenti?
- Qual è la differenza tra polimerizzazione a stadi e a catena?
I materiali polimerici si suddividono in tre famiglie: termoplastici, termoindurenti ed elastomeri. I termoplastici possono essere lavorati e rimodellati con il calore, i termoindurenti diventano insolubili e fragili dopo la polimerizzazione, mentre gli elastomeri presentano proprietà elastiche e possono essere sia termoplastici che termoindurenti.
I materiali termoplastici sono caratterizzati dalla capacità di scorrere e assumere forme diverse quando riscaldati. Presentano monomeri bifunzionali che formano polimeri a catena lineare, e i legami secondari mantengono la forma anche dopo il raffreddamento.
Nei materiali termoindurenti, la polimerizzazione avviene in due fasi: una pre polimerizzazione che mantiene alcuni gruppi reattivi e un successivo trattamento termico che completa la polimerizzazione, creando un reticolo insolubile e altamente reticolato.
La polimerizzazione a stadi avviene in più passaggi e può rilasciare sottoprodotti, mentre la polimerizzazione a catena inizia rapidamente e cresce senza rilascio di sottoprodotti. Entrambi i processi devono essere ripetitivi, cumulativi ed esotermici.
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