Concetti Chiave
- I polimeri sono composti da monomeri che si uniscono per formare strutture diverse: termoplastici, termoindurenti ed elastomeri.
- I termoplastici possono essere modellati con il calore e mantengono la forma dopo il raffreddamento grazie ai legami secondari tra le catene lineari.
- I termoindurenti, dopo un trattamento termico, diventano insolubili e fragili a causa dell'alto grado di reticolazione dei monomeri trifunzionali.
- Gli elastomeri, caratterizzati da legami che rafforzano la struttura, possono subire grandi deformazioni elastiche e sono modellati tramite estrusione o stampaggio.
- La polimerizzazione avviene con meccanismi a stadi o a catena, entrambi ripetitivi, cumulativi ed esotermici, con caratteristiche di rilascio di sottoprodotti variabili.
Polimeri: caratteristiche
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.
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.
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.
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.
Polimerizzazione
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 polimeri e come si distinguono?
- Come avviene la polimerizzazione nei materiali termoplastici?
- Qual è la caratteristica principale dei materiali termoindurenti?
- Quali sono i meccanismi di polimerizzazione e come differiscono tra loro?
Le principali famiglie di polimeri sono termoplastici, termoindurenti ed elastomeri. Si distinguono in base al comportamento termico e alla struttura molecolare: i termoplastici possono essere rimodellati con il calore, i termoindurenti diventano insolubili e fragili dopo il trattamento termico, mentre gli elastomeri sono gommosi e possono subire grandi deformazioni elastiche.
Nei materiali termoplastici, la polimerizzazione avviene attraverso monomeri bifunzionali che formano polimeri a catena lineare. Le catene si legano tra loro tramite legami secondari, conferendo una struttura tridimensionale che mantiene la forma anche dopo il raffreddamento.
La caratteristica principale dei materiali termoindurenti è l'alto grado di reticolazione, che li rende insolubili e fragili dopo il trattamento termico. I monomeri trifunzionali formano catene con tre estremità reattive, e la polimerizzazione completa avviene tramite un trattamento termico che salda le particelle tra loro.
I meccanismi di polimerizzazione sono a stadi e a catena. La polimerizzazione a stadi avviene in più passaggi con possibile rilascio di sottoprodotti, mentre quella a catena inizia rapidamente e cresce senza rilascio di sottoprodotti. Entrambi i processi devono essere ripetitivi, cumulativi ed esotermici.
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