Concetti Chiave
- I polimeri sono macromolecole costituite da monomeri ripetuti, legati da legami covalenti e possono essere naturali, sintetici o semisintetici.
- I polimeri si classificano in omopolimeri, con un solo tipo di monomero, e copolimeri, con due o più tipi di monomeri, che possono avere strutture casuali, alternate, a blocchi o a catena laterale.
- Le strutture dei polimeri possono essere lineari, ramificate o reticolate, con i dendrimeri che presentano una ramificazione terminale sferica, conferendo proprietà uniche.
- La sintesi dei polimeri avviene attraverso polimerizzazione per addizione, che richiede un iniziatore, o per condensazione, che si basa su reazioni tra gruppi funzionali senza bisogno di iniziatori.
- La reticolazione forma una struttura tridimensionale attraverso legami covalenti tra catene polimeriche, ottenuta mediante processi chimici o fisici come l'irraggiamento UV.
Indice
Polimeri
Per polimeri si intendono quelle macromolecole costituite da subunità, uguali o diverse tra loro, che si ripetono un numero definito di volte in modo regolare o non regolare. Queste subunità si chiamano monomeri e sono legate tra loro da legami covalenti, per dare origine alla la catena polimerica.
nA+nB→〖(AB)〗_n
n = grado di polimerizzazione: numero di unità ripetute per macromolecola.
possono essere naturali (cellulosa, gomma, collagene, alginati), sintetici (PVC, PE, PTFE, siliconi) o semisintetici.
In base agli elementi che formano le catene polimeriche, si può parlare di:
- Omocantena = tutti gli atomi che compongono la catena principale sono uguali: C – C ; Si – Si; S – S.
- Eterocantena= gli atomi che compongono la catena principale sono diversi (la maggior parte): C –Si; C – N; Si – O.
Classificazione dei polimeri
Omopolimeri: catene costituite da n polimeri tutti uguali tra di loro (1 solo tipo di monomero) = nANomenclatura: POLI- (nome dell’unità che si ripete)
Esempi: PVP = poli-vinilpirrolidone (formato da monomeri di vinilpirrolidone)
Copolimeri: catene costituite da due o più monomeri tutti diversi tra di loro = (AB)n
Nomenclatura: POLI (A-co-B) per i random
POLI (A-g-B) per i Graft
Esempio: acido acrilico + idrossietilmetacrilato
Strutture dei copolimeri:
- Casuale/random = aaaababbaaababa
- Alternato = ababababa = (AB)n
- A blocchi = aaaabbbbbaaaaaabbbb = Sequenza A + sequenza B + sequenza A…
- A catena laterali diversificata (Graft) = catena principale fatta da un determinato monomero (omocatena) + catene laterali fatte da un monomero differente.
Strutture dei polimeri
In generale, sia gli omo- che i co- polimeri vengono classificati come:- Lineari = 1 sola catena
- Ramificati = catena principale + ramificazioni
- Reticolati (crosslinked) = le catene principali sono legate da legami covalenti
Dendrimeri: sono dei polimeri ramificati nella porzione terminale. In genere hanno, per loro natura, una forma sferica che conferisce a questi polimeri particolari proprietà poiché questo tipo di ramificazioni porta ad avere un numero elevatissimo di gruppi funzionali sulla superficie.
Sintesi dei polimeri
1) Polimerizzazione propriamente detta o addizione: prevede un iniziatore, spesso un radicale, ma può anche trattarsi di un anione o un catione. Una volta iniziata la polimerizzazione si ha una rapida e progressiva crescita della catena polimerica e la concentrazione del monomero decresce costantemente fino alla formazione del polimero.Es. PVP (poli vinilpirrolidone): il perossido di benzoile (radicale iniziatore) si attacca al doppio legame del vinilpirrolidone. Il radicale che si forma attacca poi un altro vinilpirrolidone formando un dimero, poi un trimero ecc. fino alla formazione del polimero completo (quando finiscono i monomeri).
2) Condensazione o step-grouth polimerization: i monomeri hanno almeno 2 gruppi funzionali e la reazione di polimerizzazione avviene attraverso delle reazioni specifiche tra i gruppi funzionali. Non serve un iniziatore perché i monomeri reagiscono da subito tra di loro formando molti dimeri, che poi si uniscono tra loro formando tetrameri ecc. fino alla completa formazione del polimero.
Reticolazione
La reticolazione è il processo di formazione di legami covalenti tra catene polimeriche lineari adiacenti, che porta alla formazione di una struttura tridimensionale che porta il nome di reticolo. La reticolazione può avvenire tramite processi chimici:1. Aggiunta di monomeri (almeno) trifunzionali in fase di polimerizzazione.
2. Partendo da polimeri lineari e aggiungenndo molecole in grado di formare cross link tra le catene.
O processi fisici:
3. Irraggiamento UV, raggi gamma che formano radicali liveri e reazioni tra catene adiacenti.
Domande da interrogazione
- Cosa sono i polimeri e come si classificano?
- Quali sono le principali strutture dei polimeri?
- Come avviene la sintesi dei polimeri?
- Che cos'è la reticolazione nei polimeri?
- Quali sono le differenze tra omocantena ed eterocantena?
I polimeri sono macromolecole costituite da subunità chiamate monomeri, legate da legami covalenti. Possono essere naturali, sintetici o semisintetici e si classificano in omopolimeri e copolimeri, a seconda della composizione delle loro catene.
I polimeri possono avere strutture lineari, ramificate o reticolate. I dendrimeri sono un tipo di polimero ramificato con una forma sferica che conferisce particolari proprietà.
La sintesi dei polimeri avviene principalmente attraverso due processi: la polimerizzazione per addizione, che richiede un iniziatore, e la condensazione, che avviene tramite reazioni tra gruppi funzionali dei monomeri.
La reticolazione è il processo di formazione di legami covalenti tra catene polimeriche lineari adiacenti, creando una struttura tridimensionale chiamata reticolo. Può avvenire tramite processi chimici o fisici.
L'omocantena è una catena polimerica in cui tutti gli atomi sono uguali, mentre l'eterocantena è composta da atomi diversi, caratteristica della maggior parte delle catene polimeriche.
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