Materiali polimerici A

1) Composizione struttura polimerici materiali

Idee da ilpiù dello chemolecole molecolare Polimero cosìformata delrisulta dimultiplosostanza quellocompostostesso* suo: unpesooriginalecomposto.

Topologia

• Lineare: • • Riciclabili%→•→{!
• Ramificato • -7• • →↳ reticolato •° degradazionericiclabili→ senzaNOI;€qµ• ,• chimicaripetizione di unità aventi tutte.

Composizione chimica polimeri

Composizione chimica polimeri la composizione stessa natura omo• →:* random✓ copolimeri• blocchia-\ innestoa.

Reazioni di polimerizzazione

Reazioni di polimerizzazione di illegame altro polimerizzazione costituisce addizione chelegame ildoppio formare polimero* • si e monomero: apre percon: un- unitàpolimero di↳ monomeri nn = tiposolo di reagenteun- sottoprodottino- elevata difficilmente controllabilecinetica- , poliolefine (PP (PE PUC PSI) () stivini e renilie- ci CI, sottoprodottipiù (finalepolimero H2O) condensazione monomeri• +: - = lentareazione incompletae- temperaturala depolimerizzazionead alta degradazionedi acqua →presenza →- polimerodel* formano.

Dimensioni di polimerizzazione della catena

Dimensioni unitàdi polimerizzazione ladella chedi catena: → grado catenan polimero numero: =• M unità costitutiva MiniWi = MiniIn numeralemedia ]: [M / malM = g☒ .. È ni Nn ttw misura molecolare• media della massa <: ? Èmiwi È Nimttw ponderalemediamM• : = =.. WTOTWTOTMµ.

Polidispersità e conformazione

Polidispersità strettadistribuzione• PIdi grado PI: → 1per == unala èprobabileconformazione* gomitolodi conformazione quellapiù statistico: - distanza testa< coda- = - gomitolodelbaricentronelcentratadella sferaal diametro=del / 50 dell' tuttaviaeffetto la gomitoloformacontinuo globalela conformazione mantienetermica delvaria sieccitazione di eper- ,, ,invariata più cheliquido il polimeroallo costituito gomitoliè aggroviglianosistato si compenetranoda e- ↳ a)il mobilitàaggrovigliati che raffreddando gomitoli.

Liquido amorfo e semi cristallino

Liquido amorfo: perdono:b) fase immersa in di materiale"" bagno semi cristallina cristallino amorfo: undi↳ quantità cristallizzato polimero cristallinità ✗di grado: =, quantità di polimerototale casuali copolimerino→ tutti i polimeri cristallizzareNon diregolarità no configurazione ramificati→ composizione eservonopossono → ataitici no diregolarità↳ di in manieraaccostarsianche alletempo permettereserve cateneper concatenazione conformazione adeguata cristallizzare ee.

2) Proprietà correlazione struttura e

2.1 Comportamento volumetrico al variare della temperatura

1)2. al temperatura comportamento della variare volumetrico (§si) volumetrica fala riferimento (g) del densità risposta alla materialeal• specificovolumeper o temperatura )( dellaalsolitovolume ditemperatura↳ lacambia ildella crescerevariare cresceal non massa m a* polimeri approssimabile amorfi andamento bilinearecome: - transizionehasitraintersezione le↳ due r a te unaall'↳ liquido.

Transizione vetrosa Tg

Transizione vetrosa Tg sopra: →:- elasticadeformazionesforzosotto Tg consolidatostato →' :gli cristallizzano amorfi- noi %-)( transizione[coefficiente di neltermica centralesigmoi- dilatazione andamento✗ delladale→: punto= ,p sigmoide↳ " 115ordinedell' -di superiorediordini✗ K dei213 metalliquellograndezza a,* transizione vetrosa difosse natura 7termodinamica funzioneNATURA ftp.vdella di vetrosatransizione 1=0: T→- statose- ✗, ,↳ Tverificare velocità diverseraffreddamentoper eseguo duea↳ le ÷Tg checoincidono fino didue alsolo alalla ai mentre a icurve sottocresce crescere ;,÷di temperatura maggioreparitàTg maggioreva =,, ¥la trasformazionestoriadipende didalla vetrosatransizione ¥è cinetica termodinamica transizione una no,↳ la inizio equilibrioindica l' delloTg sidall'scostamento tgsopra: hafunzione( siin )equilibrio diha 7 tgmentreliquido sottostatodi equilibriosistema solido nonunè definitoil.

Teoria del volume libero

Teoria del volume libero disposizione i molecolarivolumela di volume libero volume parte- moti libero a percome: . VCIBEROV Vpolimero• puòdelvolumeil essere espresso come += occupatoèTg approssimativamenteil significativamenteliberosotto costante tgvolume• mentre cresce sopra↳ il linearmente poichévolume lola aumentatemperatura spaziooccupato aumenta essaconconmolecoladallaoccupato ( )mobilitàlibero.

Raffreddando volume saràliquido il dapprimavelocità sufficiente icostante• un a raffreddamentodidivelocità quellaelevatepiùmolecolaririarrangiamenti avvengano afanno↳ liberoi il (riarrangiamenti volume )mobilitàdecrescere molecolarimotiainecessaricaratteristicitempii↳ aumentano↳ si èvelocitàarriva riarrangiamentiad inferiore diin lacui dei a quellapuntounraffreddamento èriarrangiati↳ quindipiù in dicongela situazionepuòil sistema una n onnonequilibrio Vgree costa = .÷ velocitàal deiè• inla situazione cui riarrangiamentidi maggiore dellacrescere essa elevatoha immobilizzato +specificoVliberoluogo volumealtapiùTgprima + =→ , diminuzione volumedidi specificopressione riduzione mobilitàdella• aumentoun provoca una e unaT↳ elevata piùparità elevatapressione Tgai+ a =, , bassapiù)(volume mobilità.

Plastificanti e rilassamento

Plastificanti Tgil liberoaumentano:• →• rigidopolimeroil fragilediventa e• - - rilassamento (del hailanche equilibriomobilità residua adtende valoresistema ditornaresotto Tg previsto- statovolume : e a unolunghitempidi )equazione statodall' perefficiente↳ èpiù Tatg elevataresiduaperché mobilitàlaqueste Taavariazione elasticità difenomeni velocità ildi tempodi volume visco lavolume : econ con- .

Polimeri semi cristallini e temperature caratteristiche

(* Polimeri semi cristallini cristallina temperatureamorfa caratteristiche2semi )cristallini componente TgTmcomponente: + e, ,¥ cristallizzazione meltingTm temperature=la la variazione vetrosa diforte variazione→ transizionedi della latipicapresenta pendenza ecurva fusione cristallodi perfettotipica /volume cristallizzazionedella u nfase tctgfase cristallinaamorfa→ +• Tgctctmfasemobile cristallinafase +o ) tstg( amorfaliquidafase• ✓✓ • -di ✗ grado cristallinità cristallinità:- = VcVa - perfetticristalliprima dilenti comincia ottenere +La piùmentiè transizione termodinamica raffredda cristallizzazione permetteeper:una- a maggioremaggiore ✗e→ piùla cristallizzazione fusionelimitato èlaavviene T mentre gradualein dirange- un 2diincremento Tmdella comportapressioneun aumento- un della.

2.2 Comportamento meccanico al variare della temperatura

2 Comportamento meccanico temperaturaal2. variare. materiali misurandoistantaneoèi E) imponendo(polimerici il allungamentomisurato ad provino modulo elastico alper eunun• la forza tempoallungamento nelnecessaria talemantenere costantea .↳ neltempo temponel anche variatale è Edecrescereforza risultacostante manon →↳ FLT tl LoOLT tiE (T e) = ,= ,, DTAE.

Polimeri amorfi non reticolati

* Polimeri amorfi reticolatinon )si trattidila ( la• siplateau temperatura alladue costante quale→osserva valorepresenza a èprimotransizione plateau dialla transizionedal quellasecondo vetrosaosserva↳ liquidostatopolimerorapidamenteil il allotg amodulo zero →sopra passava↳ cheil " elasticitàdi "temporaneacaratteristico materiale cheplateau è presentasecondo un maliquidolunghitempi comesi comporta una^ 2 implicadeformazione energeticoperturbazione dello sistemastato del• una una conpresentilegamideisollecitazione :conseguente.

• 1) Unità intramolecolari legami tra covalenti la responsabilicatena legami fortilungocostituenti →3 della rigidarisposta.
• 2) Deboli intermolecolari legami tra le catene.
• 3) ( ) Legami intermolecolari entanglements temporanei mobilità al tempoalla i ile riarrangiamenti rispondere diversibase puòin materiale in modi3.

Risposte del materiale

Per→ 1) stiramentoridottadi mobilitàcondizioni della stretching variazione legame1- Tg angolidegli dimolecolaper <: con ,, . originali' dimensioniilrilasciata sistemaviene alle1- propriearmadeformazionelase ↳ risposta di entalpicotipo elastico -2) libero del legame unitàall' costituentichedel volumeT Tg le tra: sgomito asseaumento rotazioni lamento > ontanopermette, didispendiol' deformazionedella lavorieffetto ledisuccessive sotto sgomitaconseguenza catene unconpossono, energia maggiore lamentolo sgomita possibilicogigurazioniprovoca di; delriduzioneuna numero↳ entropiadell' riduzione favorito raggomitolato entropica menteilrilasciata sistemadeformazione vienela statotorna allose ,↳ di entropica natura elastica risposta.

3) Gli entanglement essendo?molecolaremobilità sgrouiglia lunghi altaT Tg scorrimentomento > tempi>Relativoe per: o ,, inpiù rispondere allale catene dinon gradomenotemporanei e sonovengono, forzadeformazione il 'materialecon si comporta comeu n a → scorrimento un→ liquidoil→ è molecolare misura lunghezza delledella catenepeso↳ le entanglementaggrovigliatelunghe + difficile+ locatene ++ saranno →→sono ,logli scorrimentoamantisgravi e↳ iltemperatura alla decademolecolare moduloqualedel l aal peso crescecrescere più ampio2° plateaurapidamente .→

Polimeri reticolati

* Polimeri reticolati caratterizzati reticolati trafra lodalla di legami chimicodi le diverse scorrimentosono tipo catene catene: presenza → è impedito temperatura• Fluiscononon nessunaala trattidalla dilunghezza dei di• dipende cedevole zza reticolazionetracatena modounil successivoe lungo facileilè deformaremateriale sarà↳ → cedevoleda maggiore+ zzaquesto+ ↳ è piùpiù ilelevatodi reticolazione ditantoil saràal di Tgtanto grado modulo sopra,elevato↳ meccanicoinfluenza poichédi ilil Tctg questereticolazione comportamento per anongrado impeditimobilità lamentola lotemperature quindi contenutisgomita molto see sono non,, ,i polimeri reticolati riciclati• riutilizzati degradazioneessere senzanon epossono☒.

Polimeri semi cristallini

Polimeri semi cristallini la elasticità cristallini è semi cristallina da itipo svolgonocristalli: entalpiadicaratterizzatacomponente eunafisici anchestabilifunzione reversibilimodidi ereticolazioneanche dila se,di piuttostoè fragilela entrambe fasirisposta tipodi1- Tg entalpia1 comportamentole1 < →→ , fasetipo ladi entropico cristallinarisposta mentreamorfa esibiscela fase una2 Tg tctm< → più diforniresia modirigidoil materialesia arendere2 contribuisce a ,lo scorrimentoche impedisconostabilereticolazione ✗ moduloilè elevato elevatoè↳ + +c , liquidopolimeroscorrimento il silo.