Concetti Chiave
- I polimeri sono macromolecole formate da subunità chiamate monomeri, legate da legami covalenti e possono avere una struttura regolare o irregolare.
- Esistono diversi tipi di polimeri, tra cui naturali (come cellulosa e gomma), sintetici (come PVC e PE) e semisintetici, classificabili in omocatenari ed eterocatenari.
- Gli omopolimeri sono composti da un solo tipo di monomero, mentre i copolimeri sono formati da due o più monomeri diversi e possono avere strutture diverse come random, alternato o a blocchi.
- La polimerizzazione può avvenire per addizione, richiedendo un iniziatore, o per condensazione, tra monomeri con almeno due gruppi funzionali, senza necessità di un iniziatore.
- La reticolazione comporta la formazione di legami covalenti tra catene polimeriche lineari, creando una struttura tridimensionale, e può verificarsi tramite processi chimici o fisici come l'irraggiamento UV.
Qual è la definizione di 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.
Tipi di catene polimeriche
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) = nA
Nomenclatura: 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.
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.
Polimerizzazione e reticolazione
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.
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 sono costituiti?
- Quali sono i principali tipi di catene polimeriche?
- Come si classificano gli omopolimeri e i copolimeri?
- Qual è la differenza tra polimerizzazione per addizione e polimerizzazione per condensazione?
- Che cos'è la reticolazione e come avviene?
I polimeri sono macromolecole formate da subunità chiamate monomeri, che si ripetono un numero definito di volte. Queste subunità sono legate tra loro da legami covalenti, formando una catena polimerica.
Le catene polimeriche possono essere naturali (come cellulosa e gomma), sintetiche (come PVC e PE) o semisintetiche. Possono anche essere classificate in omocantene, con atomi uguali, ed eterocantene, con atomi diversi.
Gli omopolimeri sono costituiti da un solo tipo di monomero, mentre i copolimeri sono formati da due o più monomeri diversi. La nomenclatura degli omopolimeri inizia con "POLI-" seguito dal nome del monomero.
La polimerizzazione per addizione richiede un iniziatore e porta a una rapida crescita della catena polimerica, mentre la polimerizzazione per condensazione avviene tra monomeri con almeno due gruppi funzionali senza necessità di un iniziatore.
La reticolazione è il processo di formazione di legami covalenti tra catene polimeriche lineari, creando una struttura tridimensionale. Può avvenire tramite processi chimici, come l'aggiunta di monomeri trifunzionali, o processi fisici, come l'irraggiamento UV.
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