Concetti Chiave
- I polimeri sono materiali composti da monomeri che si uniscono tramite polimerizzazione, con due principali categorie: termoplastici e termoindurenti.
- La polimerizzazione in massa è semplice e economica, producendo polimeri puri, ma soffre di problemi di temperatura disomogenea nel reattore.
- La polimerizzazione in soluzione utilizza un solvente organico inerte per mantenere la temperatura omogenea, producendo polimeri più cristallini, ma con difficoltà nella separazione del solvente.
- Nella polimerizzazione in sospensione, i micro reattori formati da goccioline facilitano il controllo della temperatura, ma la gestione degli additivi è complessa per evitare contaminazioni.
- La polimerizzazione in emulsione utilizza bolle come micro reattori per ottenere macromolecole pesanti, ma la rimozione dell'emulsionante può influenzare le proprietà finali del prodotto.
I polimeri sono dei particolari materiali formati da alcune unità più semplici dette monomeri, che attraverso un processo detto polimerizzazione si assemblano a formare delle catene più complesse. In particolare riconosciamo due classi principali: i polimeri termoplastici e termoindurenti. I primi si riconoscono perche si realizzano a partire da monomeri bifunzionali, i secondi a partire da momomeri trifunzionali, ovvero essi si differenziano dai primi poiche alle estremità presentano tre gruppi funzionali reattivi.
I polimeri termoplastici si producono operando la polimerizzazione. Tali meccanismi possono avvenire in vari modi in base ai materiali coinvolti.
Polimerizzazione in massa
Nella polimerizzazione in massa monomeri, iniziatori e catalizzatori vengono messi in un reattore a circa 150 gradi e lasciati in agitazione. Dopodiché si recupera il prodotto fino al raffreddamento sotto forma di sfere, e i lati positivi di questo procedimento stanno nella semplicità e nel basso costo, peraltro il polimero presenta un livello di purezza elevato. Un lato negativo è che nel reattore la temperatura è disomogenea, in quanto dove i legami si rompono si produce calore. Tali sbalzi termici compromettono la qualità della catena polimerica, la quale avrà cristallinità disomogenea.
Polimerizzazione in soluzione
Nella polimerizzazione in soluzione i monomeri e gli iniziatori utilizzati vengono mescolati con un solvente, con il fine di omogeneizzare la temperatura. È importante che il solvente sia di natura organica e sia inerte, per non alterare il prodotto finale. Il polimero che si ottiene è più cristallino, ma è più difficile separare il solvente liquido dal prodotto.
Nella polimerizzazione in sospensione si mettono monomeri, iniziatori e catalizzatore solubile in un liquido a base acquosa, essi si nebulizzano e si riducono a goccioline. Ogni goccia di soluzione rappresenta un micro reattore, in cui i micro costituenti formano una macromolecola. Il liquido è in grado di asportare facilmente il calore prodotto, ma è difficile gestire gli additivi presenti in acqua per evitare l'evaporazione durante questo processo, ed essi possono contaminare il prodotto finale.
Polimerizzazione in emulsione
Nella polimerizzazione in emulsione si usa lo stesso sistema del precedente ma si scioglie un emulsionante all'interno dell'acqua, il quale si agita e forma della schiuma. Le bolle fanno da micro reattori. Queste bolle sono più grandi delle gocce che si creano in soluzione e in questo modo si possono ottenere macromolecole con peso elevato. Tuttavia è difficile togliere l'emulsionante dal prodotto finale, che potrebbe essere influenzare le proprietà del prodotto; c'è però da dire che l'emulsionante si decompone da solo durante la forgiatura grazie alle temperature necessarie per il processo.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra polimeri termoplastici e termoindurenti?
- Quali sono i vantaggi e svantaggi della polimerizzazione in massa?
- Come funziona la polimerizzazione in soluzione e quali sono i suoi effetti sul prodotto finale?
- Quali sono le caratteristiche della polimerizzazione in emulsione?
I polimeri termoplastici si formano da monomeri bifunzionali, mentre i termoindurenti derivano da monomeri trifunzionali, presentando tre gruppi funzionali reattivi alle estremità (testo).
La polimerizzazione in massa è semplice e a basso costo, producendo polimeri con elevata purezza. Tuttavia, la temperatura disomogenea nel reattore può compromettere la qualità della catena polimerica (testo).
Nella polimerizzazione in soluzione, i monomeri e gli iniziatori sono mescolati con un solvente organico inerte per omogeneizzare la temperatura, producendo un polimero più cristallino, ma rendendo difficile la separazione del solvente (testo).
Nella polimerizzazione in emulsione, si utilizza un emulsionante per formare bolle che agiscono come micro reattori, permettendo di ottenere macromolecole di peso elevato, ma la rimozione dell'emulsionante dal prodotto finale può essere problematica (testo).
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
