Schema per esame di Materiali e componenti per il design

I POLIMERI

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I polimeri sono macromolecole costituite da unità ripetitive chiamate monomeri, legate tra

loro tramite reazioni di polimerizzazione. Possono essere di origine naturale (es. cellulosa,

proteine) o sintetica (es. polietilene, PVC).

CARATTERISTICHE GENERALI DEI POLIMERI

Leggerezza: molto più leggeri rispetto ai metalli o vetro.​

●​ Isolamento termico ed elettrico: ottimi isolanti.​

●​ Versatilità: possono essere rigidi o flessibili, trasparenti o opachi.​

●​ Resistenza chimica: resistono bene a molti agenti chimici.​

●​ Economicità: produzione in larga scala a costi contenuti.​

●​ Sensibilità alla temperatura: molti si degradano o si deformano oltre una certa

●​ temperatura.​

PROPRIETÀ DEI POLIMERI

1. Meccaniche

Elasticità o rigidità: dipende dalla struttura molecolare.​

●​ Resistenza a trazione, compressione e urto: variabile in base al tipo di polimero e al

●​ trattamento subito.​

2. Termiche

Temperatura di transizione vetrosa (Tg): punto in cui il polimero passa da uno stato

●​ rigido a uno gommoso.​

Temperatura di fusione (Tm): per i polimeri semicristallini.​

●​ Degrado termico: alcuni polimeri si decompongono prima di fondere.​

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3. Ottiche

Trasparenza (es. PMMA, policarbonato) o opacità (es. polietilene).​

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4. Chimiche

Inerzia chimica: resistono bene a solventi, acidi e basi (es. PTFE).​

●​ Solubilità: pochi polimeri sono solubili in solventi comuni.​

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CLASSIFICAZIONE DEI POLIMERI

Termoplastici (es. polietilene, PVC): si sciolgono/fondono con il calore e sono

●​ riutilizzabili.​

Termoindurenti (es. resine epossidiche): una volta induriti, non possono essere rifusi.​

●​ Elastomeri (es. gomma naturale, silicone): altamente elastici.​

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LAVORAZIONI DEI POLIMERI

Tecniche principali:

Stampaggio a iniezione: per produrre oggetti complessi in grandi quantità.​

1.​ Estrusione: per realizzare tubi, profili e pellicole.​

2.​ Stampaggio a compressione: usato per termoindurenti.​

3.​ Soffiaggio: bottiglie e contenitori cavi.​

4.​ Calandratura: fogli e pellicole.​

5.​ Rotostampaggio: oggetti cavi di grandi dimensioni.​

6.​ Additive Manufacturing (Stampa 3D): crescente utilizzo con polimeri termoplastici e

7.​ biopolimeri.​

BIOPOLIMERI

I biopolimeri sono polimeri ottenuti da risorse naturali e/o biodegradabili. Possono essere:

1. Di origine naturale

Polisaccaridi: cellulosa, amido, alginati, chitosano.​

●​ Proteine: gelatina, caseina, seta.​

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2. Biopolimeri sintetici da fonti rinnovabili

PLA (acido polilattico): da zuccheri fermentati.​

●​ PHA (poliidrossialcanoati): prodotti da batteri.​

●​ PBS (succinato di polibutilene): biodegradabile e usato in imballaggi.​

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Caratteristiche:

Biodegradabili e/o compostabili.​

●​ Ottima alternativa ecologica ai polimeri tradizionali.​

●​ Ancora costosi rispetto alle plastiche convenzionali.​

●​ In genere meno resistenti meccanicamente e termicamente.​

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APPLICAZIONI TIPICHE DEI POLIMERI

Imballaggi (film, contenitori)​

●​ Edilizia (isolanti, tubi)​

●​ Automotive (componenti interni, paraurti)​

●​ Elettronica (cavi, involucri)​

●​ Medicina (protesi, suture, farmaci a rilascio controllato – soprattutto con biopolimeri)​

●​ Tessile (fibre sintetiche come nylon, poliestere)

●​ Categoria Descrizione / Esempi

Struttura Monomeri ripetuti in catene lunghe (lineari, ramificate, reticolate)

Origine - Naturali: cellulosa, gomma naturale- Sintetici: PVC, PET, PS

Classificazione - Termoplastici: PE, PP, PVC- Termoindurenti: resine fenoliche,

epossidiche- Elastomeri: gomma, silicone

Proprietà Elastici o rigidi, resistenti o fragili a seconda della composizione

meccaniche

Proprietà termiche - Tg: transizione