Riassunto sui Polimeri semicristallini

Polimeri semicristallini

Struttura

I polimeri semicristallini sono costituiti da due fasi distinte:

• Una fase amorfa, caratterizzata da una temperatura di transizione vetrosa Tg.
• Una fase cristallina, caratterizzata da una temperatura di fusione Tm.

La relazione tra Tg e Tm è riassumibile nella seguente equazione.

Temperature caratteristiche

Le temperature caratteristiche sono due: la temperatura di transizione vetrosa Tg propria della fase amorfa e la temperatura di fusione Tm propria della fase cristallina.

Sotto la Tg, abbiamo uno stato in cui si distinguono la componente cristallina e quella amorfa vetrosa. Il modulo di Young avrà valori dell’ordine dei GPa.

Tra la Tg e la Tm, abbiamo uno stato in cui si distinguono la componente cristallina e quella amorfa gommosa o fluida. Il modulo di Young sarà compreso tra quello di un vetro+cristallo e quello di una gomma (in proporzione al grado di cristallinità, perciò più è cristallino, maggiore rimarrà il modulo E).

Sopra la Tm, non abbiamo più distinzione di fase nello stato fluido. Il modulo di Young non è misurabile.

I polimeri semicristallini si possono utilizzare per impieghi strutturali al di sotto della temperatura di fusione Tm – 20°C.

Requisiti di cristallizzabilità

Non tutti i polimeri possono cristallizzare. I polimeri che possono cristallizzare hanno un livello massimo di cristallizzabilità, che dipende dalla regolarità delle molecole. La regolarità può essere di due tipi:

Regolarità di costituzione

Presenza di un ordine con cui gli atomi o i gruppi di atomi si ripetono lungo la catena.

• Negli omopolimeri, la condizione viene pienamente soddisfatta. Perciò, gli omopolimeri hanno facile cristallizzazione.
• Nei copolimeri, è già più difficile, poiché abbiamo due elementi diversi da mettere in ordine:
  • Nei copolimeri casuali, è impossibile avere un ordine preciso, quindi i copolimeri casuali non possono cristallizzare.
  • Nei copolimeri a blocchi, è possibile avere un ordine preciso, perciò c’è una possibilità di cristallizzazione se si presenta un ordine preciso e se si rispetta la regolarità di configurazione (vedere punto 2).
  • Nei copolimeri a innesto, è possibile avere un ordine preciso, perciò c’è una possibilità di cristallizzazione se si presenta un ordine preciso e se si rispetta la regolarità di configurazione (vedere punto 2).

Regolarità di configurazione

Quando la disposizione degli atomi e dei gruppi atomici nello spazio adiacente alla catena carboniosa è ordinato e si ripete lungo la catena.