Polimero

polimeri sono costituiti da macromolecole che formano sostanze naturali o sintetiche generalmente di tipo organico.

Le macromolecole che costituiscono i polimeri sono di elevate dimensioni e peso, simili tra loro (ma non necessariamente identiche), a loro volta formate da una ripetizione di unità strutturali più piccole atte a formare, appunto, la catena polimerica.

Secondo la definizione internazionale IUPAC le unità strutturali della catena polimerica si dicono unità ripetentesi costituzionale (CRU – Constitutional, Repeating Unit).

Principali classi di polimeri con relativo nome commerciale

  • Poliacrilonitrile (Orlon)
  • Poliammidi (Nylon)
  • Polibutadiene (Mycar)
  • Policarbonati (Makrolon)
  • Policlorobutadiene (Neoprene)
  • Poliesteri (Dacron, Trevira, Terital)
  • Polietilene (LDPE, HDPE)
  • Polietilenglicoli (Carbowax)
  • Poliimmidi (Kapton, Heldin)
  • Poliisoprene (Ameripol)
  • Polimetilmetacrilato (Plexiglass)
  • Polipropilene (Moplen)
  • Polisilossani o siliconi (Silastic)
  • Polisolfoni (Polysulfone)
  • Polisolfuri (Thiokol)
  • Polistirene (Styron, Lustran)
  • Politetrafluoroetilene (Teflon)
  • Poliuretani (Dorlon)
  • Polivinili (Vipla, Vinavil)

Polimeri termoplastici

Si definiscono polimeri termoplastici quei polimeri amorfi o semicristallini caratterizzati da catene polimeriche non reticolari (ovvero non legate tra loro) lineari o poco ramificate. Queste caratteristiche definiscono la termoplasticità di questo materiale, ovvero la loro suscettibilità alla temperatura, che se sufficientemente elevata comporta un principio di fusione tale da renderli abbastanza viscosi da deformarsi plasticamente (ovvero irreversibilmente).

polimeri termoplastici amorfi sono tipicamente trasparenti e costituiti da catene intrecciate ed attorcigliate, al di sotto della loro temperatura di fusione presentano una certa resistenza ed elasticità. Il comportamento dei polimeri amorfi è fortemente influenzato dalla temperatura.

polimeri termoplastici cristallini sono invece tipicamente opachi e costituiti da zone cristalline (in cui le catene polimeriche sono disposte in maniera ordinata, seguendo tutte la stessa orientazione) intervallate da zone amorfe. Per poter essere semicristallini, i polimeri devono avere due criteri di cristallizzabilità: regolarità di costituzione (lungo la catena polimerica, ci deve essere un ordine in cui gli atomi si ripetono) e di configurazione (il monomero deve avere gli stessi atomi nello stesso posto lungo la catena).

Morfologia dei polimeri termoplastici

  • a micelle frangiate: il materiale di base è diviso in due parti: zona cristallina e zona amorfa. Essendo la lunghezza delle catene tipicamente maggiore della lunghezza delle zone cristalline, si ha che una stessa catena fa parte di più zone cristalline;
  • a catene ripiegate: dalla solidificazione di una soluzione molto diluita si è scoperto che il cristallo singolo aveva la forma di una lamella, la quale aveva un’altezza di 100 Å (Armstrong), minore dello spessore delle catene. Nel caso di polimero ottenuto da fuso si forma una “superstruttura”, in cui la lamella è l’elemento base, chiamato sferulite.

Polimeri termoindurenti

Si definiscono polimeri termoindurenti quei polimeri che presentano un grado di reticolazione della catena polimerica molto più elevato rispetto agli elastomeri, conferendo così maggiore rigidezza e di conseguenza anche maggiore fragilità.

I polimeri termoindurenti se sottoposti ad alte temperature prossime o uguali a quelle di fusione vanno incontro a degradazione chimica (carbonizzazione).

Copolimero

Si definiscono copolimeri i polimeri prodotti da monomeri rappresentati da due o più specie chimiche differenti.

Omopolimero

Si definiscono omopolimeri i polimeri prodotti da monomeri tutti uguali.