POLIMERI ORGANICI: plastiche gomme e altro

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Marcellino Lombardo
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1 POLIMERI ORGANICI: plastiche gomme e altro PVC PE PET Kevlar Sono alcuni degli innumerevoli usi dei polimeri sintetici Resina epossidica

2 La chimica dei polimeri organici Plastica, gomma, tessuti sintetici, vernici, collanti, etc. Piccole molecole organiche Petrolio polimeri organici monomeri Questo processo è detto polimerizzazione

3 Polimero Dal greco poly + meros (molte parti). Una molecola molto lunga formata dall unione di molte piccole molecole (monomeri) Monomeri Dal greco mono + meros (parte singola). Piccole molecole la cui unione porta al polimero Plastica Polimero che può essere modellato a caldo Termoplastico Termoindurente

4 Notazione e nomenclatura dei Polimeri -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O- polietilenglicole Unità ripetitiva (si ripete molte volte) Il polimero può essere rappresentato -(CH 2 -CH 2 -O) n - n indica il numero di ripetizioni (grado medio di polimerizzazione)

5 In genere il nome del polimero si ricava ponendo il prefisso poli- davanti al monomero dal quale deriva polimerizzazione polistirene strirene polimerizzazione PVC vinilcloruro

6 Il polietilene e derivati fanno eccezione -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - -(CH 2 -CH 2 ) n - CH 2 =CH 2 polietilene etene (etilene) -(CF 2 -CF 2 ) n - CF 2 =CF 2 politetrafluoroetilene tetrafluoroetilene

7 Polimeri cristallini Polimeri cristallini Polimeri amorfi (vetrosi) -Hanno elevata durezza -elevata temperarura di fusione (Tm) -sono opachi alla luce NYLON -bassa durezza -bassa temperatura di transizione vetrosa (Tg) POLISTIRENE Quasi sempre nei polimeri coesistono zone cristalline e zone amorfe.

8 Polimerizzazioni a stadi (Polimeri di condensazione) Vi sono due tipi di processi di crescita a stadi A-A B-B A-A B-B -(A-A-B-B-) n A-B A-B A-B -(A-B-) n La formazione del legame è in genere accompagnata dalla eliminazione di una piccola molecola (acqua, alcol, HCl etc.)

9 Poliammidi 1934 W. Carothers (DuPont Co.) Acido esandioico 1,6-esandiammina -2nH 2 O Nylon 66

10 Nylon 66 Due catene parallele di Nylon 66 Legami idrogeno I legami idrogeno intercatena aumentano sia la forza elastica che la rigidità del polimero

11 Kevlar Arammide poliaromatica -2nH 2 O Kevlar Leggero e resistentissimo (a parità di diametro il filo ha la stessa resistenza di un filo d acciaio).

12 Poliesteri PET dimetiltereftalato 1,2-etandiolo -2nCH 3 OH Polietilen(tereftalato) (Dacron, Mylar)

13 Policarbonati Materiali duri e resistenti agli urti (vetri, auto, etc.) Lexan -2nNaCl

14 Poliuretani Polimero contenente il gruppo NHCO 2 nell unità ripetitiva polimero Parte rigida -2nH 2 O O polimero Parte flessibile I poluretani sono utilizzati come imbottiture e isolanti. Nei filati per stoffe morbide e resistenti all acqua (costumi etc.)

15 Resine epossidiche 1,2-diamminoetano Una resina epossidica Usate come adesivi e rivestimenti isolanti e nei materiali compositi

16 Polimeri nei Biomateriali in Medicina Protesi ossee, dentarie, collanti biocompatibili per denti e tessuti, cristallino, fili per sutura assorbibili etc. Acido glicolico -2nH 2 O Acido lattico Polimero con cui si realizzano i fili per sutura assorbibili

17 Polimerizzazioni per addizioni (Polimeri di addizione) CH 2 =CH 2 etene (etilene) catalizzatore -(CH 2 -CH 2 ) n - polietilene Nei polimeri di addizione la formazione del legame non è accompagnata dalla eliminazione di piccole molecole E questa una polimerizzazione per addizione radicalica. Ovvero si formano specie con un elettrone spaiato (radicale)

18 Meccanismo della polimerizzazione radicalica (una reazione a catena) Stadio 1 Inizio della catena di reazioni Stadio 2a Polimerizzazione o propagazione della catena Stadio 2b 3 Stadio 3 Stadio di terminazione della catena

19 Polivinilcloruro (PVC), un polimero di addizione PVC PVC

20 Polimerizzazione per addizione di Ziegler- Natta (1950) Il processo di crescita della catena avviene sulla superficie del catalizzatore, questo ha anche la funzione di orientare nel modo giusto le molecole di alchene Stadio 1 Stadio 2 Con questo sistema si ottiene polietilene ad alta densità (HDPE) in genere polimeri ad alto peso molecolare e stereoregolari

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