POLIMERI ORGANICI: plastiche gomme e altro PVC PE PET Kevlar Sono alcuni degli innumerevoli usi dei polimeri sintetici Resina epossidica
La chimica dei polimeri organici Plastica, gomma, tessuti sintetici, vernici, collanti, etc. Piccole molecole organiche Petrolio polimeri organici monomeri Questo processo è detto polimerizzazione
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
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)
In genere il nome del polimero si ricava ponendo il prefisso poli- davanti al monomero dal quale deriva polimerizzazione polistirene strirene polimerizzazione PVC vinilcloruro
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
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.
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.)
Poliammidi 1934 W. Carothers (DuPont Co.) Acido esandioico 1,6-esandiammina -2nH 2 O Nylon 66
Nylon 66 Due catene parallele di Nylon 66 Legami idrogeno I legami idrogeno intercatena aumentano sia la forza elastica che la rigidità del polimero
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).
Poliesteri PET dimetiltereftalato 1,2-etandiolo -2nCH 3 OH Polietilen(tereftalato) (Dacron, Mylar)
Policarbonati Materiali duri e resistenti agli urti (vetri, auto, etc.) Lexan -2nNaCl
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.)
Resine epossidiche 1,2-diamminoetano Una resina epossidica Usate come adesivi e rivestimenti isolanti e nei materiali compositi
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
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)
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
Polivinilcloruro (PVC), un polimero di addizione PVC PVC
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