I polimeri: classificazione

I polimeri sono macromolecole costituiti dall’unione di monomeri che può avvenire per poliaddizione o policondensazione.
Il termine polimero deriva dal greco  πολυ e μερος che significa “che ha molte parti” ed è usato per indicare una sostanza costituita da enormi molecole ottenute dall’unione in catene di molecole più piccole (monomeri).

I polimeri esistono in natura; basti pensare alla gomma naturale ad alcune resine naturali come l’ambra, alla cellulosa, alle sostanze proteiche oltre che l’amido, la lana, il DNA, la chitina, i polipeptidi, i polisaccaridi  e i polipeptidi come la seta e la cheratina

Vi sono poi quelli semisintetici si ottengono tramite il semplice trattamento chimico o fisico di polimeri naturali per migliorarne le proprietà fisiche come la resistenza alla trazione . Ad esempio, l’acetato di cellulosa (rayon), il nitrato di cellulosa e la gomma vulcanizzata vengono utilizzati per realizzare pneumatici (lo zolfo viene utilizzato per legare trasversalmente le catene polimeriche presenti nella gomma naturale ). La cellulosa per acetilazione, con anidride acetica e l’aggiunta di acido solforico, produce diacetato di policellulosa, che viene utilizzato per realizzare fili e materiali come pellicole e vetri.
Accanto alla vulcanizzazione della gomma naturale (Goodyear, 1839), si ricordano alcuni dei primi composti macromolecolari come:

-il nitrato di cellulosa (Hyatt, 1868) meglio conosciuto come celluloide

-la resina fenolo-formaldeide (Baekeland, 1909) brevettata poi con il nome di Bakelite dal nome del suo scopritore il chimico statunitense di origine belga Leo Hendrik Baekeland 

Il polipropilene

Negli anni successivi con la sperimentazione della polimerizzazione e grazie al contributo del Nobel italiano per la chimica  Giulio Natta si arrivò al polipropilene isotattico (PP). Grazie a questa importante scoperta si ebbe in quegli anni in Italia un grande boom economico. Si svilupparono i cosiddetti materiali sintetici, portando  alla realizzazione di un materiale come la “plastica” che entrò nelle case degli italiani con il nome di moplen.

La scoperta del polipropilene aiutò molto anche le classi subalterne, che versavano in condizioni disagiate, anche grazie ai costi non elevati, per cui, poterono iniziare a comprare oggetti di utilizzo quotidiano al fine di migliorare il loro stile di vita.

Classificazione dei polimeri

La classificazione può esser fatta secondo diversi criteri:

-origine

-numero di unità strutturali di monomero

-reciproca disposizione

-numero di specie di monomero

-utilizzazione pratica

In relazione al numero n delle unità strutturali del monomero, o grado di polimerizzazione, si distinguono in bassi ( n = 10÷100 )  medi ( n = 100÷100 )  ed alti ( n > 1000).

Possono essere:

-naturali

-artificiali ottenuti per elaborazione chimica di un polimero naturale

-sintetici ottenuti completamente per sintesi, per polimerizzazione del monomero

In relazione al numero di specie di monomero che li compongono, i polimeri si classificano in:

• Omopolimeri se formati da un unico tipo di monomero (es. polistirene)

• copolimeri se formati da due tipi di monomeri (es. terital, ottenuto per policondensazione  di acido tereftalico e glicole etilenico).

I copolimeri, poi, possono avere struttura:

1. disordinata, a sequenza di monomeri del tutto casuale
2. a blocchi, con alternanza di gruppi di un monomero e dell’altro
3. ad innesto, in cui si un’unica catena lineare costituita da un solo tipo di monomero si trovano innestate catene dell’altro monomero.

Lineari e reticolati

In relazione al modo con cui le unità strutturali del monomero sono reciprocamente legate,  si dividono in:

-lineari, se le unità sono collegate in sequenza continua, in modo da formare una catena

• –reticolati che possono essere planari o tridimensionali a seconda che le catene siano ramificate nel piano o nello spazio.

Nel caso dei polimeri  di condensazione l’effetto di reticolazione si ottiene impiegando dei monomeri tri- o tetrafunzionali anziché bifunzionali, come ad es. polimerizzando l’acido ftalico con glicerolo pentaeritrolo al posto del glicole etilenico.

Nel caso dei polimeri di addizione l’effetto di reticolazione si ottiene mediante irraggiamento con radiazioni γ oppure aggiungendo al monomero da polimerizzare una percentuale più o meno bassa ( 1% circa) di monomero divinilco, cioè con  due doppi legami,  come ad es. nella: polimerizzazione dello stirene con l’1% di divinilbenzene.

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