Utente:Enrico Chiappini/Sandbox: differenze tra le versioni

Versione delle 14:57, 11 mag 2019

Versione delle 15:40, 11 mag 2019

Riga 3:

[[File:Single Polymer Chains AFM.jpg|thumb|Singole catene polimeriche visualizzate al [[microscopio a forza atomica]].]]

Un '''polimero''' (dal [[lingua greca antica|greco]] ''Polymerḗs,'' comp. di ''polýs-'' e ''-méros'', letteralmente ''"che ha molte parti"''<ref>{{TreccaniCita web|url=http://www.treccani.it//vocabolario/polimero|vtitolo=polìmero in Vocabolario - Treccani|sito=www.treccani.it|lingua=sìit-IT}}</ref>) è una [[macromolecola]], ovvero una [[molecola]] dall'elevato [[peso molecolare]], costituita da un gran numero di gruppi molecolari (o unità strutturali) uguali o diversi (nei [[copolimeri]]), uniti "a catena" mediante la ripetizione dello stesso tipo di [[legame chimico|legame]] ([[legame covalente|covalente]]).

Secondo la definizione internazionale [[Unione internazionale di chimica pura e applicata|IUPAC]], l'unità strutturale viene denominata "unità ripetentesi costituzionale" (CRU, Constitutional Repeating Unit<ref>{{Cita web|url=http://goldbook.iupac.org/html/C/C01286.html|titolo=IUPAC Gold Book - constitutional repeating unit (CRU) in polymers|autore=International Union of Pure and Applied Chemistry|sito=goldbook.iupac.org|lingua=en}}</ref>).<ref>{{Cita libro|titolo=Enciclopedia della chimica Garzanti.|url=https://www.worldcat.org/oclc/797809421|accesso=2019-04-25|data=1998 ;|editore=Garzanti(IS)|p=641|OCLC=797809421|ISBN=8811504716}}</ref> I termini "unità ripetitiva" e "[[monomero]]" non sono sinonimi: infatti un'unità ripetitiva è una parte di una molecola o macromolecola, mentre un monomero è una molecola composta da un'unica unità ripetitiva. Nel seguito, quando si parla di "monomeri" s'intendono dunque i [[reagente|reagenti]] da cui si forma il polimero attraverso la [[reazione chimica|reazione]] di [[polimerizzazione]], mentre con il termine "unità ripetitive" si intendono i gruppi molecolari che assieme ai [[Gruppo terminale|gruppi terminali]] costituiscono il polimero (che è il prodotto della reazione di polimerizzazione).<ref name=":0">{{Cita libro|cognome=Gedde, U. W. (Ulf W.)|ptitolo=Polymer physics|url=https://www.worldcat.org/oclc/32729900|edizione=1st 1ed|data=1995|editore=Chapman & Hall|OCLC=32729900|ISBN=0412590204}}</ref>

Per definire un polimero bisogna conoscere:

Riga 15:

Benché a rigore anche le macromolecole tipiche dei sistemi viventi ([[proteine]], [[acidi nucleici]], [[glucidi|polisaccaridi]]) siano polimeri, nel campo dell'[[industria chimica]] col termine "polimeri" s'intendono comunemente le macromolecole di origine [[sintesi organica|sintetica]]: [[materie plastiche]], [[gomma (materiale)|gomme]] sintetiche e [[fibra tessile|fibre tessili]] (ad esempio il [[nylon]]), ma anche polimeri sintetici biocompatibili largamente usati nelle industrie farmaceutiche, cosmetiche ed alimentari, tra cui i [[Glicole polietilenico|polietilenglicoli]] (PEG), i [[Poliacrilato|poliacrilati]] ed i [[poliamminoacidi sintetici]].

I polimeri inorganici più importanti sono a base di [[silicio]] ([[silice colloidale]], [[siliconi]], [[silani|polisilani]]).<ref>[http{{Cita web|url=https://pslc.ws/italian/inorg.htm |titolo=Polimeri Inorganici<!-- Titolo generato automaticamente -->]|sito=pslc.ws}}</ref><ref name=":1">{{Cita web libro|urlcognome=http://chimica-cannizzaroBrisi, Cesare.it/files/le_frontiere_del_silicio.pdf |titolo=Copia archiviataChimica applicata|accesso=9 luglio 2009 |urlarchiviourl=https://webwww.archiveworldcat.org/weboclc/20190426020220/http://chimica-cannizzaro879012621|edizione=2.it/files/le_frontiere_del_silicio.pdf ed|dataarchiviodata=26 aprile 2019stampa 1991|urlmortoeditore=sìLevrotto }}</ref><ref>{{Cita|Brisi& Bella|pp. =457-458|OCLC=879012621|ISBN=8882180166}}</ref>

== Storia ==

Riga 30:

Nel corso degli anni sono stati svolti molti studi sul comportamento reologico dei polimeri e sulla loro caratterizzazione, nonché sulle metodiche di polimerizzazione. In particolare nel [[1963]] [[Karl Ziegler]] e [[Giulio Natta]] ottengono il [[premio Nobel per la chimica]] come riconoscimento dei loro studi sui polimeri (in particolare per la scoperta dei cosiddetti "[[catalizzatori di Ziegler-Natta]]").<ref>{{Cita web|url=https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1963/summary/|titolo=The Nobel Prize in Chemistry 1963|sito=NobelPrize.org|lingua=en-US}}</ref>

Nel [[1974]] il premio Nobel per la chimica fu consegnato a [[Paul Flory]], che concentrò i propri studi sulla [[cinetica chimica|cinetica]] delle [[polimerizzazioni a stadi]] e [[polimerizzazioni a catena]], sul [[En:Chain Transfertransfer|trasferimento di catena]], sugli effetti di [[En:Excluded volumeVolume|volume escluso]] e sulla [[Teoria della soluzione di Flory-Huggins|teoria di Flory–Huggins delle soluzioni]].<ref>{{Cita web|url=https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1974/summary/|titolo=The Nobel Prize in Chemistry 1974|sito=NobelPrize.org|lingua=en-US}}</ref>

[[En:Chain Transfer]]

[[En:Excluded volume]]

== Classificazione dei polimeri ==

I polimeri possono essere classificati in vari modi:

* I polimeri prodotti da monomeri tutti uguali sono detti '''omopolimeri''',<!-- no wikilink perché [[omopolimero]] è un redirect a questa sezione--><ref>{{en}}Cita [web|url=http://goldbook.iupac.org/html/H/H02854.html |titolo=IUPAC Gold Book, "- homopolymer"]|autore=International Union of Pure and Applied Chemistry|sito=goldbook.iupac.org|lingua=en}}</ref> mentre quelli prodotti da monomeri rappresentati da due o più [[specie chimica|specie chimiche]] differenti sono detti '''[[copolimero|copolimeri]]'''.<ref name=":2">{{Cita libro|cognome=Callister, William D., Jr., 1940-|ptitolo=Materials Science and Engineering : an Introduction ; Interactive Materials Science and Engineering, 3r. 451e.|url=https://www.worldcat.org/oclc/605357401|edizione=5th ed|data=2000|editore=Wiley|pp=455-457|OCLC=605357401|ISBN=0471352438}}</ref>

* A seconda della loro struttura, possono essere classificati in polimeri lineari, ramificati o reticolati.<ref>{{Cita|Callister|pp. 455-457}}<name=":2" /ref>

* In relazione alle loro proprietà dal punto di vista della deformazione, si differenziano in [[termoplastici]], [[termoindurenti]] e [[elastomeri]].

* Esistono polimeri naturali ''[[composto organico|organici]]'' (ad esempio [[cellulosa]] e [[caucciù]]), polimeri artificiali, ossia ottenuti dalla modificazione di polimeri naturali (come l'[[acetato di cellulosa]]) e polimeri sintetici, ossia polimerizzati artificialmente (ad esempio [[polivinilcloruro|PVC]] e [[polietilene|PET]]).

* A seconda del tipo di processo di [[polimerizzazione]] da cui sono prodotti si distinguono in "polimeri di [[Reazione di addizione|addizione]]" e "polimeri di [[Reazione di condensazione|condensazione]]".

* In relazione all'omogeneità del peso molecolare si possono distinguere i polimeri ''omogenei'' da quelli ''eterogenei'' o ''[[polidispersità|polidispersi]]'', con questi ultimi caratterizzati da alta variabilità del peso molecolare medio.

Riga 84 ⟶ 85:

====Classificazione in base al peso molecolare====

I polimeri (al contrario delle molecole aventi peso molecolare non elevato o delle proteine) non hanno peso molecolare definito, ma variabile in rapporto alla lunghezza della catena polimerica che li costituisce. Lotti di polimeri sono caratterizzati da un parametro tipico di queste sostanze macromolecolari ovvero dall'[[indice di polidispersitàpolidispersione]] (PI), che tiene conto della distribuzione di pesi molecolari (DPM) riferibile ad una sintesi. Il peso molecolare sarà quindi espresso tramite un valore medio.

Si fa inoltre uso del [[grado di polimerizzazione]], che indica il numero di unità ripetitive costituenti il polimero,<ref>{{Cita|Gedde|p. 11}}<name=":0" /ref> e che può essere:

* basso: sotto 100 unità ripetitive;

* medio: tra 100 e 1000 unità ripetitive;

Riga 102 ⟶ 103:

I '''polimeri semicristallini''' sono generalmente plastiche rigide; le catene di polimero, ripiegandosi, riescono a disporre regolarmente loro tratti più o meno lunghi gli uni a fianco degli altri, formando regioni cristalline regolari (dette "[[cristallite|cristalliti]]") che crescono radialmente attorno a "siti di nucleazione", questi possono essere molecole di sostanze capaci di innescare la cristallizzazione ("[[agenti nucleanti]]") o altre catene di polimero stirate dal flusso della massa del polimero.

Una situazione intermedia tra i polimeri amorfi e i polimeri semicristallini è rappresentata dai [[polimeri a cristalli liquidi]] (''LCP, [[En:Liquid-crystal polymer|Liquid-Crystal Polymers]]''), in cui le molecole mostrano un orientamento comune ma sono libere di scorrere in maniera tra loro indipendente lungo la direzione longitudinale, modificando quindi la loro struttura cristallina.<ref>{{Cita|Gedde|p. 14}}<name=":0" /ref>

Per un polimero amorfo il volume specifico cresce linearmente fino alla temperatura di transizione vetrosa, in corrispondenza della quale il comportamento cambia da vetroso a gommoso per il fatto che la mobilità delle catene polimeriche aumenta con l'aumentare della temperatura. La transizione è quindi di tipo cinetico e non termodinamico.

I polimeri semicristallini hanno anche una temperatura di fusione, alla quale è presente una discontinuità nell'andamento del volume dovuta alla transizione di tipo termodinamico in cui è richiesto calore latente per passare dallo stato cristallino a liquido.<ref>{{Cita libro|cognome=Barella, Silvia.|titolo=Metallurgia e materiali non metallici : teoria ed esercizi svolti|url=https://www.worldcat.org/oclc/1080495331|accesso=2019-05-11|edizione=2. ed|data=2017|editore=Esculapio|capitolo=10-Polimeri|OCLC=1080495331|ISBN=9788893850100}}</ref>

<br />

Riga 115 ⟶ 116:

Un polimero viene detto "reticolato" se esistono almeno due cammini diversi per collegare due punti qualsiasi della sua molecola; in caso contrario viene detto "ramificato" o "lineare", a seconda che sulla catena principale siano innestate o meno catene laterali.

Un polimero reticolato si può ottenere direttamente in fase di reazione, miscelando al monomero principale anche una quantità di un altro monomero simile, ma con più siti reattivi (ad esempio, il co-polimero tra [[stirene]] e [[1,4-divinilbenzene]]) oppure può essere reticolato successivamente alla sua sintesi per reazione con un altro composto (ad esempio, la reazione tra lo [[zolfo]] ed il polimero del [[2-metil-1,3-butadiene]], nota come [[vulcanizzazione]]).

Le catene reticolate sono unite tra loro da legami covalenti aventi un'energia di legame pari a quella degli atomi sulle catene e non sono perciò indipendenti le une dalle altre. Per questo motivo un polimero reticolato è generalmente una plastica rigida, che per riscaldamento decompone o brucia, anziché rammollirsi e fondere come un polimero lineare o ramificato.

====Copolimeri====

{{vedi anche|copolimeroCopolimero}}

Quando il polimero è costituita da due unità ripetitive di natura diversa, si dice che esso è un [[copolimero]].

Nell'ipotesi di avere due monomeri, vi sono 4 modi di concatenamento delle unità ripetitive A e B che derivano da tali monomeri:<ref>{{Cita|Brisi|pp. 433-434}}<name=":1" /ref>

* random: le unità ripetitive A e B si avvicendano in maniera casuale;

* alternato: se le unità ripetitive si susseguono in coppia, prima A, poi B, poi di nuovo A e così via;

Riga 152 ⟶ 154:

== Elenco di polimeri ==

In base alle normative [[Deutsches Institut für Normung|DIN]] 7728 e 16780 (nonché la [[ISO]] 1043/1<ref>[{{Cita web|url=http://www.iso.org/cms/render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/05/05/50590.html|titolo=ISO 1043-1:2011|sito=ISO|lingua=en}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://pslc.ws/italian/nomenclatura.htm |titolo=glossary<!-- Titolo generato automaticamente -->]|sito=pslc.ws}}</ref>), ad ogni materia plastica è associata una sigla, che la identifica univocamente. Queste [[Denominazioni brevi delle materie plastiche|designazioni brevi]] sono una notazione tecnica conveniente alternativa alle regole della organizzazione di [[nomenclatura chimica]] [[Unione internazionale di chimica pura e applicata|IUPAC]].<ref>{{Cita libro|titolo=Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature|url=https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-0-85404-491-7|data=2009-01-19|lingua=en|ISBN=9780854044917|DOI=10.1039/9781847559425}}</ref>

{{Colonne}}

Riga 211 ⟶ 213:

==Caratterizzazione dei polimeri==

La caratterizzazione dei polimeri avviene tramite l'utilizzo di numerose tecniche standardizzate dall'[[American Society for Testing and Materials|ASTM]], [[Society of the PlasticPlastics Industry|SPI]] e [[En:Society of PlasticPlastics Engineers|SPE]], tra cui (accanto a ciascuna tecnica s'indicano le grandezze misurate):<ref>{{Cita|Gedde|p. 10}}</ref><ref>httpname=":0" //chifis.unipv.it/mustarelli/dpp.pdf</ref>

* analisi dei [[gruppo funzionale|gruppi]] terminali: [[peso molecolare]] medio numerico<ref name=":3">{{Cita web|url=https://pslc.ws/italian/weight.htm|titolo=Molecular Weight|sito=pslc.ws}}</ref>;

* ebulliometria, crioscopia e osmometria: peso molecolare medio numerico;

* ''[[Diffusione ottica|light scattering]]'': peso molecolare medio ponderale<ref name=":3" />;

* [[viscosimetria]]: peso molecolare medio viscosimetrico<ref name=":3" />;

* [[cromatografia di esclusione molecolare]]: distribuzione della [[massa molare]];

* [[calorimetria differenziale a scansione]] (DSC) e [[analisi termica differenziale]] (DTA): [[Calore latente|calore]] di [[fusione (fisica)|fusione]], [[calore di reazione]], [[calore specifico]], [[temperatura di transizione vetrosa]], velocità di [[cristallizzazione]];

* [[termogravimetria]] (TG): [[velocità di reazione]], [[purezza (chimica)|purezza]];

* [[analisi termomeccanica]] (TMA): [[coefficiente di espansione termica]], [[modulo elastico]], [[Punto di rammollimento|temperatura di rammolimento]];

* [[analisi dinamico-meccanica]] (DMA): modulo elastico, temperatura di transizione vetrosa;

* test di [[solubilità]];

Riga 225 ⟶ 228:

* [[microscopio ottico]]: [[indice di rifrazione]];

* [[spettrofotometro]]: [[riflettanza]], [[trasmittanza]];

* [[En:Limiting oxygen index|test di indice di ossigeno]];

* test di resistenza chimica<ref name=":4">{{Cita libro|cognome=Campo, E. Alfredo.|titolo=Selection of polymeric materials : how to select design properties from different standards|url=https://www.worldcat.org/oclc/223974222|data=2008|editore=William Andrew|pp=205-225|OCLC=223974222|ISBN=9781601194947}}</ref>;

* [[test di resistenza chimica]];

* [[test di resistenza agli agenti atmosferici]]<ref name=":4" />;

* resistenza a [[trazione (fisica)|trazione]];

* misura della [[Deformazioni elastiche e plastiche|deformazione permanente]].

==Note==

Riga 235 ⟶ 238:

==Bibliografia==

* {{cita libro| cognome=| nome=| titolo=Materie plastiche. Microsoft Student 2008 (DVD)| editore=Microsoft Corporation| città=| anno=2007| cid=Microsoft Student| url=http://it.encarta.msn.com/encyclopedia_761553604/Materie_plastiche.html| urlmorto=sì| urlarchivio=https://web.archive.org/web/20090216014350/http://it.encarta.msn.com/encyclopedia_761553604/Materie_plastiche.html| dataarchivio=16 febbraio 2009}}

* {{cita libro | cognome= Brisi | nome= Cesare | titolo= Chimica applicata | editore= Levrotto & Bella | edizione= 3 | città= Torino | anno= 1997 | pp= 431-458 | isbn= 88-8218-016-6 | cid= Brisi}}

* {{cita libro|cognome= Villavecchia |nome= Vittorio |coautori= Gino Eigenmann |curatore= Gino Eigenmann, I. Ubaldini |titolo= Nuovo dizionario di merceologia e chimica applicata (volume 5° Mangimi-Polistirene) |url= http://books.google.it/books?id=rZU5kEeKOEMC&printsec=frontcover&source=gbs_navlinks_s |anno= 1975 |editore= Hoepli |isbn= 88-203-0532-1 |cid= Villavecchia }}

Riga 247 ⟶ 250:

* {{cita libro|cognome= Gedde |nome= Ulf W. |titolo= Polymer physics |url= http://books.google.it/books?id=Iem3fC7XdnkC&source=gbs_navlinks_s |anno= 1995 |editore= Springer |lingua= inglese |isbn= 0-412-62640-3 |cid= Gedde }}

* {{cita libro | cognome= Callister | nome= William D. | titolo= Material Science and Engineering: An Introduction | editore= John Wiley & Sons Inc |ed= 5 | anno= 1999 |lingua= inglese |isbn= 0-471-35243-8 |cid= Callister |url= http://books.google.it/books?id=hFoEAAAACAAJ&source=gbs_navlinks_s}}

* {{cita libro | cognome= Martuscelli | nome= Ezio | titolo= Dalla scoperta di Natta lo sviluppo dell'industria e della ricerca sulle plastiche in Italia | editore= Istituto di Ricerca e Tecnologia delle Materie Plastiche "Arco Felice" | città= Napoli | anno= | url= http://www.eziomartuscelli.net/content/dalla-scoperta-di-natta-lo-sviluppo-dellindustria-e-della-ricerca-sulle-plastiche-italia | urlmorto= sì | accesso= 21 novembre 2016 | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20161121103618/http://www.eziomartuscelli.net/content/dalla-scoperta-di-natta-lo-sviluppo-dellindustria-e-della-ricerca-sulle-plastiche-italia | dataarchivio= 21 novembre 2016 }}

* {{cita libro | cognome= Martuscelli | nome= Ezio | titolo= La ricerca sui polimeri in Italia | editore= Istituto di Ricerca e Tecnologia delle Materie Plastiche "Arco Felice" | città= Napoli | anno= | url= http://www.eziomartuscelli.net/content/la-ricerca-sui-polimeri-italia | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20090306120445/http://www.eziomartuscelli.net/content/la-ricerca-sui-polimeri-italia | dataarchivio= 6 marzo 2009 }}

==Voci correlate==