A proposito di polimeri, alcuni di noi probabilmente ancora non lo sanno, ad eccezione degli studenti della classe XII. Tuttavia, questi polimeri esistono in realtà così vicini alla nostra vita quotidiana. In varie forme. Sì, utilizziamo polimeri da migliaia di anni, sotto forma di legno, gomma, cotone, lana, pelle, seta e così via. Nella vita di tutti i giorni, tutti dobbiamo avere familiarità con oggetti come bicchieri di plastica, lenti a contatto, pettini, elastici, padelle e altri, giusto? Bene, questi sono tutti polimeri. Non solo, alcuni polimeri sono addirittura presenti nel nostro corpo, ad esempio acidi nucleici e proteine (capelli, sangue e altri).
Allora, cosa si chiama esattamente un polimero?
La stessa parola Polymer deriva dalla lingua greca, che consiste di due parole, vale a dire Poly che significa molti e meros che significa unità o parte. Quindi un polimero è un composto di grandi dimensioni formato dalla combinazione di un numero (molte) piccole unità molecolari. Le unità molecolari che compongono questi composti sono chiamate monomeri. Ciò significa che i composti polimerici sono costituiti da molti monomeri.
Classificazione dei polimeri
I polimeri sono classificati in base alla loro fonte, struttura, modalità di polimerizzazione e forza molecolare.
Polimeri per fonte
In base alla fonte, i polimeri sono suddivisi in 3, ovvero polimeri naturali, polimeri sintetici e polimeri semisintetici.
Polimeri naturali
I polimeri naturali sono ottenuti da piante e animali. Ad esempio proteine, cellulosa, amido, resina e altri.
Polimeri sintetici
I polimeri sintetici sono polimeri artificiali, che vengono prodotti in laboratorio. Esempi: polietilene, nylon 66 e Buna-S.
Polimeri semisintetici
I polimeri semisintetici sono polimeri naturali con modificazioni chimiche. Esempio: gomma vulcanizzata e acetato di cellulosa.
Polimeri basati sulla struttura
In base alla sua struttura, i polimeri sono divisi in tre, ovvero polimeri lineari, polimeri a catena ramificata e polimeri a legame incrociato o polimeri di rete.
Polimeri lineari
In Linear Polymers, i monomeri sono legati in lunghe catene diritte. Le catene polimeriche di solito si impilano l'una sull'altra e formano una struttura ben confezionata.
I polimeri lineari hanno alta densità, elevata resistenza alla trazione e alto punto di fusione. Esempi: polietilene ad alta densità, cloruro di polivinile, nylon 6 e altri.
Polimeri a catena ramificata
Questo polimero è costituito da una catena laterale di unità monomeriche attaccate alla catena principale. A causa di questa ramificazione, i polimeri a catena ramificata non possono essere disposti strettamente insieme. Questo polimero ha una bassa densità, bassa resistenza alla trazione e basso punto di fusione. Un esempio di polimero a catena ramificata è il polietene a bassa densità.
Polimeri a legame incrociato
I polimeri reticolati sono anche noti come polimeri tissutali. Questo polimero non è solo duro, ma anche rigido e fragile. Ad esempio: bachelit, melammina, resina di formaldeide.
Polimeri basati sulla modalità di polimerizzazione
In base alla modalità di polimerizzazione, i polimeri sono divisi in due, ovvero polimeri di addizione e polimeri di condensazione. I polimeri di addizione vengono quindi divisi in altri due, ovvero copolimeri e omopolimeri.
Polimeri di addizione
I polimeri di addizione si formano aggiungendo monomeri senza eliminazione delle molecole dei sottoprodotti. I monomeri del polimero di addizione sono composti insaturi. Esempio: polietilene teflon e altri.
Omopolimeri
Polimeri di addizione formati dalla polimerizzazione di una singola specie monomerica. Esempi: polivinilcloruro, polipropilene, polietene
Copolimeri
I polimeri di addizione sono formati dalla polimerizzazione per addizione di due diversi tipi di monomeri. Esempio: Buna-S, Buna-N e altri.
Polimeri di condensazione
I polimeri di condensazione sono formati dalla condensazione di due diversi monomeri con o senza il rilascio di piccole molecole, come acqua, alcool e acido cloridrico.
I monomeri del polimero condensante hanno almeno due gruppi funzionali. Ad esempio: bachelite, nylon 66, terilene e altri.
Polimeri basati sulla forza molecolare
In base allo stile molecolare, i polimeri possono essere suddivisi in elastomeri, fibre, polimeri termoplastici e polimeri termoindurenti.
Elastomero
Negli elastomeri, le catene polimeriche sono tenute insieme da deboli forze intermolecolari. La forza debole consente di allungare il polimero. La catena polimerica ha più collegamenti incrociati che aiutano il polimero a tornare alla sua forma originale. Esempio: Buna-S, Buna-N, Neoprene.
Fibra
Nelle fibre, le catene polimeriche sono tenute insieme da forti forze antermolecolari (legami idrogeno o interazioni dipolo-dipolo). La forte forza conferisce proprietà cristalline.
La fibra ha la forma di un filato con elevata resistenza alla trazione e alto modulo. Esempio: poliammide (nylon 66) e poliestere (terilene).
Termoplastico
I polimeri termoplastici hanno catene polimeriche lineari o leggermente ramificate. Le attrazioni intermolecolari sono intermedie tra l'elastomero e la fibra.
I polimeri termoplastici possono essere ammorbiditi ripetutamente durante il riscaldamento e induriti durante il raffreddamento con piccoli cambiamenti nelle proprietà. I polimeri di questo tipo possono essere modellati nella forma desiderata. Esempi: polietilene, polistirene, polivinicloruro e altri.
Poiché i materiali termoplastici non hanno collegamenti incrociati, le forze intermolecolari esistenti tra le catene polimeriche vengono facilmente danneggiate dal riscaldamento. Pertanto, possono essere modellati in qualsiasi forma desiderata.
Termoindurente
I polimeri termoindurenti sono catene polimeriche reticolate o altamente ramificate. La catena polimerica subisce un'espansione del collegamento incrociato al riscaldamento nello stampo. I polimeri termoindurenti subiscono un cambiamento permanente al riscaldamento. I polimeri termoindurenti non sono riutilizzabili come i polimeri termoplastici. Esempi: bachelite, resina, urea-formaldeide e altri.
Reazione di polimerizzazione
Esistono 2 tipi di reazioni di polimerizzazione, vale a dire polimerizzazione per addizione e polimerizzazione per condensazione.
Polimerizzazione per addizione
In aggiunta alla polimerizzazione i monomeri si combinano senza eliminare alcuna molecola di prodotto. I monomeri sono composti insaturi e loro derivati. I monomeri vengono aggiunti alla catena che si traduce in un aumento della lunghezza della catena.
I polimeri di addizione generalmente non sono chimicamente reattivi. Ciò è dovuto ai legami CC e CH molto forti. A causa di ciò, è molto difficile riciclare i polimeri di addizione. O in altre parole, il polimero di addizione non è biodegradabile.
La polimerizzazione per addizione avviene attraverso due meccanismi, vale a dire il meccanismo dei radicali liberi e il meccanismo ionico. Tuttavia, il meccanismo dei radicali liberi è più frequente. I composti insaturi ei loro derivati seguono il meccanismo dei radicali liberi. Per produrre radicali liberi, è necessario un iniziatore. Questi includono il perossido di benzoile terziario e il perossido di butile.
Polimerizzazione per addizione con radicali liberi : i composti insaturi ei loro derivati polimerizzano con questo metodo. Ciò si verifica negli iniziatori che generano radicali liberi come il perossido di benzile, il perossido di butile terziario, ecc. La polimerizzazione prevede le seguenti fasi:
(i) Iniziazione della catena : i perossidi organici subiscono la scissione omolitica per formare radicali liberi che agiscono come iniziatori. L'iniziatore aggiunge doppi legami ai carboni per formare nuovi radicali liberi.
(ii) Propagazione della catena : i radicali liberi aggiungono doppi legami monomerici per formare radicali liberi più grandi. Questo processo continua finché i radicali non vengono distrutti
iii) Terminazione della catena : la catena termina quando due radicali liberi si combinano.
Polimerizzazione a condensazione
In questo metodo, due o più monomeri bifunzionali vengono condensati mediante la rimozione di alcune semplici molecole come acqua, alcool, ecc. Il prodotto di ogni passaggio è di nuovo un tipo bifunzionale e la sequenza continua. Poiché ogni fase si traduce in un tipo di funzionalizzazione diverso e indipendente, questo processo è noto anche come polimerizzazione per crescita.
