Per capire cosa sono i polimeri termoplastici, la struttura dei polimeri aiuterà. Una caratteristica della struttura della molecola polimerica è la ripetibilità dei monomeri che vengono polimerizzati nel composto. In breve, la struttura del polimero può essere rappresentata dalla formula: 2 radicali di breve durata del gruppo metilene vengono polimerizzati, creando un forte monomero di etilene (CH2 = CH2). Diversi monomeri identici sono anche in grado di creare un legame forte, ma non doppio.
n monomeri possono partecipare alla polimerizzazione (il loro numero varia da 1 a oltre 1000), quindi la formula dell’elemento risultante verrà mostrata come segue: (CH2-CH2) n è la formula del polimero più semplice – polietilene. Se un tipo di monomero è coinvolto nella struttura del polimero, è un omopolimero, se sono coinvolti due o più tipi, è un copolimero.
Polimeri: proprietà e classificazione
La classificazione più comune dei polimeri in base alla loro composizione:
- organico ad alto peso molecolare;
- organoelemento;
- inorganici ad alto peso molecolare.
Classificazione dei polimeri per origine:
- origine naturale, nell’ambiente naturale dei polimeri naturali (fondamentali in questa forma sono i polimeri proteici, dove il monomero è un amminoacido, i polisaccaridi);
- origine artificiale in sostanze macromolecolari – sostanze naturali alterate chimicamente modificate (è così che la plastica è prodotta dalla cellulosa);
- ottenuti sinteticamente mediante polimerizzazione o policondensazione di varie strutture e lunghezze. La proprietà e l’applicazione del polimero dipendono dalla lunghezza della catena .
I monomeri possono essere localizzati nello spazio in modi diversi, da qui le differenze nelle strutture. Lei potrebbe essere:
- lineare;
- scala;
- spaziale.
Guarda un video su cosa sono i polimeri.
La struttura lineare può essere una catena diritta, che si estende a zigzag oa spirale. Le sezioni della catena sono ripetute e saldamente collegate tra sezioni simili della stessa catena.
La caratteristica della prima struttura è il possesso di flessibilità. Da qui la particolarità dei prodotti: elevata elasticità e bassa mutevolezza della struttura a basse temperature, non c’è fragilità, fragilità al freddo. (Ad esempio, polietilene).
La seconda struttura coinvolge due catene legate chimicamente l’una all’altra. Proprietà di questo tipo di polimeri: rigidità, resistenza alle alte temperature e insolubilità nei solventi organici.
Un composto spaziale è formato non da piccoli monomeri, ma da intere molecole trasversalmente. Esternamente, questa struttura ricorda una griglia con celle di diverse dimensioni. La rigidità e la resistenza al calore in questa connessione è molto superiore a quella di una struttura lineare.
Polimeri e loro caratteristiche
Quando riscaldate, diverse sostanze si comportano in modo diverso. Alcuni hanno una reazione termoindurente. La struttura lineare iniziale, sotto l’influenza dell’alta temperatura, trasforma la struttura in una struttura spaziale, diventando una sostanza solida, mantenendo un’elevata durezza in futuro. Il composto risultante non può essere fuso e sciolto. I giunti risultanti non sono soggetti a riscaldamento. I loro esempi sono varie resine, epossidiche, fenolo-formaldeide, ecc.
A differenza dei composti termoindurenti, i composti termoplastici possono essere riscaldati più volte. Ogni volta che si sciolgono durante il raffreddamento, si solidificano di nuovo. La ragione di ciò è la loro struttura originale. Una connessione lineare non è gravata da forti legami chimici. Il riscaldamento distrugge i legami deboli esistenti e, una volta raffreddati, vengono ripristinati nella loro forma precedente o modificata.
Una sostanza con una caratteristica termoplastica (ad esempio polietilene, poliammide, polistirene, ecc.) diventa amorfa quando viene riscaldata e diventa anche liquida quando la temperatura aumenta. Questa proprietà viene spesso utilizzata per lo stampaggio a iniezione, l’estrusione, l’estrusione, il soffiaggio, per fondere più parti mediante saldatura.
Polimeri termoplastici
In pratica, la capacità di diventare liquida o morbida in qualsiasi momento viene applicata in modo molto efficace. Ma affinché il processo passi senza difficoltà, è necessario comprendere la temperatura della decomposizione termica della sostanza. Per diversi polimeri, è diverso, dipende direttamente dalla struttura della molecola della sostanza.
Per l’efficienza del processo di addolcimento vengono utilizzate tecnologie che riducono la bassa viscosità della sostanza o aumentano la temperatura di riduzione conducendo il processo in ambienti con un gas inerte.
Il termoplastico è in grado di gonfiarsi e triturarsi nel solvente. Il motivo è lo stesso: la struttura lineare della sua molecola e le sue grandi dimensioni. Quando il solvente evapora, la struttura molecolare del termoplastico assume la sua forma originale. Questa proprietà viene utilizzata nella creazione della colla, un componente legante dei mastici, coloranti a base di polimeri.
Caratteristiche negative dei polimeri aventi una caratteristica termoplastica:
- bassa resistenza al calore;
- aumento della fragilità alle basse temperature;
- maggiore fluidità, alle alte temperature;
- perdita di proprietà se esposta ai raggi ultravioletti;
- ossidazione dell’aria;
- ridotta durezza superficiale.
Esempi applicativi di proprietà termoplastiche
I termoplastici più diffusi nei cantieri e nell’uso domestico sono i polietileni, i polipropileni ei polistireni.
La creazione di polietilene è possibile durante la polimerizzazione dell’etilene. Mantenendo la pressione a un livello elevato, il gasolio viene trattato a una temperatura molto elevata o il prodotto petrolifero estratto viene idrolizzato. Per il processo è importante mantenere il grado Celsius ottimale, aggiungere una sostanza che promuova il processo e introdurre ossigeno.
Caratteristiche negative del polietilene:
Prodotti utilizzati nella vita di tutti i giorni: tubi, pellicole, isolanti elettrici, acustici, termici, ecc., altri polimeri e materie plastiche.
Il polipropilene si ottiene mediante polimerizzazione in gas utilizzando un solvente. Più duro e resistente del polietilene, ma diventa fragile già a -20, viene utilizzato sotto forma di bitume, gomma. E il polistirolo si ottiene dallo stirene e viene utilizzato per uno strato termoisolante, per creare piastrelle di rivestimento e piccoli raccordi. Nelle varianti con solventi si possono ottenere anche adesivi.