Tipi e proprietà dei polimeri

Poche persone pensano a cosa possono avere in comune un albero, un palloncino, il DNA e un giocattolo Slime? Tutti sono polimeri. L’uso e il ruolo di queste sostanze uniche nella nostra vita è così grande che senza di loro non ci sarebbe civiltà moderna.

Cosa sono i polimeri? Queste sono grandi molecole costituite da molecole più piccole – monomeri che sono saldati tra loro da forti legami covalenti. Alcuni sono una catena di un monomero che si ripete ripetutamente, altri sono diversi. I polimeri proteici sono i mattoni di tutti gli esseri viventi.

Tecnologie e applicazioni moderne

I materiali polimerici grazie alle loro proprietà utili sono ampiamente utilizzati nelle moderne tecnologie. Dove vengono utilizzati i polimeri? Ad esempio, tutti conoscono il Teflon, usato come rivestimento nelle padelle, o il Kevlar, un polimero così forte da rendere leggeri i giubbotti antiproiettile molto più resistenti dell’acciaio.

I polimeri sono stati utilizzati anche nella costruzione di aeromobili, poiché sono molto leggeri e durevoli. Varie parti di aeromobili sono realizzate con questi materiali. I polimeri conduttivi vengono creati screziando un polimero con atomi di metalli alcalini, che lo rendono metallico.

I polimeri sono caratterizzati da un’enorme resistenza meccanica e flessibilità. Ciò è dovuto alla flessibilità dei loro giunti all’interno della catena polimerica. È noto che la plastica si piega bene e questa proprietà ne consente l’utilizzo nell’elettronica (nei telefoni cellulari molte parti sono in plastica). 

Questi materiali costituiscono la base di tessuti artificiali (come il nylon), plastica e gomma. Tutti i polimeri artificiali sono fatti di petrolio. Per questo, vengono utilizzate le seguenti reazioni chimiche:

• adesioni;
• condensazione.

Guarda un video su cosa sono i polimeri.

La reazione di addizione è semplice: un radicale libero o una particella contenente un elettrone spaiato rompe il legame nella catena dei monomeri e crea un centro attivo che attacca a sé un nuovo monomero. Pertanto, viene costruita una nuova catena polimerica. Durante una reazione chimica chiamata condensazione, vengono rilasciate molecole d’acqua.

L’invenzione dei polimeri sintetici, tipi e applicazioni

I primi polimeri sintetici sono stati ottenuti per caso, come effetto collaterale di una serie di reazioni chimiche. All’inizio, i benefici delle nuove sostanze non erano evidenti e furono gettati nella spazzatura fino a quando il chimico Leo Baekeland non inventò la plastica. Questo materiale, se esposto ad alte temperature, può assumere qualsiasi forma, quindi ne sono state ricavate custodie per telefoni, giocattoli per bambini e isolanti elettrici. Inizialmente, la nuova sostanza prendeva il nome dal suo inventore – "bachelite", e questa impressionante scoperta iniziò il rapido sviluppo dell’industria delle materie plastiche e dei polimeri.

Anche un altro famoso polimero, da cui è realizzato il giocattolo Slime, è stato scoperto quasi per caso. Durante la seconda guerra mondiale, l’esercito degli Stati Uniti aveva un disperato bisogno di gomma sintetica. Un gruppo di chimici della General Electric, in un esperimento fallito, ottenne una sostanza plastica simile al mastice. La nuova sostanza non era adatta come gomma, ma aveva un’elasticità eccezionale. Presto iniziarono a produrre da esso un giocattolo famoso in tutto il mondo.

Tipi di polimeri e loro proprietà 

Ad oggi sono stati creati molti tipi di polimeri, che vengono utilizzati come principali materiali strutturali e sostituti di metalli rari.

Hanno molte proprietà utili:

Cosa sono i polimeri? Esistono polimeri termoplastici e termoindurenti. Queste sostanze hanno una diversa forma e struttura delle molecole, quindi i polimeri termoplastici possono essere riscaldati e lavorati molte volte e termoindurenti – solo una volta.

Questi materiali sintetici sono ampiamente utilizzati nell’industria e nella vita di tutti i giorni, quindi diversi tipi di polimeri e le loro proprietà sono familiari a ogni persona fin dall’infanzia:

• il polietilene (alta pressione) è un materiale con cui le persone hanno a che fare quotidianamente. È un ottimo dielettrico, resistente agli ambienti aggressivi. Tubi, contenitori vari (taniche), borse, shampoo, parti sottili sono realizzati in polietilene;
• il polietilene (bassa pressione) è un materiale sicuro per imballaggi in plastica, contenitori per alimenti, bottiglie;
• il polistirene è una sostanza di base per strumenti di precisione, pellicole per imballaggio, fili. Le sue proprietà utili includono: trasparenza, resistenza all’acqua e al gelo, dielettricità. Contro: infiammabilità, fragilità, bassa conducibilità termica;
• il cloruro di polivinile è la sostanza sintetica più pericolosa da cui sono realizzati molti articoli per la casa. L’elenco comprende: barattoli sfusi, finestre in PVC, rivestimenti per pavimenti, mobili da giardino, tele cerate da cucina, tende da bagno, pellicole per soffitti tesi e vari giocattoli per bambini. Il materiale è altamente cancerogeno, quindi si consiglia di ridurne l’uso. 

La plastica può essere attribuita a un tipo di polimero separato e molto comune. Questa è una combinazione di un polimero con vari tipi di sostanze: coloranti, indurenti, stabilizzanti, plastificanti e così via.

Svantaggi dei polimeri

Il principale svantaggio della produzione di polimeri è che i loro rifiuti inviati alle discariche e agli oceani del mondo sono molto tossici e possono causare gravi malattie, incluso il cancro. Ad esempio, i prodotti di decomposizione di polistirolo, plastica, polietilene e cloruro di polivinile sono pericolosi. Questi materiali sono progettati per essere durevoli, ermetici e resistenti, quindi hanno un tempo molto lungo per decomporsi in natura. Alcuni di questi materiali non si decompongono, ma si rompono solo in piccole particelle che entrano nel corpo degli animali e della vita marina, e con esso – negli esseri umani per il cibo.