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Materiali polimerici


I polimeri sono corresponsabili del nostro attuale benessere e hanno molti vantaggi ambientali rispetto alle alternative, connessi alle loro proprietà di basso peso e alla elevata resistenza (es.: sostituire in una macchina 250 kg di metallo con un materiale polimerico corrisponde a un risparmio di 750 L di combustibile nel corso della vita della macchina. In Europa occidentale questo corrisponde a un risparmio di 30 milioni di tpa di emissioni di CO 2).
Il loro maggior problema è che sono una delle forme più persistenti (non degradabili) e visibili di rifiuti. Per questo sono stati creati siti di interramento dove probabilmente rimarranno per centinaia d’anni. Qualcuno avanza l’ipotesi che il problema potrebbe essere transitorio, immaginando possibili mutazioni di batteri che saranno in grado di metabolizzare anche polimeri ad alto peso molecolare.

Nota: Polimeri
Polimero: macromolecola costituita dalla ripetizione di un gran numero di unità. Distinguiamo tra polimeri naturali (proteine – polipeptidi, amido e cellulosa- polisaccaridi, acidi nucleici – polinucleotidi, gomma naturale – poliisoprene) e polimeri sintetici (resine sintetiche).



Monomero: molecola di partenza utilizzata per ottenere un polimero
Deve poter formare almeno due legami → contiene almeno una insaturazione o due gruppi funzionali

Unità ripetitiva: gruppo di atomi che si ripete nel polimero

Grado di polimerizzazione: numero di unità ripetitive (o monomeri) che costituiscono il polimero

Polimerizzazione per addizione (poliaddizione):
- Nessuna perdita di atomi
- L’unità ripetitiva ha la stessa formula del monomero di partenza
- Solitamente polimerizzazione a catena:

Polimerizzazione per condensazione (policondensazione):
- Eliminazione di piccole molecole (H 2O, HCl, NH 3, CH 3OH.)
- L’unità ripetitiva ha meno atomi di quelli presenti nei monomeri di partenza
- Solitamente polimerizzazione a stadi:

Polimeri termoplastici:

• Polimeri lineari: solo la catena principale
• Polimeri ramificati: ramificazioni lungo la catena principale
Polimerizzazione vinilica radicalica
Copolimerizzazione

- Struttura bidimensionale
- Il calore provoca un allentamento dei legami deboli tra le catene polimeriche
- Col riscaldamento rammoliscono e fondono reversibilmente → lavorazione per estrusione

Polimeri termoindurenti
• Polimeri reticolati: legami trasversali tra le catene → struttura 3D rigida e irregolare
Policondensazione di molecole con più di due gruppi funzionali
Poliaddizione di molecole con più di una insaturazione
Vulcanizzazione di elastomeri

- Struttura tridimensionale con molti legami trasversali
- Il calore provoca la formazione di ulteriori legami trasversali tra le catene polimeriche (reticolazioni)
- Col riscaldamento inizialmente rammolliscono, ma successivamente induriscono irreversibilmente (o si decompongono) → lavorazione per stampaggio.



Le attuali soluzioni nei confronti dei polimeri sono il riciclo attraverso delle tecniche sempre migliori o la produzione, sempre più diffusa, delle materie polimeriche biodegradabili (sacchetti di plastica o bottigliette d’acqua).

Tratto da PROCESSI INDUSTRIALI ECOSOSTENIBILI di Laura Marongiu
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