Polimeri termoplastici

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I polimeri termoplastici sono polimeri formati da catene libere, non legate l'una con l'altra; è sufficiente quindi aumentare la temperatura per portarli ad uno stato viscoso e poterli quindi formare.
Ogni volta che si ripete l'operazione di riscaldamento e formatura il materiale perde un po' delle sue caratteristiche.

I polimeri termoplastici possono essere amorfi o semicristallini: i primi sono trasparenti, gli altri sono invece opachi. I polimeri amorfi al di sotto della temperatura di fusione hanno catene intrecciate e attorcigliate. Presentano una certa resistenza ed elasticità e se non sono caricati mantengono la loro forma.

Nei polimeri cristallizzabili si evidenzia invece lungo le tre direzioni la ripetizione dell'unità strutturale del polimero.

Il comportamento dei polimeri amorfi è fortemente influenzato dalla temperatura: alla temperatura di transizione vetrosa (Tg) i movimenti delle catene si riducono a tal punto che il materiale diviene compatto e rigido, e vi è una variazione di circa tre ordini di grandezza del modulo elastico. La temperatura di transizione vetrosa non è fissa e costante, ma dipende dal peso medio ponderale e dalla velocità di raffreddamento del polimero.

[modifica] Procedimenti di solidificazione

Le proprietà di un materiale termoplastico dipendono dalle condizioni di solidificazione, che sono:

I procedimenti sono due:

Nello studio è utile il diagramma (analogo alle curve di Bain per gli acciai) nel quale presenti le curve di fine e inizio trasformazione (che rappresentano la fine e l'inizio di cristallizzazione), con scala dei tempi logaritmica.

Al punto di fine cristallizzazione però non abbiamo il materiale 100% cristallino, ma abbiamo raggiunto il massimo grado di cristallinità del materiale. Poi abbiamo anche la curva di transizione vetrosa, che incide sull'addensamento delle macromolecole e sul volume libero del polimero (cioè lo spazio che rimane tra le macromolecole).

I tipi di raffreddamento possibili sono:

  • raffreddamento rapido: si ottiene un materiale vetrificato in circa 10 secondi. Per altri materiali non è possibile fare ciò, perché servirebbe una velocità di raffreddamento elevatissima (esempio polietilene).
  • solidificazione isoterma: ottenuta ad alte temperature; si ottengono strutture cristalline; la temperatura va mantenuta per tempi lunghi.
  • raffreddamento continuo: con velocità tale da realizzare il materiale in un tempo utile; è quella più comune.

[modifica] Morfologia

La morfologia dei polimeri termoplastici può essere:

  • "a micelle frangiate": il materiale di base è diviso in due parti (zona cristallina e zona amorfa. Essendo la lunghezza delle catene tipicamente maggiore della lunghezza delle zone cristalline, si ha che una stessa catena fa parte di più zone cristalline.
  • "a catene ripiegate": dalla solidificazione di una soluzione molto diluita si è scoperto che il cristallo singolo aveva la forma di una lamella, la quale aveva un'altezza di 100Å, minore dello spessore delle catene.

Nel caso di polimero ottenuto da fuso si forma una "superstruttura", in cui la lamella è l'elemento base, chiamato sferulite.

[modifica] Collegamenti esterni

  • chimica Portale Chimica: Il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia
Estratto da "http://it.wikipedia.org/wiki/Polimeri_termoplastici"
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