Analisi delle proprietà meccaniche dei polimeri
La variazione delle proprietà meccaniche dei polimeri è strettamente correlata alla struttura, alla disposizione e alle interazioni delle macromolecole. Questi materiali mostrano una vasta gamma di proprietà meccaniche all’interno di limiti considerevoli. Alcune sostanze possono essere dure, compatte e rigide, mentre altre, alla stessa temperatura, possono essere morbide, elastiche e flessibili.
Indice Articolo
Classificazione dei polimeri
I polimeri possono essere distinti in due categorie principali: i polimeri amorfi e i polimeri parzialmente cristallini. I polimeri amorfi possono presentarsi in diverse forme a seconda della temperatura, come vetrosa, cuoiosa o gommosa. Nella forma vetrosa, questi polimeri mostrano resistenza alla deformazione simile a quella dei solidi cristallini, poiché le catene macromolecolari sono rigidamente bloccate nelle loro conformazioni. Al contrario, nella forma cuoiosa, le molecole sono disposte in modo meno rigido, consentendo una certa flessibilità senza perdere la resistenza alle deformazioni plastiche. A temperature più elevate, i polimeri assumono la forma gommosa, diventando più elastici e deformabili a causa dei moti termici dei segmenti delle macromolecole.
Proprietà meccaniche dei polimeri termoplastici
I polimeri termoplastici possono transire dalla forma vetrosa a quella cuoiosa e gommosa al variare della temperatura. Questo comportamento termoplastico dipende dalla struttura molecolare del polimero e dalle forze di interazione tra le molecole. La transizione avviene a una temperatura caratteristica, determinata dalla rigidità delle macromolecole e dalle interazioni intermolecolari. Ad esempio, il polistirene si trova in forma vetrosa a temperatura ambiente, mostrando un comportamento termoplastico.
Per ulteriori approfondimenti sulla classificazione e sulle proprietà meccaniche dei polimeri, si consiglia la lettura dei contenuti disponibili su [Chimica Today](https://chimica.today/chimica-organica/polimeri-termoindurenti-e-termoplastici/).
Polimeri Termoindurenti e le Loro Proprietà Meccaniche
La gomma si presenta sotto forma gommosa, e la transizione dalla forma vetrosa alle forme più fluide come la cuoiosa e gommosa può essere influenzata dall’introduzione di legami covalenti trasversali tra atomi di carbonio appartenenti a diverse macromolecole.
Struttura e Proprietà dei Polimeri Termoindurenti
Limitando l’oscillazione dell’intera macromolecola tramite legami trasversali, si può formare una rete polimera tridimensionale. Questa struttura rigida dei polimeri termoindurenti, come la bachelite, aumenta la rigidità del materiale con il riscaldamento, mantenendola fino alla temperatura di decomposizione.
Caratteristiche dei Polimeri Parzialmente Cristallini
I polimeri parzialmente cristallini presentano una struttura rigida di tipo vetroso, con maggiore rigidità proporzionale al grado di cristallinità. Questa struttura non subisce transizioni a forme cuoiose o gommose come i polimeri amorfi. Infatti, per essi si ha una progressiva perdita di cristallinità fino alla temperatura di fusione dei cristalliti, trasformandosi poi in un fluido.
Differenze tra Polimeri Parzialmente Cristallini e Amorfi
I polimeri parzialmente cristallini differiscono dai polimeri amorfi poiché le vibrazioni casuali dei segmenti macromolecolari sono limitate dai cristalliti stessi. Ciò riduce la fragilità senza compromettere la rigidità del materiale. Inoltre, essi possono contenere cristalliti parzialmente orientati o isorientati. In quest’ultimo caso, i polimeri assumono una struttura fibrosa ad alta resistenza alla deformazione nella direzione parallela all’asse della fibra. Esempi includono fibre naturali come il cotone e la seta, oltre alle fibre artificiali ottenute tramite lo stiramento del polimero.
Per ulteriori approfondimenti sulla chimica dei polimeri termoindurenti e parzialmente cristallini, puoi consultare questo articolo sulla [gomma](https://chimica.today/chimica-organica/gomma-naturale-e-gomme-sintetiche/) di Chimica Today.
