Polimero amorfo: catene polimeriche disposte in modo casuale
Polimero cristallino: catene polimeriche regolarmente allineate
Grado di polimerizzazione :numero di unit monomeriche, variabile da
100 a varie migliaia, con P.M. a partire da 10.000 fino a oltre
200.000 Grado di cristallinit: rapporto (sempre minore di 1) tra la
quantit di polimero cristallino e la quantit di polimero totale
(cristallino + amorfo)
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Polimero termoplastico: catene lineari filiformi, orientabili
con la lavorazione (rammollimento termico e risolidificazione
reversibile) rammolliscono sotto l'azione del calore. In questa
fase possono essere modellate o formate in oggetti finiti che per
raffreddamento tornano ad essere rigide. Polimero termoindurente:
costituiti da catene reticolate tra loro per la presenza di legami
trasversali (rammollimento termico e risolidificazione definitiva,
non reversibile) dopo rammollimento per riscaldamento, induriscono
per effetto di reticolazione tridimensionale Elastomeri: sostanze
naturali o sintetiche che hanno le propriet tipiche della gomma
naturale, come la capacit di poter essere allungati diverse volte
riassumendo la propria dimensione. Vengono modellati nelle forme
desiderate tramite estrusione o stampaggio a caldo.
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Tg: temperatura di transizione vetrosa Temperatura alla quale i
polimeri a bassa cristallinit passano dallo stato vetroso (rigido e
fragile come il vetro) allo stato plastico-gommoso. T m:
temperatura di fusione Temperatura di fusione della fase
cristallina del polimero. (I polimeri ad alta cristallinit
riscaldati ad una certa temperatura fondono, seguendo un processo
del tutto analogo a quello osservato nei cristalli inorganici
aventi una determinata temperatura di fusione). T softening:
temperatura di rammollimento Regione di temperatura in cui il
polimero diventa progressivamente Regione di temperatura in cui il
polimero diventa progressivamente fluido. La conoscenza del punto
di rammollimento utile per fluido. La conoscenza del punto di
rammollimento utile per determinare le condizioni di processo del
materiale: determinare le condizioni di processo del materiale:
estrusione, pressatura a caldo, etc. estrusione, pressatura a
caldo, etc.
Materiali POLIMERICI di uso comune PE (polietilene) il polimero
di pi facile ottenimento e tra i pi comuni. Utilizzato come
isolante per cavi elettrici, film e pellicole, borse e buste di
plastica, contenitori di vario tipo, tubazioni.. PET (polietilene
tereftalato) levoluzione del PE, utilizzato per film e pellicole,
anche cinematografiche, tubi, bottiglie, contenitori PP
(polipropilene): usato per molti oggetti di uso comune, dagli
zerbini agli scolapasta! PS (polistirene o polistirolo): usato nei
pi disparati settori applicativi: domestico, industriale,
alimentare (piatti, bicchieri e posate di plastica ). Si sostituito
a vetro, alluminio e legno per le sue propriet meccaniche ed
elettriche.
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PU (poliuretano) espanso, come schiuma, per materassi e
imbottiture, se rigido, per strutture termoisolanti, se elastico,
per tubi e guarnizioni elastiche. Utilizzato anche per fibre
tessili (Elastam) PV e PVC (polivinilcloruro) la materia plastica
pi versatile: pu essere modellato per stampaggio a caldo nelle
forme desiderate. Pu essere ridotto a film oppure disperso in
solventi (acqua) con cui vengono spalmati tessuti o rivestite
superfici, serbatoi, valvole, rubinetti, vasche e fibre tessili. Le
applicazioni pi rilevanti erano la produzione di tubi per edilizia
(ad esempio grondaie e tubi per acqua potabile), profili per
finestre, pavimenti, film rigido e plastificato per imballi e
cartotecnica. Usato anche per uso tessile. Ma il materiale diventa
fragile e il monomero cancerogeno.. Sintesi del PU Struttura del
PVC
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PMMA (polimetilmetacrilato) nome commerciale: Plexiglas,
Perspex, Lucite, Vitroflex, Limacryl e Resartglass. Utilizzato al
posto del vetro (data lequivalenza delle propriet ottiche) nella
fabbricazione di vetri di sicurezza e articoli similari, nei
presidi antinfortunistici, nell'oggettistica d'arredamento o
architettonica in genere. PA (poliammide) I composti pi conosciuti
che fanno parte di questa famiglia sono le fibre tessili Nylon e
Kevlar. In termini chimici, passando a sistemi naturali, anche le
proteine sono sistemi poliammidici poich caratterizzate dal legame
tra un gruppo acido e un gruppo amminico. PMMA Fibre di Nylon
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Polimeri di ultimissima generazione PI (poliimmide) Fa parte
del tipo "materie plastiche ad alta prestazione" in quanto offre
elevate prestazioni in termini di resistenza alle alte temperature,
all'usura e basso attrito. utilizzata per produrre boccole, anelli
di tenuta e rondelle reggispinta, utilizzati nell'industria
automobilistica, aerospaziale, dei semiconduttori e in altri
comparti industriali. PAN (poliacrilonitrile) utilizzato per la
produzione di fibre sintetiche resistenti all'invecchiamento, a
tarme, ad agenti fisici e chimici e caratterizzate da notevoli
propriet meccaniche. Utilizzato anche come precursore per ottenere
fibra di carbonio ad alta qualit. CR39 il trentanovesimo prodotto
di una ricerca di una lunga serie di polimeri della Columbia
Research; appartenente alla classe dei poliesteri, garantisce
propriet ottiche e meccaniche vantaggiose rispetto al vetro,
pesante circa la met del vetro con resistenza all'impatto 4 volte
superiore. L'utilizzo principale di questo materiale nelle lenti
infrangibili ad uso oftalmico (occhiali).
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PC(policarbonati): usati nellottica per le lenti degli
occhiali, nellelettronica per i computer e per i compact disc, nel
campo delle costruzioni per coperture trasparenti, nel settore dei
trasporti per i caschi e per le coperture dei fanali. Nel campo
medico nelle apparecchiature per la dialisi artificiale e per la
cardiochirurgia, per la prima infanzia (biberon, aerosol,
incubatrici). SI (siliconi o poli-silossani), sono polimeri
inorganici basati su una catena silicio-ossigeno e gruppi
funzionali organici legati agli atomi di silicio. La versatilit dei
siliconi li rende utilizzabili nei pi disparati settori, ad
esempio: Adesivi, Lubrificanti Polimeri perfluorurati: il TEFLON
(PTFE) IsolantiGiocattoli Settore automobilistico
AntischiumaProtesiSigillature Finiture murali
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Tassonomia dei Polimeri Termoplastici Termoplastici
biodegradabili Termoindurenti Termoindurenti biodegradabili
Polietilene (PE) Polipropilene (PP) Polibutilene (PB)
Polivinilcloruro (PVC) PET Acetato di cellulosa Poliammidi (nylon)
e poli- immidi (BMI) Polistirene (PS) Acido polilattico (PLA)
Policaprolattone (PCL) Polibutilsuccinato (PBS) Amido di mais
(Mater-Bi) o di patata (Solanyl) Policarbonato (PC) Poliestere
Epossidiche Polifenoli Teflon (PTFE) Poliuretani Resine ureiche e
melamminiche ABS (acrilonitrile- butadiene- stirene) Gomme naturali
(poliisoprene 1,4 cis) e sintetiche Resine oleose (olio di soia,
olio di ricino)
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Riciclo
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Polisaccaridi Proteine Poliesteri termoplastici (PHA) Gomma
naturale Gommalacca (shellac) Lignina
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Polisaccaridi: carboidrati che per idrolisi acida forniscono
numerose unit di monosaccaridi. Monosaccaridi: Poliidrossialdeidi o
poliidrossichetoni Esosi, pentosi (n di solito compreso tra 40 e
3000)
polisaccaride lineare con legami glicosidici -1,4 tra le unit
di glucosio. n n nel legno circa 10000 mentre nel cotone si arriva
a 15000. I gruppi OH di una catena formano legami idrogeno con gli
atomi di ossigeno di un'altra, conferendo rigidit ed alta
cristallinit (percentuale di cristallinit 50-60%,Tg 320C) Luomo non
possiede sistemi enzimatici in grado di rompere i legami per cui la
cellulosa non pu essere assimilata.
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metilcellulosa, carbossimetilcellulosa, idrossi- etilcellulosa
(industria alimentare, cosmetica, farmaceutica, tessile) nitrato di
cellulosa (vernici, inchiostri) acetato di cellulosa(tessile,
manufatti vari)
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polimero di cinque zuccheri differenti. Questi sono sia
zuccheri a cinque atomi di carbonio (solitamente xilosio e
arabinosio, i pi abbondanti) che zuccheri a sei atomi di carbonio
(galattosio, glucosio e mannosio), che possono essere sostituiti
con gruppi laterali acetici. Lemicellulosa amorfa a causa della
presenza di ramificazione lungo le catene ed , rispetto alla
cellulosa, pi facilmente idrolizzabile fino ad arrivare ai suoi
monomeri.
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Struttura amorfa ed eterogenea La lignina un polimero
complesso, altamente ramificato, di monomeri aromatici sostituiti.
Struttura amorfa ed eterogenea alcol sinapilico alcol coniferilico
alcol cumarilico La lignina dei legni morbidi costituita
principalmente da alcol coniferilico. La lignina del legno duro
contiene unit monomeriche di alcol coniferilico e di alcol
sinapilico. La lignina dellerba contiene tutti e tre i
monomeri
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La chitina un polisaccaride strutturale che si trova largamente
in natura (diatomee, funghi, esoscheletri di insetti, artropodi e
molluschi). E' un polimero lineare costituito da: unit di
N-acetil-D-glucosamina unite da legami glicosidici 1-4. chitosano :
chitina deacetilata al di sopra del 50%,
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Lamido un polimero costituito da numerose unit di glucosio
unite da legami glicosidici -1,4. I legami rendono il polimero
amorfo. L amido la riserva energetica delle piante. Si trova sotto
forma di granuli nelle radici, nei tuberi (patate), nei semi, nel
grano e nei cereali (riso, mais). Gli animali e gli uomini
posseggono sistemi enzimatici in grado di rompere i legami
ottenendo il glucosio che pu essere assimilato. Gli animali e gli
uomini posseggono sistemi enzimatici in grado di rompere i legami
ottenendo il glucosio che pu essere assimilato. E composto da due
polimeri: lamilosio che solubile in acqua (10- 20% in peso) e
lamilopectina che insolubile (80-90% in peso)
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Lamilosio contiene solo legami glucosidici -1,4 Assume una
struttura secondaria ad elica solubile in acqua bollente, meno in
acqua fredda
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Ramificazione ogni 20-25 unit contiene sia i legami glicosidici
1,4 che i legami -1,6 con rapporto legami -1,4/legami 1,6
approssimativamente uguale a 20 Insolubile in acqua
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poli(1,4- -D-galatturonide) Catene di molecole di acido
galatturonico unite da legami (1-4). In percentuale variabile i
gruppi carbossilici sono esterificati con CH 3 OH. Le pectine
formano colloidi gelatinosi, abbondanti nella parete cellulare
della frutta: essi vengono idrolizzati, con la maturazione, da
alcuni enzimi come la pectasi e la pectinasi (sono presenti
soprattutto nelle mele e nelle pere). Ogni frutto ha una
percentuale di pectina variabile a seconda della specie e della sua
et di maturazione. La pectina cementifica lo spazio tra una cellula
e l'altra, tenendole unite e dando croccantezza a frutta o verdura.
Con il procedere della maturazione questo legame si scioglie e il
frutto perde consistenza.
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Polimeri di amminoacidi legati in una catena lineare ed uniti
mediante legami peptidici tra i gruppi carbossilici ed i gruppi
amminici di residui aminoacidici adiacenti CHH 3 NCH 2 COO OH + -
COOH H NH 2 C R cisteina tirosina isoleucina acido aspartico
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Definita da legami a idrogeno tra il gruppo carbonilico e il
gruppo N-H dei legami peptidici che formano la proteina. elica:
lN-H di un legame peptidico forma un legame a idrogeno col gruppo
C=O di un altro legame peptidico lungo la stessa catena (uno ogni
3,6 amminoacidi). Struttura rigida a spirale.
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foglietto- : legami a idrogeno tra catene peptidiche affiancate
e parallele
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La maggior parte delle proteine un misto delle due strutture e
di altre strutture (es. eliche con leggi diverse)
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fibroina, sericina La seta del baco da seta (Bombyx mori)
costituita da una proteina tessile, detta fibroina, ed una
non-strutturale e collosa, detta sericina. Fibroina Fibroina: ricca
di glicina, alanina e serina nella forma GAGAGS Sericina Sericina:
piu ricca di gruppi polari come idrossili, carbossili e gruppi
amminici, e nel complesso pi ricca in serina (circa 30% del totale
degli amminoacidi presenti).
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I poliidrossialcanoati (PHA) sono dei poliesteri alifatici
prodotti direttamente da microrganismi per fermentazione di
sostanze naturali. Possono essere prodotti come omopolimeri
(poliidrossibutirrato) o come copolimeri
(poliidrossibutirrato-copoliidrossivalerato). Rnomesigla
idrogenoPoli 3-idrossipropionatoPHP metilePoli
3-idrossibutirratoPHB etilePoli 3-idrossivaleratoPHV propilePoli
3-idrossiesanoatoPHE I loro impieghi sono vari; uno di questi molto
interessante, la possibilit di sostituire il PET nella produzione
delle bottiglie.
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Semicristallino (cristallinit 60-80%) Tm = 170 180 C Tm = 170
180 C Tg = 4 C Tg = 4 C Densit 1.25 g/cm3 Densit 1.25 g/cm3 Molto
simile al polipropilene isotattico Molto simile al polipropilene
isotattico n H2OH2O
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I poli-idrossialcanoati a catena media o corta possono essere
sintetizzati per opera di batteri, ad esempio durante il
trattamento di grassi ed oli esausti. Alcuni batteri
(Rhodospirillum rubrum, Rhodocyclus gelatinosus e Rhodococcus
ruber) sono in grado di sintetizzare PHA, in particolare
co-polimeri di 3- idrossibutirrato (3HB), 3- idrossivalerato (3HV),
e 3-idrossiesanoato (3HHx) dallesanoato Alcuni batteri
(Rhodospirillum rubrum, Rhodocyclus gelatinosus e Rhodococcus
ruber) sono in grado di sintetizzare PHA, in particolare
co-polimeri di 3- idrossibutirrato (3HB), 3- idrossivalerato (3HV),
e 3-idrossiesanoato (3HHx) dallesanoato. Cellule batteriche con
sviluppo di PHA Prodotto per fermentazione batterica di sorgenti
organiche con accumulazioni di granuli nel citoplasma
cellulare
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La gomma naturale lisomero cis-1,4-poli-isoprene. Materiale
amorfo elastomerico. Caratteristica legata alla conformazione delle
catene ed al numero di cross- links. Lisomero trans la guttaperca.
Materiale altamente cristallino e rigido.
(1,4-cis-polyisoprene)
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Gomma arabica : essudato vegetale Catene di D-galattosio e
D-galatturonico ramificate + 10% frazione proteica. Gomma
tragacanth : essudato vegetale. Alto contenuto di D-galatturonico,
fortemente ramificate e poco solubili in acqua.