H H
H C C H
H H
MM= 30 amu
30 g
→
1g
→
6.02 1023 molecole
2.00 1022 molecole
PICCOLA
MOLECOLA
MACROMOLECOLA
M.P. Luda
MM= 300000 amu
300000 g
→
1g
→
materiali polimerici 2
6.02 1023 molecole
2.00 1018 molecole
1
CATENA
PRINCIPALE
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
GRUPPI
PENDENTI
M.P. Luda
materiali polimerici 2
2
Gruppo pendente
CH3
CH3
CH3
CH3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2
c’è qualche “regolarità?
CH3
CH3
CH3
CH3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2
CH3
Unità
ripetitiva
(unità
strutturale)
M.P. Luda
CH2
CH
n
Struttura “abbreviata”
materiali polimerici 2
3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2
Cl
Cl
Cl
Cl
CH2 CH
n
Cl
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2
CH2 CH
n
M.P. Luda
materiali polimerici 2
4
O
O
C N CH2
H
6
N C
O
CH2
H
4
O
C N CH2
H
6
N C
O
CH2
H
4
O
C N CH2
H
6
N C
H
O
N CH2
H
O
C N
H
CH2
5
6
N C
O
C N CH2
C N ( CH2 )5 C N CH2
H
CH2
H
O
5
O
4
C
n
O
H
H
5
O
C N CH2
M.P. Luda
materiali polimerici 2
H
5
n
5
H O
O
N C O CH2
H
2
O
N C O CH2
O
O C N
H
CH3
2
O C N
O
H
N C O CH2
H
CH3
2
O
H O
N C
O
O CH2
O
O CH2
2
O C
M.P. Luda
O
O
C O CH2
2
O C
materiali polimerici 2
2
O C N
H
O
C O CH2
n
CH3
O
2
O C
O
O
C
C O CH2
2
O
n
6
OH
OH
CH2
CH2
CH2
OH
OH
CH2
CH2
n
CH2
CH2
O
O CH2
O CH2
O CH2
O CH2
O
n
CH3
C
O CH2
CH CH2
CH3
OH
O
n
CH3
O CH2
CH CH2
OH
M.P. Luda
O
C
CH3
O CH2
CH3
materiali polimerici 2
CH CH2
OH
O
C
CH3
7
coda
CH2
CH CH2
testa
CH CH2
CH
Concatenamento testa-coda (regolare)
testa
CH2
CH CH2 CH
testa
coda
CH2
CH CH2
Concatenamento testa-testa
M.P. Luda
CH CH2
coda
CH2
CH CH2
Concatenamento coda-coda
materiali polimerici 2
8
Cosa c’è all’estremità delle catene polimeriche?
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH3
CH2 CH CH2 CH CH2 C
CH2
estremità di catena
(TERMINALI)
diverse dall’unità
strutturale
ogni catena lineare presenta 2 terminali di catena
i terminali di catena modificano il comportamento di un
polimero??
M.P. Luda
materiali polimerici 2
9
Omo-polimero: Tutte Unità ripetitive dello stesso tipo
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2
Unità ripetitiva
Co-polimero
Unità ripetitiva di tipo 1
Unità ripetitiva di tipo 2
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2
C
M.P. Luda
N
C
sequenza delle unità
ripetitive
N
materiali polimerici 2
10
Copolimeri
STATISTICO
sequenza delle unità
ripetitive
ALTERNATO
BLOCCHI
INNESTO
M.P. Luda
materiali polimerici 2
11
Ramificazioni
Ramificazioni lunghe
Ramificazioni corte
Punti di ramificazione
Estremità di catena
(punti di diversità)
M.P. Luda
materiali polimerici 2
12
Un ramificazione è vincolata alla catena principale da un solo lato
H2C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2 CH CH2 CH2 CH2
CH2
CH2
CH2
CH2 CH2 CH
H2C
CH2
CH2
CH2
H2C CH2
ramificazioni
lunghe, è difficile
riconoscere la
catena principale
CH3
CH3
CH2
CH2
CH2 CH2 CH CH2 CH2
CH2
CH2 CH CH2
CH2
ramificazioni
corte
CH2
H3C
M.P. Luda
materiali polimerici 2
13
Architetture molecolari
M.P. Luda
materiali polimerici 2
14
Densità molecolare crescente dal
centro alla periferia
M.P. Luda
materiali polimerici 2
15
Sistemi reticolati
M.P. Luda
materiali polimerici 2
16
Un reticolazione è vincolata alla catena principale dai due lati
unione di due catene
tramite reticolazione
OH
H2C
CH2
CH2
H2C
H2C
OH
CH2
CH2
H2C
OH
M.P. Luda
OH
H2C
CH2
CH2
CH2
CH2
OH
resina
fenoloformaldeide
OH
materiali polimerici 2
17
Reticolazioni
Reticolazione:
unisce catene polimeriche su piani differenti con:
•legami primari (reazione chimica):
reticolazione permanente (sistemi
termoindurenti)
•legami secondari (cristalliti):
reticolazione fisica, reversibile
•aggrovigliamenti tra macromolecole
reticolazione "fitta":
fitta comportamento duro e/o
fragile
reticolazione "lasca":
lasca comportamento elastico
M.P. Luda
materiali polimerici 2
18
Forze di legame
• Le proprietà dei materiali polimerici
dipendono dall’elevato peso molecolare e
dall’instaurarsi di legami secondari
intercatena.
• Anche forze di legame intercatena deboli
possono incidere notevolmente sulle
proprietà delle molecole se il peso
molecolare è alto
M.P. Luda
materiali polimerici 2
19
Forze di legame
• Le forze di legame diminuiscono fortemente
con la distanza
• legami secondari forti si stabiliscono fra
catene che possono avvicinarsi (catene
ordinate)
– es gomma nello stato di tensione (Catene
vicine) non sensibile ai solventi; nello stato di
riposo (catene distanti) si
M.P. Luda
materiali polimerici 2
20
Legami secondari
•
•
•
•
Legami idrogeno ~ 30-40 kJ/mol
Legami dipolo-dipolo ~ 10-20 kJ/mol
Legame ionico
Forze di induzione, dispersione, di London
~ 1kJ/mol
C-C covalente 330 kJ/mol
M.P. Luda
materiali polimerici 2
21
Legame H
Il legame idrogeno è essenzialmente
un legame accettore-donatore
--
+
δH
-δ O
+
δH
δ
O
H
δ+
Hδ
--
+
δ O
H
A-H------B
donatore
δ+
+
δ
H
O H O
C
C
O H O
O
R C
N H
R
O
C
R
H N
R
M.P. Luda
materiali polimerici 2
22
-
Oδ
C
δ+
Legame dipolo-dipolo
-
O
H δδ
Oδ
C
C
+
δ
H
Forze di dispersione
δδ
+
H δδ
-
H
H
C
C
C
H
C
C
O
O
O
-
δδ
+
Legame ionico
Me
M.P. Luda
materiali polimerici 2
23
Conseguenza della lunghezza tra delle catene
2
Gli aggrovigliamenti
tengono unite catene diverse
1
3
Molti legami intermolecolari da
rompere per separare le catene
Le macromolecole hanno movimenti
più lenti delle piccole molecole
M.P. Luda
materiali polimerici 2
24