Intro.
Polimero: Sostanza naturale ed artificiale composta da macromolecole
lunghi filamenti aggrovigliati
Polimeri: genericamente sono composti organici macromolecolari.
Resine sintetiche
Elastomeri
POLIMERI
Macromolecole (MM) costituite dal ripetersi
di unità strutturali uguali concatenate tra
loro.
ES:
In genere le macromolecole sono
disordinate, ma a volte sono ordinate e
regolari, come nell’esempio.
Le MM spesso sono catene di C legate da
legami covalenti, che formano la catena
principale.
MONOMERI
COPOLIMERI
Sostanze
organiche semplici,
si uniscono con
legami covalenti
che formano MM.
Polimeri le cui MM sono
formate dall’unione di 2 o +
monomeri diversi.
Classificazione dei Polimeri.
Polimeri Naturali: Sono presenti in natura (cellulosa, proteine, gomma naturale)
Polimeri Sintetici: Sono prodotti artificialmente (fibre tessili, elastomeri, materie plastiche)
- - MATERIE PLASTICHE - Intro.
1.
2.
3.
4.
5.
Sono polimeri sintetici ad alto peso molecolare.
A T° ambiente sono rigidi e duri, riscaldandoli si possono modellare svariate volte.
Prendono il nome di Resine Sintetiche, o semplicemente Resine.
Grado di polimerizzazione inferiore alle materie plastiche finali
Aggiunta di additivi per migliorarle e diminuirne i costi.
Grado di polimerizzazione.
Si intende il numero di unità strutturali concatenate che formano la MM.
Dato che ogni polimero ha MM di dimensioni diverse, si parla di Grado medio di polimerizzazione.
-- I polimeri che hanno grado di polimerizzazione basso prendono il nome di Oligomeri
Peso Molecolare.
Peso Molecolare molecola polimero = peso molecolare x N
Come per il Grado di Polimerizzazione, si parla di un Peso molecolare medio.
Strutture.
In base alle config. MM possono avere 3 tipi di strutture:
1. Lineare.
2. Ramificata.
3. Reticolata.
Proprietà.
PROPRIETA’
Densità
VALORE
Bassa, tra 0,9 g/cm3 e 2,1 g/cm3
Dilatazione Termica
Elevata
Conduttività Termica
Bassa
Conduttività Elettrica
Bassa, sono buoni isolanti
Rammollimento
Rammolliscono con l’aumentare della T°
Stabilità Termica
Bassa dato che ad alte T° non vanno bene
Invecchiamento
Con il trascorrere del tempo invecchiano e diventano + fragili
Rigonfiamento
Possono assorbire acqua o ossigeno e rigonfiarsi
Proprietà Ottiche
Proprietà Meccaniche
Dipende dalla struttura, quelli amorfi e puri sono trasparenti
Resistenza e deformabilità dipendono dalla velocità di deformazione e dalla temperatura
Dipendono molto dalle forze di attrazione intermolecolari.
PROVE MECCANICHE:
1. Prova di trazione (a basse T° è fragile)
2. Prova di allungamento
resistenza a trazione e modulo elasticità
possono variare notevolmente
può variare notevolmente a T° ambiente
3. Prova di flessione
4. Prova di scorrimento viscoso
5. Prova di resilienza
6. Prova di durezza
MIGLIORAMENTO PROPRIETA’ MECCANICHE:
Possono essere migliorate in vari modi, per esempio favorendo la cristallizzazione e reticolazione chimica.
Un metodo molto efficace è quello di aggiungere dei Rinforzanti andando così a produrre le Resine Composite.
Classificazione.
Termoplastiche: Rammollimento senza trasformazioni chimiche, quindi è reversibile.
Termoindurenti: Rammollimento con trasformazioni chimiche. Durante la produz. Industriale la catena reticolata
non viene completata, si completa con il riscaldamento, quindi risulta irreversibile.
Meccanismi di polimerizzazione.
1. Policondensazione
2. Poliaddizione
1. POLICONDENSAZIONE:
PRINCIPIO GENERICO: Due molecole reagiscono tra loro formando una molecola di prodotto principale, ed
eliminano una molecola di prodotto secondario semplice.
-
E’ poco usata in campo dentale.
1. POLIADDIZZIONE:
PRINCIPIO GENERICO: Due molecole della stessa sostanza o non, si uniscono e formano un unico prodotto, ma al
contrario della policondensazione, non vengono eliminate le sostanze secondarie.
-
Molto usata in campo dentale.
E’ una reazione a catena
I monomeri + comuni che danno questa reazione sono C=C
doppio legame
MECCANISMO: - Reazione a catena che segue uno schema lineare.
- Richiede una attivazione data dagli Iniziatori.
PERIODI:
1. Periodo iniziale
2. Periodo di propagazione (fase di accrescimento)
3. Periodo di chiusura (fase di terminazione)
1. Le molecole vengono attivate dagli iniziatori.
2. Avviene la crescita delle MM del polimero
3. Fine della crescita delle MM.
A seconda del tipo di attivazione la poliaddizione si divide in:
1. Polimerizzazione radicalica
2. Polimerizzazione ionica
+ usata
- usata
1. RADICALICA:
- Nel processo iniziale (Attivazione) abbiamo la formazione di Radicali liberi.
- Gli iniziatori sono composti organici che si decompongono facilmente.
TIPI DI POLIMERIZZAZIONI RADICALICHE DENTALI:
1.
2.
3.
4.
Attivazione Termica
Attivazione Chimica
Attivazione Fotochimica
Attivazione tramite Microonde.
1.
2.
3.
4.
Le molecole vengono decomposte tramite calore
I Radicali liberi vengono prodotti a T° ambiente tramite iniziatore.
I Radicali liberi vengono prodotti a T° ambiente tramite luce visibile sull’iniziatore.
I Radicali liberi vengono prodotti tramite microonde.
INIBIZIONE.
La polimerizzazione può essere inibita (rallentata) dalla presenza di sostanze che possono reagire con i Radicali.
-
Le sostanze che generano inibizione si chiamano Inibitori.
Un inibitore è l’ossigeno (x questo è meglio polimerizzare sottovuoto)
GRADO DI CONVERSIONE.
E’ la percentuale di doppi legami che hanno reagito nella polimerizzazione.
Materie plastiche termoplastiche amorfe.
Bassa T°
-
Il materiale è vetroso (solido amorfo rigido)
Il volume aumenta e diminuisce il modulo di elasticità.
Si raggiunge la Tg (Temperatura di transizione vetrosa)
Alla Tg il volume aumenta
Il materiale diventa coriaceo e meno fragile
Il materiale diventa gommoso
Il materiale diventa liquido con comportamento viscoso
Se Tg è simile a T° ambiente il
polimero è tenace, se è
inferiore è viscoelastico
(gommoso)
Alta T°
Materie plastiche termoplastiche cristalline.
- Possono cristallizzare parzialmente (quando hanno struttura regolare)
- La cristallizzazione può essere elevata ma mai completa
- Dentro il polimero abbiamo zone ordinate e disordinate
Alta T°
Bassa T°
- Tf al di sopra della quale sono liquidi.
- Se viene raffreddato quando è quasi fuso si aumenta la densità (polimero rigido ma non fragile)
- Si raggiunge la Tg (Temperatura di transizione vetrosa) diventa fragile.
GRADO DI CRISTALLINITA’.
E’ la percentuale in peso di materiale che si trova allo stato cristallino.
TEMPERATURA DI DEGRADAZIONE.
E’ la temperatura alla quale il polimero brucia o carbonizza.
TIPI DI MATERIE PLASTICHE.
NOME
Polietilene
Polivinilcloruro
Polipropilene
Policarbonati
Poliesteri
SIGLA
PE
PVC
PP
PC
PET
Materie plastiche termoindurenti.
-
Si presentano allo stato amorfo
Vengono formati tramite caloro o mescolando assieme + prodotti che vanno a formare il reticolo.
+ DIFFUSE:
1.
2.
3.
4.
5.
Fenoplasti
Amminoresine
Poliesteri
Resine Epossidiche
Poliuretani
Copolimeri.
In base a come si concatenano le unità monometriche, si formano questi 4 gruppi:
-
Alternati
-
Random
-
A Blocchi
-
Ad Innesto
Elastomeri.
-
Sono Polimeri organici ad alto peso molecolare
Elevata elasticità, basso modulo elasticità
Gomma naturale (caucciù), Gomme sintetiche (elastomeri sintetici)
Vengono sottoposti a Vulcanizzazione per migliorarne le proprietà.
Riscaldamento in presenza di Zolfo.
-
Resistono alla Lacerazione
Molto importante in campo dentale per le impronte.
ELASTOMERI SINTETICI:
PROPRIETA’
ESEMPI
Stirabilità elevata
Poliisopropene (gomma naturale)
Elevato carico di rottura allo stato stirato
Gomme siliconiche
Rapido recupero delle dimensioni iniziali
Gomme Poliestere
Basso scorrimento viscoso
Gomme Poliuretaniche
STRUTTURA DEGLI ELASTOMERI:
- Sono Amorfi
- Tg inferiore a quella ambiente
- Formati da lunghe MM lineari e flessibili aggrovigliate
Additivi per Materie Plastiche & Elastomeri.
ADDITIVO
Riempitivi
Rinforzanti
Plastificanti
Agenti Reticolanti
Anti-invecchianti
Pigmenti
Inibitori
FUNZIONE
Vengono aggiunti per ridurre il costo dei materiali
Vengono aggiunti per migliorare le proprietà meccaniche.
Consente di ottenere materiali con modulo di elasticità maggiore e minore deformabilità prima
della rottura
Vengono aggiunti per migliorare la plasticità, cioè per renderlo più adatto alle operazioni di
formatura .
Vengono aggiunti per modificare le proprietà del polimero grazie alla formazione di
reticolazioni tra le MM.
Vengono impiegati nei polimeri lineari
Vengono aggiunti per ritardare la degradazione che avviene nel tempo
Vengono aggiunti per colorare i polimeri, senza modificarne le proprietà
Possono essere organici o inorganici
Vengono aggiunti per evitare che la polimerizzazione avvenga prematuramente, per esempio
nella conservazione prima dell’uso.