Quiz sui polimeri: impara la chimica delle macromolecole

Guida ai polimeri: concetti chiave e errori da evitare

I polimeri sono macromolecole formate dall'unione ripetuta di unità strutturali chiamate monomeri, collegate da legami covalenti. La reazione che li forma si chiama polimerizzazione e si distingue in due grandi meccanismi: la polimerizzazione a catena (addizione), tipica di monomeri insaturi come l'etilene che dà origine al polietilene, e la polimerizzazione a stadi (condensazione), in cui si forma anche una piccola molecola secondaria come l'acqua, come nella sintesi del nylon da diammine e acidi dicarbossilici. Un errore comune è confondere i due meccanismi: non tutti i polimeri si formano per addizione, e la presenza di un gruppo funzionale come -OH o -NH2 sugli estremi del monomero suggerisce spesso una condensazione.

La struttura e le proprietà dei polimeri dipendono dalla disposizione delle catene. Nei polimeri termoplastici le catene sono tenute insieme da forze intermolecolari deboli e il materiale può essere fuso e rimodellato più volte, come nel polietilene e nel PVC. Nei polimeri termoindurenti, invece, le catene sono reticolate da legami covalenti: una volta induriti, come la bachelite, non si possono più rifondere e tendono a degradare se riscaldati eccessivamente. Attenzione anche alla distinzione tra polimeri omopolimeri, formati da un solo tipo di monomero, e copolimeri, che ne contengono due o più: le proprietà meccaniche e termiche cambiano sensibilmente con la composizione.

Un altro punto spesso frainteso riguarda la stereoregolarità e il grado di polimerizzazione. Il grado di polimerizzazione indica il numero medio di unità ripetute in una catena e influenza direttamente la massa molare e la resistenza del materiale. La tatticità, cioè la disposizione dei sostituenti lungo la catena (isotattica, sindiotattica, atattica), determina la cristallinità: il polipropilene isotattico è rigido e cristallino, mentre quello atattico è amorfo e morbido. Ricorda infine che il monomero e il suo polimero hanno formule diverse: il polietilene non è una catena di molecole di etilene intatte, ma di unità -CH2-CH2-, perché il doppio legame si apre durante la polimerizzazione.