Le fibre tessili I polimeri

Prima di trattare le fibre tessili riportiamo alcune notizie sulle macromolecole o alti polimeri alla cui famiglia appartengono le fibre tessili Un polimero è una grande molecola che ha l’aspetto di una lunga catena, alla quale possono essere legate ramificazioni. La molecola è formata da tante unità-base chiamati monomeri

Un polimero è una grande molecola che ha l’aspetto di una lunga catena, alla quale possono essere legate ramificazioni. La molecola è formata da tante unità-base, come avviene per le perle di una collana. Anche le unità base sono singole molecole, dette monomeri: si possono aggregare a gruppi di due, tre, quattro o più (e allora si chiamano dimeri, trimeri, tetrameri...) o a centinaia (alti polimeri). Un alto polimero naturale è la cellulosa, costituita da tante unità di zucchero. Una fibra di cotone (cellulosa quasi allo stato puro) per esempio, è formata da 3.500 monomeri di zucchero, mentre il polivinilcloruro ha una catena di 25 mila monomeri.

Altri polimeri sono le gomme e le materie plastiche, la lana, l’amido Oggi è possibile stabilire a priori l'ordine dei monomeri nella catena e modificarlo come si vuole per ottenere polimeri con caratteristiche diverse. Come fanno i monomeri a rimanere uniti tra loro per formare la grossa struttura del polimero? Ogni “perla della collana” è unita alle altre con un legame chimico, caratteristico per ogni polimero: una volta trovato il solvente adatto a scioglierlo, la catena si depolimerizza, cioè si spezza e libera le unità. Viceversa, nella polimerizzazione, si ricrea la struttura: è quanto avviene per esempio quando si ripara una bicicletta e, con uno speciale mastice, si “vulcanizzano” la gomma della camera d’aria e della toppa

Le sostanze macromolecolari sono composti a peso molecolare molto elevato (fino a qualche milione); esse sono dette anche alti polimeri perché sono costituite da una o più unità (monomeri) ripetute più volte e legate tra loro da legami chimici

Con il termine polimerizzazione si intende la reazione chimica che porta alla formazione di una catena polimerica, ovvero di una molecola costituita da molte parti uguali (detti "monomeri" o "unità ripetitive") che si ripetono in sequenza.

I polimeri rappresentano una classe di composti molto importanti: essi possono essere Ø naturali (come la cellulosa, le proteine)   Ø artificiali (fibre tessili artificiali) sintetici (come le fibre tessili sintetiche, gli elastomeri, le materie plastiche) presentano caratteristiche chimiche e fisiche peculiari

Con il termine omopolimeri si intendono i polimeri formati da un unico monomero ripetuto migliaia di volte, mentre i polimeri formati da due o più monomeri diversi vanno indicati con il termine di copolimeri.  

Proprietà dei polimeri

Grado di polimerizzazione e peso molecolare Per grado di polimerizzazione, n, di un polimero, si intende il numero medio di unità ripetitive che lo costituiscono; esso è una grandezza statistica utile alla caratterizzazione e alla costituzione del polimero. Una fibra di cotone (cellulosa quasi allo stato puro) per esempio, è formata da 3.500 monomeri di zucchero, mentre il polivinilcloruro ha una catena di 25 mila monomeri.

Occorre rilevare che al valore del peso molecolare sono legate alcune proprietà dei polimeri, quali Ø la resistenza alla trazione, Ø l’allungamento a rottura, Ø la durezza, ecc.

Tanto è vero, che esiste, per ogni polimero, un valore del peso molecolare, noto come valore critico, al di sotto del quale il polimero perde tutte le sue caratteristiche e si presenta allo stato viscoso oppure solido, ma friabile. Al di sopra del valore critico del peso molecolare, le proprietà meccaniche del polimero crescono proporzionalmente al crescere del peso molecolare per raggiungere poi, a valori di peso molto elevati, un valore pressoché costante.

MECCANISMI DI POLIMERIZZAZIONE La preparazione di macromolecole a partire da monomeri può essere effettuata attraverso due processi principali: policondensazione poliaddizione.

Polimerizzazione per POLICONDENSAZIONE Nel processo di policondensazione la formazione del polimero avviene per stadi ed i vari intermedi (dimero, trimero,….polimero) hanno la stessa reattività del monomero; ad ogni stadio si ha eliminazione di prodotti secondari a basso peso molecolare.

Polimerizzazione per POLIADDIZIONE Il processo di poliaddizione consiste in una condensazione di monomeri insaturi (etilene, propilene, cloruro di vinile, ecc.) ossia si ha una reazione a catena senza eliminazione di prodotti secondari.

Principali paesi produttori di cotone