Polimeri naturali e sintetici: differenza e applicazioni
Polimeri naturali e sintetici: differenza e applicazioni
In chimica si distinguono polimeri naturali e sintetici, e “a metà strada” tra le due categorie, ci sono i polimeri artificiali.
In questo articolo, cerchiamo di fare chiarezza sulle differenze che contraddistinguono le tre tipologie, anche con elenchi di esempi e caratteristiche.
Un’applicazione di un polimero sintetico che conosciamo bene, il polivinilcloruro, o PVC per far più in fretta a chiamarlo, è rappresentata dalle nostre porte industriali a strisce.
Qual è la differenza tra polimeri naturali e sintetici
Come suggeriscono gli aggettivi delle due espressioni, i polimeri naturali e i polimeri sintetici si differenziano per l’origine: i primi sono il risultato di reazioni naturali che si verificano all’interno degli organismi, mentre i secondi derivano da sintesi realizzate in laboratorio.
Dunque, i primi hanno origine direttamente nel mondo così com’è, i secondi devono la loro esistenza all’intervento degli esseri umani.
Polimeri naturali
In natura sono presenti vari tipi di polimeri naturali tra cui, per esempio, i polisaccaridi e le proteine, che sono i “mattoncini” dei capelli, ma anche di materiali come lana e seta.
I polisaccaridi si trovano nella cellulosa, nell’acido ialuronico, nella chitina e nell’amido.
Infine, c’è addirittura il progetto alla base di ogni essere vivente nella categoria dei polimeri naturali, che diventa così per noi un po’ speciale: DNA e RNA, infatti, sono proprio catene di gruppi molecolari, macromolecole con un elevato peso molecolare.
I polimeri artificiali
Anche se non lo sappiamo, nella quotidianità di sicuro abbiamo già fatto la conoscenza dei polimeri artificiali.
Appartengono alla classe diversi materiali molto comuni, come rayon e acetato di cellulosa.
Il rayon è chiamato anche “seta artificiale” oppure “modal” ed è un materiale morbido e lucente, molto utilizzato nell’industria tessile e apprezzato da consumatrici e consumatori.
L’acetato di cellulosa deriva dal trattamento della cellulosa con due composti organici, l’acido acetico e l’anidride acetica, insieme a dei catalizzatori.
Si tratta di una resina cellulosica, un composto termoplastico resistente, versatile e tenace.
I polimeri artificiali sono così chiamati perché derivano da modifiche effettuate in laboratorio sui polimeri naturali.
Si tratta di interventi che influiscono sulle caratteristiche e le proprietà delle macromolecole utilizzate.
Polimeri sintetici
I polimeri sintetici sono una risorsa per numerosi settori industriali come quello automobilistico, manifatturiero, della logistica e alimentare.
Fanno parte della “famiglia” polietilene, polipropilene, polistirene, nylon e PVC, cioè cloruro di polivinile o polivinilcloruro.
I “poli-qualcosa” che abbiamo elencato sono accomunati dal fatto di essere il risultato di sintesi chimica, quindi sintetici.
Che cos’è la sintesi chimica
Spieghiamo in modo sintetico che cosa si intende per sintesi chimica.
Già di per sé l’espressione dà degli indizi: c’è qualcosa che viene messo insieme con qualcos’altro, come quando molte informazioni sono condensate nei nessi più importanti.
Qui invece delle informazioni abbiamo molecole e invece di connessioni logiche, concettuali, reazioni chimiche.
La sintesi chimica non è altro che una reazione chimica o un insieme di reazioni che vengono realizzate in laboratorio per ottenere un determinato composto.
Si tratta di un processo riproducibile che con affidabilità rende disponibili materiali utili ai diversi campi del settore industriale.
Classificazione dei polimeri sintetici
Il grande mondo dei polimeri sintetici racchiude una ricchezza di aspetti diversi che permettono ulteriori classificazioni.
Infatti, i composti che fanno parte della classe sono a loro volta suddivisi in sottoclassi: la categorizzazione avviene in base al tipo di reazione che li ha costituiti, alle modalità di crescita delle macromolecole, alle proprietà che li caratterizzano e alla strutture delle catene.
Le reazioni chimiche all’origine dei polimeri sintetici sono:
- poliaddizione;
- poliaddizione con attacco all’isocianato;
- poliaddizione con apertura di anello;
La crescita delle macromolecole può essere continua, a gradini o a blocchi alternati.
La struttura della catena di un polimero assume tre tipi differenti di configurazione: lineare, reticolata, ramificata.
Infine, in base alle proprietà, si distinguono polimeri termoplastici, polimeri termoindurenti, elastomeri e polimeri biodegradabili, detti anche “biopolimeri”.
Il polivinilcloruro (PVC)
Il polivinilcloruro fa parte della categoria dei polimeri sintetici e si ottiene attraverso una reazione chimica chiamata “poliaddizione radicalica”, o anche “polimerizzazione radicalica”.
Il processo coinvolge dei radicali, cioè molecole reattive che presentano almeno un elettrone spaiato nell’orbitale esterno.
Questo tipo di poliaddizione è molto usato per ottenere polimeri contraddistinti da doppi legami carbonio-carbonio.
Gli alcheni costituiti da atomi di carbonio e di idrogeno e caratterizzati da basso peso molecolare vengono così polimerizzati in modo veloce e affidabile.
Il PVC è molto richiesto e utilizzato nell’edilizia, sia privata sia industriale.
Per esempio, si rivela ottimo per realizzare porte a bandelle destinate a officine, laboratori, magazzini e spazi refrigerati del settore alimentare.
