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Polimeri: PLA
Mattia Gianfranceschi
Created on March 24, 2024
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Transcript
PLA
Polimeri: Acido polilattico
non è sinonimo di monomero, che invece è il reagente da cui si forma il polimero
legame chimico in cui due atomi mettono in comune delle coppie di elettroni
molecola di dimensioni molto grandi e di peso molecolare molto elevato
legami covalenti
unità strutturali
macromolecola
Cos'è un polimero?
Con polimero si intende una formata dalla ripetizione in catena da uguali legate tra loro da .
Classificazione dei Polimeri
Classificazione dal diagramma sforzo-deformazione
Classificazione per struttura
Classificazione in base al peso molecolare
Altre classificazioni
Sono fatti di catene polimeriche reticolate, il che rende il materiale rigido e insolubile: non può essere fuso senza andare incontro a degradazione chimica. Questo comportamento è dovuto al fatto che le reticolazioni ostacolano la mobilità delle macromolecole, dando luogo a un comportamento fragile.
Sono costituiti da catene lineari, poco ramificate. Diventano malleabili quando vengono riscaldati e tornano allo stato solido quando si raffreddano. Possono essere fusi e rimodellati molte volte, senza subire alterazioni chimiche o degradazioni.
termoindurenti
termoplastici
Le resine si dividono a loro volta in composti e .
- Fibre
- Resine
- Elastomeri
Una delle classificazioni dei polimeri può essere attuata in base al loro comportamento se sottoposti ad uno sforzo. Il grafico mostra la deformazione di tre categorie di polimeri in funzione dello sforzo. Queste tre categorie sono:
Diagramma sforzo-deformazione
Reticolati
A rami incrociati
Ramificati
Lineari
I monomeri formano tre o più legami covalenti formando reti tridimensionali
Le unità ripetitive, appartenenti ad una singola catena, sono unite da un estremo all’altro
Dalla catena partono ramificazioni laterali, generati da reazioni laterali che avvengono durante il processo di sintesi
Le catene lineari adiacenti sono unite in vari punti da legami covalenti
Struttura
Classificazione dei polimeri secondo la loro struttura tridimensionale
Peso molecolare
Il peso molecolare serve a dare un'idea delle dimensioni della catena di un polimero. Si misura in g/mol. Corrisponde al grado di polimerizzazione, ovvero il numero medio di unità ripetitive appartenenti ad una catena.
103 g/mol
Grado di polimerizzazione intermedio, sono solidi cerosi o resine morbide.
102 g/mol
Catene corte e quindi polimeri allo stato liquido o gassoso.
>104 g/mol
Grado di polimerizzazione elevato, sono solidi e sono anche detti alti polimeri.
Sintetici: polimerizzati artificialmente come ad esempio PVC e PET.
Artificiali: ottenuti dalla modificazione di polimeri naturali.
Altre Classificazioni dei polimeri
Natura dei polimeri
Naturali: composti presenti in natura come i polisaccaridi.
Come si ottengono
Reazioni di condensazione: reazione di due diversi gruppi funzionali o due diversi monomeri.
Reazioni di addizione: addizione di monomeri insaturi alla catena.
PLA: Biopolimero
La bioplastica biodegradabile e compostabile
I biopolimeri sono materiali derivati da fonti rinnovabili di origine vegetale.
Occorrono circa 500 anni prima che una bottiglia di plastica finita in mare possa essere attaccata dai batteri.
Un materiale per essere classificato biopolimero deve essere sia compostabile che biodegradabile.
L'acido lattico viene separato dalla miscela di fermentazione e purificato prima della polimerizzazione.
Il glucosio viene fatto fermentare da batteri Lactobacillus per ottenere acido lattico, il monomero dell'acido polilattico.
L'amido, estratto dalla biomassa ottenuta con la macinazione del mais, è convertito in glucosio con idrolisi enzimatica.
Purificazione
Fermentazione
Idrolisi
Il PLA è un biopolimero ottenuto dalla polimerizzazione dell'acido lattico
PLA o acido polilattico
Polimerizzazione
Inoltre la sua natura termoplastica e il basso punto di fusione lo rendono un materiale adatto all'estrusione per stampa 3D, rendendolo uno dei materiale più utilizzati in questo campo.
Grazie alla sua trasparenza, alla stabilità a basse temperature, all'impermeabilità e alla resistenza alle sostanze grasse il PLA viene adoperato principalmente nell'industria alimentare per imballaggi, bottiglie, buste, bicchieri e posate.