ELASTOMERI

Elastomero è una parola fantastica, tutto ciò che significa in realtà è "gomma".

Alcuni polimeri comprendono poliisoprene o gomma naturale, polibutadiene, poliisobutilene, e poliuretano. Ciò che rende speciali gli elastomeri è il fatto che rimbalzano. Dire solamente "rimbalzano" è molto vago. Cerchiamo di essere più precisi. Ciò che rende speciali gli elastomeri è il fatto che possono essere allungati molte volte la loro lunghezza originale, e possono ritornare alla loro forma originale senza deformarsi.Perché?

Facciamo lavorare Entropia!

Entropia è disordine. Le cose nell'universo amano l'entropia e tendono a diventare più disordinate. Ecco perché è più facile tenere una camera disordinata che non ordinata. Questo cane si chiama Entropia, è un nome appropriato perché corre in tondo come un pollo ruspante  non appena gli umani la lasciano libera in casa. Le molecole polimeriche sono così. Le molecole in un pezzo di gomma, qualsiasi tipo di gomma, non sono ordinate. Girano e si aggrovigliano una con l'altra in una massa disordinata. Si divertono così.

Ecco come appaiono le catene polimeriche di un pezzo di gomma non allungata.Entropia adora tutto ciò!

Ma ora tirate il pezzo di gomma e tutto viene rimescolato. Le molecole sono obbligate ad allinearsi nella direzione in cui viene tirata la gomma. Quando le molecole si allineano in questo modo diventano più ordinate. Se le allungate a sufficienza le catene si allineeranno per  cristallizzarsi. A loro non piace. Ricordate, amano l'entropia (amano essere disordinate).

Ecco come appaiono le catene polimeriche in un pezzo di gomma allungata. Entropia non ama queste cose.

Quando rilasciate il pezzo di gomma che avete allungato le molecole tornano rapidamente al loro stato di disordine e si aggrovigliano. Agiscono in questo modo per tornare ad uno stato di entropia. Ricordate, a loro piace l'entropia.

Quando avviene questo, il campione ritorna alla sua forma originale.

Vetro o gomma?

Naturalmente non tutti i polimeri amorfi sono elastomeri. Alcuni sono termoplastici. Perché? Il fatto che un polimero amorfo sia un termoplastico o un elastomero dipende dalla sua temperatura di transizione vetrosa, o T_g. E' la temperatura oltre la quale un polimero diventa morbido e pieghevole e al di sotto della quale diventa rigido e vetroso. Se un polimero amorfo ha una T_g inferiore alla temperatura ambiente quel polimero sarà un elastomero, poiché è morbido e gommoso a temperatura ambiente. Se un polimero amorfo ha una T_g superiore alla temperatura ambiente, sarà un termoplastico, poiché è rigido e vetroso a temperatura ambiente. Si può dire in pratica che per quanto riguarda i polimeri amorfi, gli elastomeri hanno una T_gbassa ed i termoplastici hanno una T_g alta. (Attenzione però questo funziona solo per i polimeri amorfi, e non per i polimeri cristallini)

Una Molecola può fare Molto

Per fare in modo che gli elastomeri rimbalzino ancora meglio è utile reticolarli. Si tratta di formare reticoli con legami covalenti tra le diverse catene polimeriche, unendole in un'unico reticolo tridimensionale. Si, la maggior parte degli oggetti in gomma contengono solo una molecola! Quando le catene polimeriche sono unite tra loro in questo modo, è ancora più difficile far loro cambiare la loro forma originale, quindi rimbalzano ancora meglio quando vengono allungate.

Questo però rende difficile il riciclo degli elastomeri. Pensateci. Come si può fondere una molecola? Per ottenere elastomeri riciclabili è necessario trovare un modo per legare insieme le molecole quando si usa la gomma, ma amche un modo che lasci separare le molecole quando vengono processate. La risposta è l'elastomero termoplastico.

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