Omopolimero vs copolimero: spiegazioni delle differenze chiave e delle applicazioni

Omopolimero vs copolimero: comprensione delle classificazioni dei polimeri

Comprendere le differenze tra omopolimeri e copolimeri è essenziale per selezionare il materiale appropriato per lo stampaggio a iniezione. In questo articolo approfondiremo le caratteristiche, le proprietà e le applicazioni sia degli omopolimeri che dei copolimeri, fornendo approfondimenti su come queste classificazioni dei polimeri influenzano la selezione e le prestazioni dei materiali.

Cos'è l'omopolimero

Un omopolimero è un tipo di polimero costituito da una singola unità monomerica ripetitiva nella sua struttura a catena. In altre parole, è costituito da molecole monomeriche identiche legate insieme in modo covalente per formare una lunga catena polimerica.

  • Un omopolimero ha un tipo di monomero: AAAAAA

Quali sono i diversi tipi di omopolimeri?

Alcuni esempi chiave di omopolimeri includono:

  • Cloruro di polivinile (PVC) – ottenuto da unità ripetitive di cloruro di vinile
  • Polietilene (PE) – costituito da unità ripetitive di etilene
  • Polietilene ad alta densità (HDPE) – un tipo di polietilene con maggiore densità e cristallinità
  • Polipropilene (PP) – costituito da unità ripetitive di propilene
  • Policarbonato – costituito da unità ripetitive di bisfenolo A e fosgene
  • Poliestere – costituito da unità ripetitive di un monomero estere
  • Nylon 6 – costituito da unità ripetitive di caprolattame
  • Nylon 11 – costituito da unità ripetitive di acido 11-amminoundecanoico
  • Politetrafluoroetilene (PTFE) – costituito da unità ripetitive di tetrafluoroetilene
  • Polistirene – costituito da unità ripetitive di stirene
  • Poliacrilonitrile – costituito da unità ripetitive di acrilonitrile
  • Nylon 6,6 – costituito da unità ripetitive formate dalla condensazione di esametilendiammina e acido adipico

Cosa sono i copolimeri?

Cosa sono i copolimeri?

Un copolimero è un tipo di polimero derivato da più di una specie di monomero. In altre parole, i copolimeri sono realizzati mediante copolimerizzazione – la polimerizzazione di due o più diversi tipi di monomeri insieme in un’unica catena polimerica.

  • Un copolimero ha due o più monomeri legati insieme: ABABAB

Quali sono i diversi tipi di copolimeri?

Alcuni esempi chiave di copolimeri includono:

  • Gomma stirene butadiene (SBR) - un copolimero casuale costituito da monomeri di stirene e butadiene
  • Acrilonitrile butadiene stirene (ABS) - un terpolimero costituito da monomeri di acrilonitrile, butadiene e stirene
  • Acetato di etilene-vinile (EVA) – un copolimero casuale di etilene e acetato di vinile
  • Polietilene-vinil acetato (PEVA) – un copolimero di etilene e vinil acetato
  • Gomma nitrilica: un copolimero casuale di acrilonitrile e butadiene, utilizzato in guanti e guarnizioni monouso
  • Copolimero stirene-acrilonitrile (SAN) - un copolimero alternato di stirene e acrilonitrile
  • Nylon 6,6 – un copolimero alternato di esametilendiammina e acido adipico
  • Acido poli(lattico-co-glicolico) (PLGA) – un copolimero di acido lattico e acido glicolico
  • Polistirene ad alto impatto (HIPS) - un copolimero ad innesto di polistirene e polibutadiene
  • Stirene-isoprene-stirene (SIS) – un copolimero a blocchi 

Qual è la differenza tra omopolimero e copolimero?

Qual è la differenza tra omopolimero e copolimero?

La differenza fondamentale è che l'omopolimero contiene solo un tipo di monomero che si ripete in una struttura semplice, mentre il copolimero incorpora due o più monomeri diversi, portando a strutture più complesse e proprietà combinate. La scelta tra loro dipende dai requisiti specifici dell'applicazione.

Gli omopolimeri hanno generalmente livelli di cristallinità più elevati, con conseguenti proprietà meccaniche superiori a breve termine, tra cui rigidità, resistenza alla trazione, resistenza all'impatto e resistenza allo scorrimento iniziale.

D'altro canto, i copolimeri mostrano una migliore resistenza all'ossidazione e una migliore resistenza allo scorrimento viscoso e alla rottura a lungo termine. 

I copolimeri, con la loro cristallinità inferiore, offrono vantaggi in termini di stabilità dimensionale, minore attrito e ridotta usura.

Sebbene gli omopolimeri abbiano un minore assorbimento di umidità, i copolimeri sono più resistenti all’idrolisi in acqua calda e hanno una migliore resistenza ai materiali alcalini. 

Mentre gli omopolimeri hanno una temperatura di distorsione termica più elevata a causa della loro maggiore cristallinità, i copolimeri vantano temperature di uso continuo più elevate a causa della loro stabilità superiore a lungo termine. 

Ecco il modulo per una facile comprensione:

ProprietàCopolimeroOmopolimero
Cristallinità
Rigidità
Resistenza alla trazione
Resistenza all'impattoPiù alto, soprattutto a basse temperature
Resistenza allo scorrimentoMigliori prestazioni a lungo termineMigliori prestazioni a breve termine
Resistenza alla fatica
Stabilità dimensionale
Resistenza chimicaMeglio, soprattutto agli acidi e agli alcali
Resistenza all'ossidazione
Resistenza all'acqua Meglio in acqua caldaMinore assorbimento di umidità, ma meno resistente all'idrolisi
Resistenza alla temperaturaTemperatura di utilizzo continuo più elevata grazie alla migliore stabilità a lungo termineTemperatura di distorsione del calore più elevata, ma temperatura di uso continuo più bassa
in lavorazioneTemperatura di lavorazione inferiore e finestra di lavorazione più ampia grazie alla minore cristallinitàFinestra di lavorazione più stretta e temperatura di lavorazione più elevata grazie alla maggiore cristallinità
Rinforzo in fibra di vetroProprietà meccaniche più elevate quando riempito con vetro grazie ad un migliore accoppiamentoProprietà meccaniche più deboli quando caricato con vetro rispetto al copolimero

Quali sono le applicazioni degli omopolimeri e dei copolimeri?

Comprendendo le applicazioni degli omopolimeri e dei copolimeri, puoi facilmente decidere quale scegliere in una determinata situazione.

Applicazione OmopolimeriCopolimeri
ConfezioneContenitori in plastica, borse, pellicole per alimenti e materie prime (ad es. polietilene, polipropilene)Alcol etilene vinilico (EVOH) come strati barriera negli imballaggi alimentari; acetato di etilene-vinile (EVA) in adesivi e sigillanti
Medicina e SanitàDispositivi medici, siringhe, strumenti chirurgici, forniture mediche monouso (ad es. polipropilene, PVC)Copolimeri biocompatibili come il PLGA in impianti medici, sistemi di somministrazione di farmaci, ingegneria dei tessuti; copolimeri a blocchi nelle medicazioni per ferite e nei dispositivi medici
Settore automobilisticoInterni di automobili, serbatoi di carburante, custodie per batterie, paraurti, rivestimenti interni, pannelli strumentali (ad esempio, polipropilene)Copolimeri di etilene in guarnizioni, tubi flessibili e finiture interne per resistenza e flessibilità; copolimeri a blocchi come l’SBS nei pneumatici
TessiliFibre e tessuti per tappeti, tappezzeria, abbigliamento, corde, spago (ad es. poliestere, poliammide)Spandex e nylon-6,6 per assorbimento dell'umidità e resistenza alla fiamma; copolimeri acrilici nei cosmetici e nei prodotti per la cura personale
Componenti elettriciIsolamento dei cavi, connettori, condensatori (ad es. polietilene, PTFE)
CostruzioneTubi, raccordi, materiali isolanti, rivestimenti (ad esempio PVC)Hot-melt a base di copolimero di etilene negli adesivi per l'edilizia e le costruzioni
Beni di consumoGiocattoli, attrezzature sportive, mobili, elettrodomestici, valigeria, casalinghi (vari omopolimeri)Copolimeri a blocchi nelle calzature, nei giocattoli e in altri beni di consumo
agricolturaTubi per l'irrigazione, balle di insilato, prodotti che trattengono l'umidità del terreno, pellicole per serre (ad es. polietilene)
IndustrialeLastre per serbatoi per acidi e prodotti chimici, tubi, imballaggi per il trasporto a rendere (vari omopolimeri)Membrane per la separazione di gas e liquidi; emulsionanti e disperdenti
Materiale avanzatoCopolimeri a blocchi in compositi, materiali ibridi e materiali reattivi; nanostrutture autoassemblate per varie applicazioni

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