Proprietà Elettriche e Ottiche dei Polimeri

Proprietà Elettriche

• La resistività (ρ) è la resistenza di un conduttore con lunghezza e area di 1 m².
• La costante dielettrica (ε) misura la capacità di un materiale di opporsi all'intensità del campo elettrico al suo interno.
• La rigidità dielettrica indica il valore limite di campo elettrico oltre il quale il materiale diventa conduttore.
• Il fattore di dissipazione (tg(δ)) misura la perdita di energia nel dielettrico sotto forma di calore.
• Un buon isolatore ha alta resistività, alta rigidità dielettrica, basso fattore di dissipazione e bassa costante dielettrica (a meno che non venga utilizzato per condensatori, in cui la costante dielettrica dovrebbe essere alta).

Proprietà Ottiche

• La polarità dei monomeri influenza le proprietà elettriche dei polimeri.
• I polimeri apolari, come PE, PP e siliconi, sono costituiti da monomeri con atomi di C e H simili in elettronegatività.
• I polimeri polari, come PVC, PET, ABS, PC, PS e PMMA, contengono atomi elettronegativi come Cl, F, O, N e S, creando dipoli elettrici permanenti.
• L'assorbimento della luce, che porta alla colorazione, è un processo in cui l'energia della luce viene assorbita dal materiale e convertita in calore.
• La diffusione, o scattering, è la deflessione delle onde luminose causata dalla collisione con particelle.
• La diffusione è strettamente legata alla presenza di eterogeneità nel materiale, come additivi non miscibili, fasi amorfe e cristalline a densità diverse, o microvuoti.
• L'indice di rifrazione (ni) è il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce nel mezzo.
• I polimeri fortemente cristallini sono spesso opachi.
• La lucentezza è una proprietà delle superfici piane che consente la riflessione speculare della luce, riproducendo immagini originali.
• La tessitura superficiale influenza la lucentezza: superfici lisce risultano più lucide.

Proprietà Termiche

• I materiali polimerici sono sensibili alle variazioni termiche, presentando effetti reversibili (variazione di proprietà senza alterazione della struttura) e irreversibili (alterazione della struttura).
• La conducibilità termica (k, o λ) è la costante di proporzionalità tra il flusso di calore e il gradiente termico.
• La conducibilità termica è importante per il raffreddamento durante lo stampaggio ad iniezione e per la cinetica di cristallizzazione.
• Il calore specifico (J/kg∙K) è la quantità di calore necessaria per aumentare di 1 K la temperatura di 1 kg di polimero.
• Esistono due calori specifici: a volume costante (cv) e a pressione costante (cp).
• Il valore del calore specifico è importante per i processi di estrusione e per il comportamento dei polimeri sotto sollecitazione meccanica ciclica.
• La diffusività termica (m2/s) misura la velocità di propagazione del calore.
• La diffusività termica è fondamentale per la scelta dei parametri di processo durante la fase di produzione.
• Il coefficiente di dilatazione termica (1/K) misura la capacità di dilatazione di un materiale in seguito a una variazione di temperatura.
• La dilatazione termica può essere volumetrica, superficiale o lineare, ed è importante per la definizione delle tolleranze dimensionali e l'accoppiamento di materiali differenti.
• Nei solidi cristallini, la dilatazione termica è causata dall'aumento delle oscillazioni atomiche.
• I cristalli polimerici presentano anisotropia nella dilatazione termica.

Degradazione Termica

• La degradazione è la rottura di una struttura chimica in frammenti più piccoli, che spesso comporta una diminuzione della lunghezza della catena polimerica.
• I polimeri si degradano a temperature inferiori rispetto alle loro unità ripetitive.
• La depolimerizzazione è un processo inverso alla polimerizzazione che porta alla rottura delle catene.
• La depolimerizzazione per idrolisi può riportare i poliesteri (PET) ai loro monomeri di partenza.
• L'ossidazione è un processo degradante causato dall'ossigeno atmosferico.
• Le reazioni di sostituzione o modifica non influenzano la lunghezza della catena, ma cambiano la struttura chimica delle unità ripetitive.

Infiammabilità

• La maggior parte dei polimeri brucia facilmente, con alcune eccezioni.
• Maggiore è la superficie specifica, maggiore è la reattività e l'infiammabilità.
• I principali pericoli dell'infiammabilità includono la temperatura di ignizione, la velocità di combustione e la qualità e quantità dei fumi emessi.

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