Che cos'è un copolimero?
In chimica, un polimero è una catena di molecole formata collegando insieme molte piccole molecole. I polimeri sono disponibili in diverse varietà, una delle quali è il copolimero. Un copolimero viene prodotto quando due diversi tipi di molecole sono uniti nella stessa catena polimerica.
Ciascuno dei due tipi di molecole è chiamato monomero e la disposizione dei monomeri porta a diverse categorie e sottocategorie di copolimeri. Ad esempio, un copolimero alternato è costituito da monomeri A e B che si alternano regolarmente, quindi la catena del copolimero va: ABABABAB. Un copolimero casuale è uno con sequenze casuali di A e B, come BAAABABAABB. I copolimeri periodici sono ancora più complicati, poiché consistono in monomeri A e B disposti in una sequenza ripetuta. Ad esempio, se la sequenza A e B descritta nel secondo esempio sopra dovesse ripetersi senza cambiare, anche se la sequenza stessa sembra casuale, si tratterebbe di un copolimero periodico.
I copolimeri a blocchi hanno forse la struttura più semplice, ma anche gli attributi più strani. Questi copolimeri sono costituiti da "blocchi" in cui tutti i tipi di monomeri sono raggruppati insieme, con tutti quelli dell'altro tipo raggruppati insieme. È come se due polimeri ordinari fossero uniti alle estremità. In questi composti, i due monomeri si comportano in un modo che gli scienziati chiamano separazione di fase.
La separazione di fase è la stessa cosa che accade quando olio e acqua - due sostanze incompatibili - si separano in un contenitore. Tuttavia, i composti nei copolimeri a blocchi sono uniti atomicamente insieme, quindi invece di separarsi visivamente come olio e acqua, si separano su scala microscopica. Questa separazione nei blocchi forma strutture molto piccole, ma molto rigide. Queste sostanze sono abbastanza forti da utilizzare alcuni tipi di copolimeri a blocchi nelle suole delle scarpe e nei pneumatici delle automobili. È anche interessante notare che i copolimeri a blocchi possono essere costituiti non solo da due monomeri, ma in alcuni casi fino a cinque o più.
Un altro modo di classificare i copolimeri è la forma delle strutture formate dalle catene polimeriche. I copolimeri lineari sono solo una singola catena, mentre i copolimeri ramificati hanno una catena principale con altre catene che si ramificano lateralmente a intervalli. Un tipo comune di copolimero ramificato è il copolimero ad innesto, in cui la catena principale è costituita solo da monomero A e i rami sono costituiti solo da monomero B.
In questo caso, entrambi i monomeri possono prestare proprietà al copolimero ad innesto finito. Un esempio potrebbe essere il polistirolo ad alto impatto. Ha una catena principale in polistirolo che conferisce forza al materiale. Innestati sulla spina dorsale in polistirene sono catene del polibutadiene composto, che conferisce al materiale una resistenza che manca al normale polistirolo.