21.2 : Caratteristiche e nomenclatura dei copolimeri

I copolimeri sono i prodotti ottenuti dalla polimerizzazione di più specie monomeriche. Quindi, nella stessa catena polimerica, possono esserci più unità ripetitive che provengono da monomeri diversi. Il processo di sintesi di un polimero da diverse specie monomeriche è chiamato copolimerizzazione. Quando sono coinvolti due monomeri, il polimero è noto come bipolimero. I polimeri con tre e quattro monomeri sono chiamati rispettivamente terpolimeri e quaterpolimeri. La Figura 1 illustra la copolimerizzazione di stirene e acrilonitrile per produrre il bipolimero poli(stirene-co-acrilonitrile) (resina stirene-acrilonitrile o SAN). L’acrilonitrile butadiene stirene (ABS) è un esempio popolare di terpolimero, ampiamente utilizzato per la stampa 3D.

Figura 1: Copolimerizzazione di stirene e acrilonitrile

Nei copolimeri esiste più di un tipo di unità ripetitiva, quindi la loro formula chimica è rappresentata utilizzando, per ciascuna unità ripetitiva unica, parentesi separate e il corrispondente grado di polimerizzazione.

A seconda della distribuzione di ciascun comonomero nella catena polimerica, il copolimero può essere classificato come copolimero alternato, casuale, a blocchi o ad innesto.

Se il monomero all'estremità della catena polimerica in crescita preferisce reagire con il monomero alternativo nella miscela e viceversa, l'incorporazione sistematica di monomeri diversi produce copolimeri alternati.

Figura 2: Copolimero alternato dalla polimerizzazione di due monomeri

Quando uno di questi monomeri all'estremità della catena polimerica in crescita non ha preferenza verso alcun comonomero, avviene l'incorporazione casuale del monomero.

Figura 3: Copolimero casuale dalla polimerizzazione di due monomeri

Blocchi di omopolimeri possono essere realizzati da una miscela di monomeri con condizioni di reazione adatte per l'omopolimerizzazione di ciascun monomero. Questi blocchi omopolimerici possono combinarsi in punti diversi. Se gli omopolimeri si uniscono ai bordi, nella catena polimerica si alternano blocchi di diversi omopolimeri.

Figura 4: Copolimero a blocchi dalla polimerizzazione di due monomeri

Un'altra possibilità è l'innesto di catene omopolimeriche da un monomero sugli atomi interni in una catena omopolimerica dell'altro monomero.

Figura 5: Copolimero ad innesto dalla polimerizzazione di due monomeri