Poliesteri: sintesi, usi

I poliesteri sono una classe di polimeri di condensazione che contengono il gruppo funzionale degli esteri lungo la catena carboniosa.

Poliesteri aventi segmenti rigidi e flessibili nelle catene principali possono essere preparati da acidi dicarbossilici alifatici e dioli aromatici o loro derivati. La maggior parte di questi polimeri sono particolarmente attraenti perché possono mostrare proprietà liquido-cristalline e le loro temperature di transizione di fase possono essere controllate attraverso una scelta appropriata di porzioni bisfenoliche, che si comportano come gruppi mesogenici quando incorporati in un polimero come parte della catena principale e del numero di unità di metilene nella porzione diacida flessibile.

Combinano eccellenti proprietà meccaniche, elettriche e termiche con un’ottima resistenza chimica e stabilità dimensionale. I poliesteri offrono anche un basso assorbimento di umidità e hanno buone proprietà di flusso.

Sintesi dei poliesteri

Essi sono ottenuti da acidi bicarbossilici e dioli. A seconda dei monomeri di partenza usati e dall’orientazione delle catene polimeriche si ottengono vari tipi di poliesteri che possono essere sia termoplastici che termoindurenti. Il poliestere più noto è il polietilentereftalato (PET); i monomeri di partenza sono l’acido 1,4-benzendicarbossilico anche noto come acido tereftalico e l’1,2-etandiolo noto come glicole etilenico.

La reazione avviene in due stadi:

1)      Nel primo stadio, prima che avvenga la polimerizzazione, detto di pre-polimerizzazione, si ha la formazione di un estere dopo la reazione di una molecola dell’acido bicarbossilico e due molecole di glicole.

2)      Il secondo stadio, di polimerizzazione, avviene alla temperatura di circa 260°C e a bassa pressione in presenza di un catalizzatore come l’ossido di antimonio (III).

Usi

Il PET è un polimero termoplastico usato nelle fibre sintetiche e particolarmente noto per il suo utilizzo nel campo di contenitore per bevande.

I diversi usi dei poliesteri dipendono dalla loro struttura. Gli anelli benzenici eventualmente presenti nei poliesteri conferiscono una maggiore rigidità alla struttura e ne innalzano la temperatura di fusione.

Il PET può presentarsi in fibre in cui le molecole sono unidirezionali, in film in cui le molecole si espandono in due direzioni o in materiali da imballaggio in cui si trovano in tre direzioni.

La fibra di poliestere più importante è il Dacron usata nel confezionamento di indumenti, vele, corde. Il Dacron, infatti,  è utilizzato in una ampia gamma di prodotti caratterizzati da diversi livelli di tenacità. I tessuti in poliestere risalgono alla metà degli anni ’30, quando  Wallace Carothers, all’epoca impiegato di DuPont, scoprì che poteva creare fibre mescolando acidi carbossilici e alcoli.

Il poliestere in film si presenta trasparente, flessibile e resistente alla trazione, a strappi e urti. Ha un alto grado di isolamento elettrico ed è inerte e impermeabile ad oli, grassi e non tende a degradarsi con il tempo.
Trova impiego, in campo industriale quale materiale di supporto per laminazione e accoppiamento con altri, per l’isolamento elettrico per motori, generatori, trasformatori ecc.

I poliesteri coniugano eccellenti proprietà meccaniche, elettriche e termiche con un’ottima resistenza chimica e stabilità; essi mostrano un basso assorbimento di umidità e hanno buone proprietà di scorrimento.