1. Struttura molecolare:
* Lunghe catene polimeriche: I termoplastici sono realizzati da lunghe catene di molecole ripetute (polimeri). Queste catene sono impigliate e debolmente legate tra loro.
* Forze intermolecolari deboli: I legami tra le catene polimeriche (forze di van der Waals) sono relativamente deboli. Ciò significa che non trasferiscono facilmente l'energia termica.
2. Interazione di calore:
* Vibrazioni: Quando viene applicato il calore, le catene polimeriche vibrano. Invece di trasferire in modo efficiente il calore, l'energia viene assorbita nelle vibrazioni delle catene.
* Elettroni gratuiti limitati: A differenza dei metalli, che hanno elettroni liberi che conducono prontamente calore, i termoplastici hanno pochi elettroni gratuiti. Ciò limita la loro capacità di trasferire rapidamente l'energia termica.
3. Altri fattori:
* Densità: I termoplastici sono in genere meno densi dei metalli, portando a meno materiale in un determinato volume, il che riduce ulteriormente la conduzione del calore.
* Struttura amorfa: Molti termoplastici hanno una struttura amorfa, il che significa che le loro molecole sono disposte in modo casuale. Questa mancanza di ordine ostacola un efficiente trasferimento di calore.
Implicazioni della scarsa conduttività del calore:
* Isolamento termico: I termoplastici sono spesso usati come isolanti in varie applicazioni a causa della loro capacità di rallentare il trasferimento di calore. Pensa all'isolamento in edifici, tazze di schiuma e persino la maniglia della padella.
* Resistenza al calore: Sebbene siano poveri conduttori di calore, molti termoplastici possono resistere a temperature relativamente elevate senza scioglimento o degrado. Questo li rende adatti per applicazioni in cui è presente il calore.
Eccezioni:
* Termoplastici riempiti: L'aggiunta di riempitivi conduttivi come particelle metalliche o fibre di carbonio alle termoplastiche può aumentare la loro conduttività di calore.
* Termoplastici cristallini: Alcuni termoplastici hanno una struttura più cristallina, che può migliorare leggermente la loro conduttività di calore.
In sintesi: La combinazione di catene polimeriche lunghe e debolmente legate, elettroni liberi limitati e spesso struttura amorfa contribuisce alla scarsa conduttività termica della maggior parte dei termoplastici. Questa proprietà è vantaggiosa nelle applicazioni di isolamento, ma limita anche il loro uso in situazioni che richiedono un trasferimento di calore efficiente.
