Condizione theta

In chimica dei polimeri e delle macromolecole, il termine condizione theta (o condizione θ) indica una particolare condizione (rappresentata dalla temperatura di Flory, detta anche "temperatura theta", dalla natura del polimero e dalla natura del solvente) nella quale le molecole di polimero che sono disciolte in un solvente non risentono di interazioni a lungo raggio, ovvero ciascuna unità ripetitiva che costituisce il polimero non risente dell'interazione con altre un'unità ripetitive non strettamente adiacenti. In altre parole, alle condizioni theta le interazioni intermolecolari sono esattamente compensate dall'effetto del solvente, ovvero la condizione theta è un caso particolare di condizione imperturbata (un'altra condizione imperturbata è quella di polimero fuso).

Dal punto di vista termodinamico, si ha che alla condizione theta il potenziale chimico di miscelamento in eccesso tra il polimero e il solvente è pari a zero.

Condizione di buon solvente e condizione di cattivo solvente

La condizione theta rappresenta il punto di divisione tra la "condizione di buon solvente" e la "condizione di cattivo solvente".

Nella condizione di buon solvente le forze intermolecolari che si manifestano tra due unità ripetitive della molecola di polimero sono di minore entità rispetto alle forze intermolecolari che si manifestano tra un'unità ripetitiva del polimero e le molecole di solvente, per cui il gomitolo statistico che rappresenta la conformazione del polimero assume un volume maggiore rispetto a quello che si avrebbe nelle condizioni theta.
Nella condizione di cattivo solvente le forze intermolecolari che si manifestano tra due unità ripetitive della molecola di polimero sono di maggiore entità rispetto alle forze intermolecolari che si manifestano tra un'unità ripetitiva del polimero e le molecole di solvente, per cui il gomitolo statistico che rappresenta la conformazione del polimero assume un volume minore rispetto a quello che si avrebbe nelle condizioni theta.

Esempi

Nella tabella seguente vengono indicati alcuni esempi di condizioni theta:

Polimero	Solvente	Temperatura theta (°C)
Polietilene	Bifenile	128
Polietilene	n-eptano	173,9
Polipropilene atattico	Cicloesanone	92
Polipropilene	Bifenile	129
Polistirene	Benzene	249,8
Polistirene	Butanone	148,8

Note

1 2 3 Gedde, p. 65.
↑ Copia archiviata (PPT), su nanofun.it. URL consultato l'8 luglio 2010 (archiviato dall'url originale il 9 maggio 2010).
↑ Polimeri^{[collegamento interrotto]} (PDF), su venus.unive.it.
↑ Paul Hiemenz, Timothy Lodge, Polymer Chemistry, Boca Raton, Florida, CRC Press, 2007, ISBN 1-57444-779-3.
↑ Hans Elias, Theta Solvents^{[collegamento interrotto]}, su Wiley Database of Polymer Properties, John Wiley & Sons, 15 aprile 2003. URL consultato il 12 dicembre 2007.
↑ Paul Flory, Spatial Configuration of Macromolecular Chains (PDF), su Naubel Lecture, 11 dicembre 1974. URL consultato il 12 dicembre 2007.
↑ P Sundararajan, Theta Temperatures, in James Mark (a cura di), Physical Properties of Polymers Handbook, New York, New York, Springer, 2006.
↑ Layout 1^{[collegamento interrotto]} (PDF), su fis.unipr.it.
↑ Brandrup, cap. VII.

Bibliografia

(EN) Ulf W. Gedde, Polymer physics, Springer, 1995, ISBN 0-412-62640-3.
(EN) A. Mattiussi, E. Conti, G. B. Gechele, Poly(paramethoxystyrene) in dilute solution: Theta conditions by the use of mixed solvents, in European Polymer Journal, vol. 8, n. 3, marzo 1972, pp. 429-435, DOI:10.1016/0014-3057(72)90107-3.
(EN) J. Brandrup, E.H. Immergut, E.A. Grulke, Polymer handbook, 4ª ed., John Wiley & Sons, Inc., 1999.

Voci correlate

Collegamenti esterni

(EN) IUPAC Gold Book, "θ state ", su goldbook.iupac.org.

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[Gedde65-1] 1 2 3 Gedde, p. 65.

[2] Copia archiviata (PPT), su nanofun.it. URL consultato l'8 luglio 2010 (archiviato dall'url originale il 9 maggio 2010).

[3] Polimeri^{[collegamento interrotto]} (PDF), su venus.unive.it.

[4] Paul Hiemenz, Timothy Lodge, Polymer Chemistry, Boca Raton, Florida, CRC Press, 2007, ISBN 1-57444-779-3.

[5] Hans Elias, Theta Solvents^{[collegamento interrotto]}, su Wiley Database of Polymer Properties, John Wiley & Sons, 15 aprile 2003. URL consultato il 12 dicembre 2007.

[6] Paul Flory, Spatial Configuration of Macromolecular Chains (PDF), su Naubel Lecture, 11 dicembre 1974. URL consultato il 12 dicembre 2007.

[7] P Sundararajan, Theta Temperatures, in James Mark (a cura di), Physical Properties of Polymers Handbook, New York, New York, Springer, 2006.

[8] Layout 1^{[collegamento interrotto]} (PDF), su fis.unipr.it.

[9] Brandrup, cap. VII.