POLÍMEROS
CONCEITO• Macromoléculas formadas a partir de moléculasmenores - os monômeros;• O processo de transformação dessesmonômero...
CONCEITO• Na fabricação de um polímero, a substânciainicial constitui o monômero, e sua repetição2, 3, ..., n vezes dá ori...
CONCEITO• A ligação entre os monômeros é feita atravésde pontos reativos, isto é, átomos ou gruposde átomos do monômero, c...
CONCEITO
CONCEITO• Existe no mercado uma grande quantidade detipos de polímeros, derivados de diferentescompostos químicos. Cada po...
Classificação• Ocorrência• Naturais - São polímeros que já existemnormalmente na natureza. Dentre os maisimportantes estão...
Classificação• Ocorrência• Sintéticos - São polímeros fabricados pelo homem, apartir de moléculas simples. Dentre eles est...
Classificação• Natureza da cadeia• Polímero de cadeia homogênea - Quando oesqueleto da cadeia é formada apenas porátomos d...
ClassificaçãoDisposição espacial dos monômerosPolímero Tático - Quando as unidadesmonoméricas dispõem-se ao longo da cad...
Classificação• Estrutura final do polímero• Polímero linear - Quando a macromolécula é umencadeamento linear de átomos. Ex...
Classificação• Estrutura final do polímero• Polímero tridimensional - Quando amacromolécula se desenvolve em todas asdireç...
Reações de polimerização• Polímeros de adição• Polímeros vinílicos - Quando o monômero inicialtem o esqueleto C=C, que lem...
Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Polipropileno: É obtido a partir do propileno (propeno),sendo mais duro e r...
Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Poliisobuteno: É obtido a partir do isobuteno(isobutileno). Constitui um ti...
Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Poliestireno: É obtido a partir do estireno (vinil-benzeno). Esse polímero ...
Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Cloreto de Polivinila (PVC): É obtido a partir do cloretode vinila. O PVC é...
Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Acetato de Polivinila (PVA): É obtido a partir do acetatode vinila. É muito...
Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Politetrafluoretileno ou Teflon: É obtido a partir dotetrafluoretileno. É o...
Reações de polimerizaçãoPolímeros acrílicos - Quando o monômero inicialtem o esqueleto do ácido acrílico: H2C=C(CH3)-COOC...
Reações de polimerização• Polímeros acrílicos• Poliacrilonitrila: É obtido a partir da nitrila do ácidoacrílico (acrilonit...
Reações de polimerização• Polímeros diênicos - Quando o monômero inicial temo esqueleto de um dieno conjugado, C=C-C=C.• P...
Reações de polimerização• Polímeros diênicos• Poliisopreno: É obtido a partir do metil-butadieno-1,3(isopreno). Este polím...
Reações de polimerização• Polímeros diênicos• Policloropreno ou Neopreno: É obtido a partir do 2-cloro-butadieno-1,3 (clor...
Reações de polimerização• Copolímeros: formados a partir de dois ou maismonômeros diferentes.• Saran: É obtido a partir do...
Reações de polimerização• Copolímeros• Buna-S, Borracha GRS ou Borracha SBR: É obtido apartir do estireno e do 1,3-butadie...
Reações de polimerização• Copolímeros• Buna-N ou Perbunam: É obtido a partir da acrilonitrila edo 1,3-butadieno. É uma bor...
Reações de polimerizaçãoCopolímerosPoliuretana: É obtido a partir do diisocianato de parafenilenoe do etilenoglicol (1,2...
Reações de polimerização• Polímeros de condensação: formados a partir demonômeros iguais ou diferentes, havendoeliminação ...
Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Polímero uréia-formaldeído: É um polímero tridimensionalobtido a parti...
Reações de polimerização
Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Polímero melamina-fomaldeído ou Melmae: É deestrutura semelhante à ant...
Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Poliésteres: Resultam da condensação de poliácidos(ou também seus anid...
Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Outro poliéster importante é o gliptal, obtido pela reaçãoentre o anid...
Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Poliamidas ou Nylons: Estes polímeros são obtidos pelapolimerização de...
Propriedades mecânicas• Dependentes do tamanho médio e da distribuiçãode comprimentos das cadeias de polímero.• Embora a e...
Propriedades mecânicas• Tanto o peso molecular quanto a distribuição depesos moleculares são determinadas pelascondições o...
Propriedades mecânicas• Peso molecular: Como uma cadeia de polímero éformada pela adição de uma grande quantidade demonôme...
Propriedades mecânicas
Propriedades mecânicas• Peso molecular:• Mn – Peso Molecular Médio Numérico• Mw – Peso Molecular Médio Ponderal• ci à peso...
Propriedades mecânicas• Arquitetura molecular:• Polímero Linear: cada monômero é ligado somente a outros doismonômeros, ex...
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Polimeros

  1. 1. POLÍMEROS
  2. 2. CONCEITO• Macromoléculas formadas a partir de moléculasmenores - os monômeros;• O processo de transformação dessesmonômeros, formando o polímero, é chamadopolimerização.
  3. 3. CONCEITO• Na fabricação de um polímero, a substânciainicial constitui o monômero, e sua repetição2, 3, ..., n vezes dá origem ao dímero,trímero, ..., polímero.• Teoricamente a reação de polimerizaçãopode prosseguir infinitamente, dando origema uma molécula de massa molecular infinita.
  4. 4. CONCEITO• A ligação entre os monômeros é feita atravésde pontos reativos, isto é, átomos ou gruposde átomos do monômero, capazes deefetuar uma nova ligação química, seja pelorompimento de insaturações ou pelaeliminação de moléculas simples (H2O, NH3etc). Se existirem três ou mais pontosreativos no monômero, o polímero serátridimensional.
  5. 5. CONCEITO
  6. 6. CONCEITO• Existe no mercado uma grande quantidade detipos de polímeros, derivados de diferentescompostos químicos. Cada polímero é maisindicado para uma ou mais aplicaçõesdependendo de suas propriedades físicas,mecânicas, elétricas, óticas etc.• Os tipos de polímeros mais consumidosatualmente são os polietilenos, polipropilenos,poliestirenos, poliesters e poliuretanos. Outrasclasses de polímeros, como os poliacrilatos,policarbonatos e fluorpolímeros tem tido usocrescente.
  7. 7. Classificação• Ocorrência• Naturais - São polímeros que já existemnormalmente na natureza. Dentre os maisimportantes estão os carboidratos (celulose,amido, glicogênio etc), as proteínas (existente emtodos os seres vivos) e os ácidos nucléicos(existentes no núcleo das células vivas eresponsáveis pelas características genéticas dosseres vivos). celulose
  8. 8. Classificação• Ocorrência• Sintéticos - São polímeros fabricados pelo homem, apartir de moléculas simples. Dentre eles estão onylon, o polietileno, o PVC etc. No setor de fibrastêxteis, além de falarmos em fibras naturais eartificiais, falamos também em fibras artificiais oumodificadas, como, por exemplo, o rayon.
  9. 9. Classificação• Natureza da cadeia• Polímero de cadeia homogênea - Quando oesqueleto da cadeia é formada apenas porátomos de carbono.• Polímero de cadeia heterogênea - Quando noesqueleto da cadeia existem átomos diferentesde carbono (heteroátomos).
  10. 10. ClassificaçãoDisposição espacial dos monômerosPolímero Tático - Quando as unidadesmonoméricas dispõem-se ao longo da cadeiapolimérica segundo certa ordem, ou seja, de maneiraorganizada.Isotáticos: distribuem-se ao longo da cadeia de tal modoque unidades sucessivas, após rotação e translação, podemser exatamente superpostas;Sindiotáticos: a rotação e translação de uma unidademonomérica, em relação à seguinte, reproduz a imagemespecular desta última.Polímero Atático - Quando as unidadesmonoméricas dispõem-se ao longo da cadeiapolimérica ao caso, ou seja, de maneiradesordenada.
  11. 11. Classificação• Estrutura final do polímero• Polímero linear - Quando a macromolécula é umencadeamento linear de átomos. Ex: polietileno:...(-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-)...• Os polímeros lineares dão origem a materiaistermoplásticos, isto é, plásticos que podem seramolecidos pelo calor quantas vezes quisermose, ao resfriarem, voltam a apresentar as mesmaspropriedades iniciais.
  12. 12. Classificação• Estrutura final do polímero• Polímero tridimensional - Quando amacromolécula se desenvolve em todas asdireções, isto é, há ligações entre cadeiasadjacentes, através de átomos localizados aolongo da cadeia. Esses polímeros dão origem amateriais termofixos ou materiaistermoendurecentes.
  13. 13. Reações de polimerização• Polímeros de adição• Polímeros vinílicos - Quando o monômero inicialtem o esqueleto C=C, que lembra o radical vinila.• Polietileno: É obtido a partir do etileno (eteno). Possuialta resistência à umidade e ao ataque químico, mastem baixa resistência mecânica. Empregado nafabricação de folhas (toalhas, cortinas, envólucros,embalagens etc), recipientes (sacos, garrafas, baldesetc), canos plásticos, brinquedos infantis, no isolamentode fios elétricos etc.
  14. 14. Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Polipropileno: É obtido a partir do propileno (propeno),sendo mais duro e resistente ao calor, quandocomparado com o polietileno. É muito usado nafabricação de artigos moldados e fibras.
  15. 15. Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Poliisobuteno: É obtido a partir do isobuteno(isobutileno). Constitui um tipo de borracha sintéticadenominada borracha butílica, muito usada nafabricação de "câmaras de ar" para pneus.
  16. 16. Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Poliestireno: É obtido a partir do estireno (vinil-benzeno). Esse polímero também se presta muito bemà fabricação de artigos moldados como pratos, copos,xícaras etc. É bastante transparente, bom isolanteelétrico e resistente a ataques químicos, emboraamoleça pela ação de hidrocarbonetos. Com a injeçãode gases no sistema, a quente, durante a produção dopolímero, ele se expande e dá origem ao isopor.
  17. 17. Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Cloreto de Polivinila (PVC): É obtido a partir do cloretode vinila. O PVC é duro e tem boa resistência térmica eelétrica. Com ele são fabricadas caixas, telhas etc. Complastificantes, o PVC torna-se mais mole, prestando-seentão para a fabricação de tubos flexíveis, luvas,sapatos, "couro-plástico" (usado no revestimento deestofados, automóveis etc), fitas de vedação etc.
  18. 18. Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Acetato de Polivinila (PVA): É obtido a partir do acetatode vinila. É muito usado na produção de tintas à basede água (tintas vinílicas), de adesivos e de gomas demascar.
  19. 19. Reações de polimerização• Polímeros vinílicos• Politetrafluoretileno ou Teflon: É obtido a partir dotetrafluoretileno. É o plástico que melhor resiste ao calore à corrosão por agentes químicos; por isso, apesar deser caro, ele é muito utilizado em encanamentos,válvulas, registros, panelas domésticas, próteses,isolamentos elétricos, antenas parabólicas,revestimentos para equipamentos químicos etc.
  20. 20. Reações de polimerizaçãoPolímeros acrílicos - Quando o monômero inicialtem o esqueleto do ácido acrílico: H2C=C(CH3)-COOCH3.Polimetacrilato: É obtido a partir do metacrilato de metila(metil-acrilato de metila). Este plástico é muito resistente epossui ótimas qualidades óticas, e por isso é muito usadocomo "vidro plástico", conhecido como plexiglas ou lucite. Émuito empregado na fabricação de lentes para óculosinfantis, frente às telas dos televisores, em parabrisas deaviões, nos "vidros-bolhas" de automóveis etc.
  21. 21. Reações de polimerização• Polímeros acrílicos• Poliacrilonitrila: É obtido a partir da nitrila do ácidoacrílico (acrilonitrila). É usado essencialmente comofibra têxtil - sua fiação com algodão, lã ou seda produzvários tecidos conhecidos comercialmente como orlon,acrilan e dralon, respectivamente, muito empregadosespecialmente para roupas de inverno.
  22. 22. Reações de polimerização• Polímeros diênicos - Quando o monômero inicial temo esqueleto de um dieno conjugado, C=C-C=C.• Polibutadieno ou Buna: É obtido a partir do 1,3-butadieno(eritreno), por adições 1,4. Este polímero constitui umaborracha sintética não totalmente satisfatória, e por essemotivo o 1,3-butadieno costuma ser copolimerizado comoutras substâncias.
  23. 23. Reações de polimerização• Polímeros diênicos• Poliisopreno: É obtido a partir do metil-butadieno-1,3(isopreno). Este polímero possui a mesma fórmula daborracha natural (látex) e é muito empregado nafabricação de carcaças de pneus.
  24. 24. Reações de polimerização• Polímeros diênicos• Policloropreno ou Neopreno: É obtido a partir do 2-cloro-butadieno-1,3 (cloropreno). O neopreno é uma borrachasintética de ótima qualidade: resiste muito bem atensões mecânicas, aos agentes atmosféricos e aossolventes orgânicos. É também empregado nafabricação de juntas, tubos flexíveis e no revestimentode materiais elétricos.
  25. 25. Reações de polimerização• Copolímeros: formados a partir de dois ou maismonômeros diferentes.• Saran: É obtido a partir do cloroetano (cloreto de vinila)e do 1,1-dicloroeteno. É um polímero muito resistenteaos agentes atmosféricos e aos solventes orgânicos,sendo empregado na fabricação de tubos plásticos paraestofados de automóveis, folhas para envólucros dealimentos etc.
  26. 26. Reações de polimerização• Copolímeros• Buna-S, Borracha GRS ou Borracha SBR: É obtido apartir do estireno e do 1,3-butadieno, tendo o sódiometálico como catalisador. Essa borracha é muitoresistente ao atrito, e por isso é muito usada nas"bandas de rodagem" dos pneus.
  27. 27. Reações de polimerização• Copolímeros• Buna-N ou Perbunam: É obtido a partir da acrilonitrila edo 1,3-butadieno. É uma borracha muito resistente aosóleos minerais, e por isso é muito empregada nafabricação de tubos para conduzir óleos lubrificantes emmáquinas, automóveis etc.
  28. 28. Reações de polimerizaçãoCopolímerosPoliuretana: É obtido a partir do diisocianato de parafenilenoe do etilenoglicol (1,2-etanodiol). Possui rersistência àabrasão e ao calor, sendo utilizado em isolamentosrevestimento interno de roupas, aglutinantes de combustívelde foguetes e em pranchas de surfe. Quando expandido aquente por meio de injeção de gases, forma uma espumacuja dureza pode ser controlada conforme o uso que sequiser dar a ela.
  29. 29. Reações de polimerização• Polímeros de condensação: formados a partir demonômeros iguais ou diferentes, havendoeliminação de moléculas simples (H2O, NH3 etc).• Polifenol ou Baquelite: É obtido pela condensação dofenol com o formaldeído (metanal). Usado na fabricaçãode tintas, vernizes e colas para madeira.
  30. 30. Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Polímero uréia-formaldeído: É um polímero tridimensionalobtido a partir da uréia e do formaldeído. Quando puro étransparente, e foi por isso usado como o primeiro tipo devidro plástico. No entanto, ele acaba se tornando opaco erachando com o tempo. Este defeito pode ser evitado pelaadição de celulose, mas ele perde sua transparência, sendoentão utilizado na fabricação de objetos translúcidos. Essepolímero é também usado em vernizes e resinas, naimpregnação de papéis. As resinas fenol-formaldeído e uréia-formaldeído são usadas na fabricação da fórmica.
  31. 31. Reações de polimerização
  32. 32. Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Polímero melamina-fomaldeído ou Melmae: É deestrutura semelhante à anterior, porém, trocando-se auréia pela melamina. Foi muito utilizada na fabricaçãodos discos musicais antigos.
  33. 33. Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Poliésteres: Resultam da condensação de poliácidos(ou também seus anidridos e ésteres) com poliálcoois.Um dos poliésteres mais simples e mais importantes éobtido pela reação do éster metílico do ácido tereftálicocom etileno-glicol. É usado como fibra têxtil e recebe osnomes de terilene ou dacron. Em mistura com outrasfibras (algodão, lã, seda etc) constitui o tergal.
  34. 34. Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Outro poliéster importante é o gliptal, obtido pela reaçãoentre o anidrido ftálico e a glicerina e muito usado nafabricação de tintas secativas ou não. os poliésterestambém são utilizados na fabricação de linhas depesca, massas para reparos, laminados, filmes etc.
  35. 35. Reações de polimerização• Polímeros de condensação• Poliamidas ou Nylons: Estes polímeros são obtidos pelapolimerização de diaminas com ácidos dicarboxílicos.Os nylons são plásticos duros e têm grande resistênciamecânica. Se prestam à fabricação de cordas, tecidos,garrafas, linhas de pesca etc.
  36. 36. Propriedades mecânicas• Dependentes do tamanho médio e da distribuiçãode comprimentos das cadeias de polímero.• Embora a estrutura química do polímero seja igual,pesos moleculares diferentes podem mudarcompletamente as propriedades do polímero(propriedades físicas, mecânicas, térmicas, 5reológicas, de processamento e outras), e por estarazão, os polímeros são caracterizadosprincipalmente por seu peso molecular.
  37. 37. Propriedades mecânicas• Tanto o peso molecular quanto a distribuição depesos moleculares são determinadas pelascondições operacionais da reação, sendo quediferentes condições operacionais produzirãopolímeros com pesos moleculares médiodiferentes.• Devido à grande competição industrial, são deextrema importância: a habilidade de podercontrolar o peso molecular do polímero durante suaprodução; e o entendimento de como o pesomolecular influencia nas propriedades finais dopolímero.
  38. 38. Propriedades mecânicas• Peso molecular: Como uma cadeia de polímero éformada pela adição de uma grande quantidade demonômeros, durante a polimerização, cadeias comdiferentes comprimentos serão formadas, eportanto, uma distribuição de comprimentos decadeia será obtida. Conseqüentemente, umadistribuição de pesos moleculares também existirá,não sendo possível obter um valor único e definidopara o peso molecular do polímero. Sendo que estedeve ser calculado baseado numa média dospesos moleculares da distribuição.
  39. 39. Propriedades mecânicas
  40. 40. Propriedades mecânicas• Peso molecular:• Mn – Peso Molecular Médio Numérico• Mw – Peso Molecular Médio Ponderal• ci à peso total das moléculas de comprimento de cadeia i• Mi à peso do polímero de comprimento de cadeia i
  41. 41. Propriedades mecânicas• Arquitetura molecular:• Polímero Linear: cada monômero é ligado somente a outros doismonômeros, existindo a possibilidade de ramificações pequenas quesão parte da estrutura do próprio monômero.• Polímero Ramificado: um monômero pode ser ligar a mais de doisoutros monômeros, sendo que as ramificações não são da estruturado próprio monômero.• Polímero em Rede: as ramificações do polímero se interconectamformando um polímero com peso molecular infinito. Um polímero éconsiderado de peso molecular infinito quando seu valor é maior doque o peso molecular que os equipamentos de análise conseguemmedir.
  42. 42. Propriedades mecânicas

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