Áreas de aplicação dos polímeros

Professor
Leno
Técnico em Química

Áreas de Aplicações dos Polímeros

Polímeros são macromoléculas em que existe uma unidade que se repete,
chamada monômero ligados por ligação covalente. O nome vem do
grego: poli = muitos + meros = partes, ou seja, muitas partes. A reação
que forma os polímeros é chamada de polimerização.
DEFINIÇÃO

Nesta analogia, os clipes soltos são monômeros e, quando unidos,
polímeros. 1. O QUE SÃO POLÍMEROS
 Monômeros  Polímeros

CONCEITOS GERAIS DE
POLÍMEROS
 Monômero: Composto químico cuja polimerização irá gerar uma
cadeia de polímero.
 Grau de Polimerização (DP): É o número de unidades monoméricas
presentes na molécula do polímero.
 Crosslink ou ramificações: Ligações químicas cruzadas entre cadeias
de polímeros. Muitas cadeias podem se ligar uma nas outras
formando uma rede de polímeros.

2. CLASSIFICAÇÃO DE POLÍMEROS
 Sintéticos
 Naturais
Quanto a origem
CLASSIFICAÇÃO:

 Polímeros naturais:
• proteínas: junção de moléculas de aminoácidos;
• celulose: junção de moléculas de beta-glicose;
• amido: junção de moléculas de alfa-glicose;
 Polímeros artificiais:
• plásticos em geral.
CLASSIFICAÇÃO:

 Naturais
Estrutura do amido - Polissacarídeo
2. CLASSIFICAÇÃO DE POLÍMEROS - Polímeros Naturais
Estrutura da celulose - Polissacarídeo
Estrutura do Látex - Poliisopreno
emulsão de micropartículas poliméricas
em um meio aquoso
CLASSIFICAÇÃO:

 Naturais
CLASSIFICAÇÃO:
POLÍMERO MONÔMERO APLICAÇÃO
Amido -glicose alimentos, fabricação de
etanol, carboidrato de
reserva dos vegetais.
Celulose -glicose papel, algodão, explosivos
Proteína -aminoácidos Funções estruturais,
enzimática, condutora de
gases, defesa, etc
Glicogênio -glicose Carboidrato de reserva dos
animais.

Fração NAFTA*
resultante do
craqueamento
Indústrias
Petroquímicas
Processamento
Químico
Ex: etileno
Polietileno
P
O
L
I
M
E
R
I
Z
A
Ç
Ã
O
Origem dos sintéticos:
Esquema básico de refino de petróleo
* Matéria prima básica para a produção de
polímeros sintéticos
 Sintéticos
2. CLASSIFICAÇÃO DE POLÍMEROS – Origem dos sintéticos
CLASSIFICAÇÃO:

NAFTA
etileno
propileno

Exemplos de polímeros sintéticos obtidos do
etileno e do propileno

A M I D O
Cola
Geleia
Remédios
Balões
Camisinhas
L Á T E X
Luvas
2. CLASSIFICAÇÃO DE POLÍMEROS - Polímeros Naturais

Quanto ao número de monômeros
 HOMOPOLÍMEROS
 COPOLÍMEROS
CLASSIFICAÇÃO:

Quanto ao número de monômeros
HOMOPOLÍMEROS
Um único
tipo de
“mero”,
derivado de
um único
“monômero”
CLASSIFICAÇÃO:

A reação de polimerização que forma os copolímeros é idêntica à
dos polímeros de adição, mas realiza-se entre monômeros
diferentes:
CLASSIFICAÇÃO:
TIPOS DE COPOLÍMEROS

CLASSIFICAÇÃO:
Dois ou mais tipos de
“mero”, derivado de
diferentes“monômeros”

CLASSIFICAÇÃO:

A buna-N é um tipo de borracha sintética. Esse nome é composto da
primeira sílaba de butadieno e dos símbolos do sódio e do
nitrogênio.
CLASSIFICAÇÃO:

 polietileno de baixa densidade :
• materiais maleáveis
• cadeia linear
 polietileno de alta densidade :
• materiais mais rígidos
• cadeia ramificada
CLASSIFICAÇÃO:
Quanto a densidade

 Quanto à natureza da cadeia
Homogênea
Heterogênea
CLASSIFICAÇÃO:

Além do peso molecular médio, a arquitetura molecular do polímero
e sua conformação molecular irão influenciar as propriedades do
polímero e, portanto, devem ser entendidas.
• Polímero Linear
• Polímero Ramificado
• Polímero em rede
CLASSIFICAÇÃO:
 Quanto ao tipo de cadeia

CLASSIFICAÇÃO:
 Nos polímeros lineares, cada monômero é ligado somente a outros dois monômeros
existindo a possibilidade de ramificações pequenas que são parte da estrutura do próprio
monômero.
Exemplo: estireno e polimetilmetacrilato
 Nos polímeros ramificados, um monômero pode se ligar a mais de dois outros
monômeros, sendo que as ramificações não são da estrutura do próprio monômero.
Exemplo: poliacetato de vinila e polietileno.
 Nos polímeros em rede – crosslink – as ramificações do polímero se interconectam
formando um polímero com peso molecular infinito. Um polímero é considerado de peso
molecular infinito quando seu valor é maior do que o peso molecular que os
equipamentos de análise conseguem medir.

 Cadeia linear Ramificada na cadeia linear básica
 Ligações cruzadas
Reticulada (tridimensionalmente) ou
em rede
CLASSIFICAÇÃO:

• Linear
• Ramificada- branched
• Ligações cruzadas
• Em rede - 3D (network)
CLASSIFICAÇÃO:

 Polímeros de adição;
 Polímeros de condensação.
POLIMERIZAÇÃO
Quanto ao método de preparação

 Por adição:
• A condição básica é que haja ligações duplas de átomos de carbono;
 Por condensação:
• Ocorre entre grupamentos funcionais: ácidos carboxílicos e aminas,
bem como ácidos carboxílicos e álcoois;
POLIMERIZAÇÃO

Para dar origem a um polímero de adição, é necessário que o monômero
possua ligações π, Se o monômero for aquecido na presença de um
catalisador adequado, ocorre quebra dessas ligações e os monômeros se
adicionam, formando moléculas maiores:
Neste último caso, o número n de monômeros A pode chegar a
100.000 ou mais.
CLASSIFICAÇÃO:
 Polimerização por Adição

X = iniciador
CLASSIFICAÇÃO:

Exemplos de polímeros de adição mais comumente encontrados no
nosso dia-a-dia:
polietileno:
cloreto de polivinila (ou PVC):
CLASSIFICAÇÃO:

teflon:
borracha natural:
CLASSIFICAÇÃO:

CORTINAS DE BANHEIROS, BRINQUEDOS, ISOLAMENTOS DE
FIOS ELÉTRICOS, E OUTROS
artigos moldados e fibras
"câmaras de ar" para pneus.
isopor.
POLIMERIZAÇÃO: Adição

tubos flexíveis, luvas, sapatos, "couro-plástico"
(usado no revestimento de estofados, automóveis etc)
tintas à base de água (tintas vinílicas), de adesivos e
de gomas de mascar.
panelas domésticas, próteses, isolamentos elétricos,
antenas parabólicas, válvulas, registros
carcaças de pneus.

 COPOLÍMEROS DE ADIÇÃO
muito usada nas "bandas de rodagem" dos pneus.
muito empregada na fabricação de tubos para conduzir óleos
lubrificantes em máquinas, automóveis etc

Polímero de condensação é o formado numa reação de polimerização
juntamente com um segundo produto, que pode ser água ou ácido:
CLASSIFICAÇÃO:
 Polimerização por Condensação

Baquelite: um tipo de
resina fenólica
utilizados em
materiais elétricos e
cabos de panelas
CLASSIFICAÇÃO:

náilon (poliamida): a condensação do ácido adípico com a hexametilenodiamina
produz náilon e água:
baquelite (polifenol): a condensação do aldeído fórmico com fenol produz baquelite
e água:
CLASSIFICAÇÃO:

poliéster (dacron ou terilene): a condensação do ácido tereftálico com
etilenoglicol produz poliéster e água:
CLASSIFICAÇÃO:

 COPOLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO
utilizado em isolamentos, revestimento interno de
roupas, aglutinantes de combustível de foguetes e em
pranchas de surfe.
presta muito bem à fabricação de objetos
moldados, tais como cabos de panelas, tomadas,
plugues etc.
usado como fibra têxtil e recebe os nomes
de terilene ou dacron. Em mistura com outras fibras (algodão, lã,
seda etc) constitui o tergal
POLIMERIZAÇÃO: Condensação

Adição
Reação em
Cadeia
Condensação
Reação em
Etapas
2. CLASSIFICAÇÃO DE POLÍMEROS – Quanto ao método de
preparação
CLASSIFICAÇÃO:

POLIETILENO TEREFTALATO (P.E.T)
POLIMERIZAÇÃO

POLIETILENO (P.E.A.D)
POLIMERIZAÇÃO

POLICLORETO DE VINILA (P.V.C)
POLIMERIZAÇÃO

POLIETILENO (P.E.B.D)
POLIMERIZAÇÃO

POLIPROPILENO (P.P)
POLIMERIZAÇÃO

POLIESTIRENO (P.S)
POLIMERIZAÇÃO

POLITETRAFLUOR ETILENO (P.T.F.E)
POLIMERIZAÇÃO

POLIACETATO DE VINILA (P.V.A)
POLIMERIZAÇÃO

POLIMETACRILATO
POLIMERIZAÇÃO

POLIACRILONITRILA (P.A.N)
POLIMERIZAÇÃO

POLIFENOL (BAQUELITE)
POLIMERIZAÇÃO

 Quanto à organização da cadeia polimérica
 Amorfo  Semicristalino
a – amorfo
b – semicristalinos
Parte das
cadeias
poliméricas
organizam-
se e formam
cristais
Polímeros amorfos
não possuem
nenhum grau de
organização de
suas cadeias
CLASSIFICAÇÃO:

 Quanto à organização da cadeia polimérica
 Semicristalino
CLASSIFICAÇÃO:

Quanto à estrutura química da cadeia polimérica
CLASSIFICAÇÃO:

Quanto ao tipo de deformação (fusibilidade + solubilidade)
CLASSIFICAÇÃO:
 Termoplásticos
 Termofixos (termorrígidos)
 Elastômeros

 Termoplásticos
• É um dos tipos de plásticos mais encontrados no mercado.
• Pode ser fundido diversas vezes. Sua reciclagem é possível.
• Podem ser conformados mecanicamente repetidas vezes.
• Parcialmente cristalinos ou totalmente amorfos.
• Temperaturas típicas na faixa de 100ºC.
CLASSIFICAÇÃO:
Exemplos:
Polietileno, PVC, polipropileno, poliestireno, poliester (mylar), acrílicos,
nylons, celulores, policarbonatos, fluor-plásticos (Teflon).

 Quanto à fusibilidade e/ou solubilidade do polímero
 Termoplásticos
Polímeros capazes de fundirem (massa fluída) tornando possível moldá- los
(aquecendo e resfriando o polímero) e podem ser solubilizados em solventes
compatíveis. Podem ser reprocessados (reciclagem), sem perder muitas
propriedades. Os termoplásticos podem ser:
Amorfos Semicristalinos
Baixa resistência química
 Fundem rápido
Baixa resistência a tração
Transparentes
Translúcidos ou opacos
Excelente resistência química
Alta resistência a tração
 Alto ponto de fusão

 Exemplos e aplicações de Termoplásticos
AMORFOS
PVC – Policloreto de Vinila
BRINQUEDOS
CONSTRUÇÃOCIVIL

AMORFOS
PMMA - Polimetacrilato de
metila (Acrílico)
PS - Poliestireno

SEMICRISTALINOS
 PET – Politereftalato de etileno

SEMICRISTALINOS
PE– Polietileno

Cd´s
Garrafas
Componentes de interiores de aviões
Coberturas translúcidas
Divisórias, vitrines, etc.
Termoplásticos – Exemplos
 PC – Policarbonato

Chapas, tarugos
Revestimentos
Molduras
Filmes
Estofamento de automóveis
Polias e correias
Isolamento térmico em roupas impermeáveis
 PU – Poliuretano

Telhas translúcidas
Portas sanfonadas
Divisórias
Persianas
Tubos e conexões para água
Molduras para teto e parede.
 PVC – Policloreto de vinila

Grades de ar condicionado
Fabricação de gavetas de geladeira
Brinquedos
Matéria prima do isopor.
 PS – Poliestireno

Embalagens para bebidas, alimentos, produtos de limpeza.
Reciclado, presta-se a inúmeras finalidades: tecidos, vassouras etc...
 PET – Polietileno Tereftalato

Brinquedos
Recipientes para alimentos
Carcaças para eletrodomésticos
Tubos para cargas de canetas esferográficas
Carpetes
Seringas de injeção
Peças para máquinas de lavar.
 PP – Polipropileno

 Termorrígidos ou Termofixos
• São polímeros de alta dureza e comportamento frágil ,
porém bastante resistentes, sendo muito estáveis a
variações de temperatura.
• Mais resistentes ao calor do que os termoplásticos.
• Uma vez transformados (moldados), não mais se fundem.
• O aquecimento do polímero acabado promove
decomposição do material antes de sua fusão, tornando
impossível sua reciclagem tornando-o inutilizável.
CLASSIFICAÇÃO:

Ao contrário dos termoplásticos, enrijecem com a temperatura e não se tornam
novamente maleáveis:
Característico de polímeros formados por redes 3D e que se formam pelo
método de crescimento passo a passo: cada etapa envolve uma reação
química. A temperatura aumenta a taxa de reação e o processo é irreversível.
Exemplo: Poliuretano, fenóis, epóxis, neopreno.
CLASSIFICAÇÃO:

 Quanto à fusibilidade e/ou solubilidade do polímero
 Termorrígidos ou termofixos
Polímeros que não são capazes de fundirem e nem serem
solubilizados devido às reticulações das cadeias poliméricas. São muito
estáveis à variações de temperatura. O aquecimento do polímero
acabado à altas temperaturas promove decomposição do material antes
de sua fusão, logo, sua reciclagem é complicada.
Cadeia
polimérica
reticulada

 Exemplos e aplicações de Termorrígidos
PTFE–
Politetrafluor
etileno
(TEFLON)
Resina alquídica
(são derivadas de óleos
vegetais, polióis e diácidos)
2. CLASSIFICAÇÃO DE POLÍMEROS - Termorrígidos

Tomadas, telefones antigos
Embutimento de amostras metalográficas
Cabos de panelas
Termorrígido – Exemplos
 Baquelite – Polifenol

 Elastômeros (Borrachas)
• Classe intermediária entre os termoplásticos e os
termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta
elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos.
CLASSIFICAÇÃO:

 Elastômeros (Borrachas)
• Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão.
• São amorfos, ou com baixa cristalinidade.
CLASSIFICAÇÃO:

Borracha semelhante à natural
Silicone
Neopreno
Elastômeros (borrachas) – Exemplos

POLÍMEROS: VISÃO GERAL
Termoplásticos Termorrígidos
Cadeias
simples
Ramificadas Lineares
Cristalinos
Amorfos
Comportamento
vítreo
Comportamento
elástico
Cadeias
Reticuladas
Naturais Sintéticos
Elastômeros Fibras Plásticos
Polissacarídeos
Proteínas
Gomas
4. SÍNTESE DA CLASSIFICAÇÃO DE POLÍMEROS

CONCLUSÕES
 Os polímeros são extremamente importantes em diversas áreas
industriais. Está área tem crescido cada dia mais, necessitando-se
portanto de mão de obra especializada.
 Um dos grandes problemas dos polímeros é a questão de
sustentabilidade, sendo os sintéticos provenientes de fontes
fósseis, e a crescente preocupação com o descarte desses
materiais, tornando a área de pesquisa e desenvolvimento para
soluções como biopolímeros, polímeros biodegradáveis, polímeros
verdes, crescente.
POLÍMEROS 7. CONCLUSÃO

• A presença de algum material incompatível pode causar graves
danos durante a reciclagem de determinados plásticos.
Exemplo:
A presença de PVC no PET, que não pode passar de 30 ppm. Isso
equivale a somente 9 garrafas de PVC em um caminhão ou
aproximadamente 290 mil garrafas de PET (10 toneladas).
RECICLAGEM DE POLÍMEROS

 Muitas vezes, os polímeros não satisfazem certas condições de uso. Para
adequá-los às necessidades, empregam-se aditivos.
→Carga: Para melhorar comportamento mecânico, estabilidade dimensional e
térmica. Ex: serragem e areia.
→Platificantes: Para aumentar a flexibilidade, ductibilidade e tenacidade.
Líquidos com baixa pressão de vapor e moléculas leves.
ADITIVOS

→Estabilizantes: Para aumentar a resistência à ação de luz ultravioleta e
oxidação.
→Retardante de Chama: Como a maior parte dos polímeros entra em
combustão com facilidade, é necessário adicionar produtos para tentar inibir a
reação de combustão.
Também temos como exemplo de aditivos os Corantes.
ADITIVOS

• Borracha natural é macia e pegajosa e tem pouca resistência à abrasão.
• As propriedades podem ser substancialmente melhoradas através do processo
de vulcanização.
• Para melhorar a qualidade da borracha e deixá-la propicia para ser usada
industrialmente para as mais diversas finalidades, ela precisa passar por um
processo denominado vulcanização.
• Esse processo foi descoberto por Charles Goodyear (1800-1860) em 1838.
VULCANIZAÇÃO DA BORRACHA

TRIDIMENSIONALIZAÇÃO DE UM POLÍMERO
 A vulcanização da borracha é a adição de enxofre sob aquecimento e na presença de
catalisadores. Durante esse processo, os átomos de enxofre quebram as ligações duplas e
formam ligações unindo as moléculas da borracha, que são os poli-isoprenos.
Essa nova estrutura é melhor porque,
como se pode ver na imagem abaixo,
sem a vulcanização, as moléculas de
poli-isopreno podem deslizar umas
sobre as outras. Agora, com a
realização da vulcanização, os átomos
de enxofre unem as estruturas lineares
iniciais, formando pontes de enxofre
que aumentam a resistência e a dureza
da borracha.

 Quanto mais enxofre for
adicionado à borracha, maior
será a sua dureza;
 Borrachas comuns: 2% a 10%
de teor de enxofre;
 Borrachas usadas em pneus:
1,5% a 5% de teor de enxofre;
 Borrachas empregadas em
revestimentos protetores de
máquinas e aparelhos de
indústrias químicas: cerca de
30% de teor de enxofre.

AMIDO
Formado pela condensação de -glicose.
TRIDIMENSIONALIZAÇÃO DE
POLÍMEROS

GLICOGÊNIO
Formado pela condensação de -glicose.
POLÍMEROS

CELULOSE
Formado pela condensação de -glicose.
POLÍMEROS

PROTEÍNAS
Formado pela condensação de -aminoácidos.
POLÍMEROS

Importante !!!
Diácido + diálcool  poliéster
Diácido + diamina  poliamida
 Homopolímero  1 tipo de monômero
 Copolímero  2 ou mais tipos de monômeros
 Polímero de adição  quebra uma ligação π.
 Polímero de condensação  elimina uma molécula simples
(H2O, HCl, CH3OH)

PROCESSO
INDUSTRIAL DE
POLÍMEROS

O processamento dos polímeros pode ocorrer através de diversas
técnicas, as principais são:
• Extrusão
• Injeção
• Moldagem por sopro
• Rotomoldagem
PROCESSO INDUSTRIAL DE
POLÍMEROS

Termoplásticos
Aquecido Amolecido Esfriado Endurecido
POLÍMEROS

Termofixos
Aquecido Amolecido Esfriado Endurecido
IRREVERSÍVEL
POLÍMEROS

POLÍMEROS

Extrusão: A matéria-prima amolecida é expulsa através de um
molde
instalado no equipamento denominada extrusora, produzindo
um produto
que se molda de acordo com a temperatura e pressão utilizada
pela extrusora
Os produtos flexíveis, como embalagens, sacolas, sacos e
bobinas também conhecidos como filme, após o processo de
extrusão, podem ser gravados sendo modelados o produto final
com soldas e cortes.
Os produtos rígidos ou semi-rígidos, como tubos, perfis,
mangueiras e chapas, tem o mesmo processo, havendo apenas
a mudança da matéria-prima
POLÍMEROS

EXTRUSÃO
VISÃO GERAL DOS PROCESSOS

INJEÇÃO

Injeção: A matéria-prima amolecida pelo
calor e sob pressão é injetada através de
pequenos orifícios do molde, modelo do
produto a ser fabricado, instalado
numequipamento denominado injetora. O
produto, depois de resfriado suficiente para
manter a forma e medida necessária é
extraído do molde.
POLÍMEROS

PROCESSO – INJEÇÃO DO PLÁSTICO

SOPRO

Sopro: A matéria-prima amolecida pelo
calor é expulsa através de uma matriz e ou
fieira, formando uma mangueira quando o
molde fecha sobre esta mangueira é
introduzido uma agulha onde o ar é
soprado, que força o material a ocupar as
paredes ocas do molde, sendo moldada
então a peça e após resfriamento extraída.
POLÍMEROS

CONFECÇÃO DOS MOLDES
Os moldes, operando a quente sob condições de alta pressão, devem ser
executados em material adequado. Aços e ligas de níquel-cromo são
normalmente utilizados para os componentes que terão contato direto com o
plástico aquecido.
Componentes que não serão solicitados termicamente são comumente
confeccionados de aço carbono.
Após a usinagem e o polimento das cavidades, os moldes deverão ser
testados a fim de verificar se operam corretamente ou se há necessidades de
modificação.
Geralmente usa-se um modelo previamente confeccionado, feito num
material de fácil usinagem (alumínio, latão, plástico) para comparação com
provas de gesso, extraídas do molde em construção.

TERMOFORMAGEM
Moldagem de produtos a partir do aquecimento de uma chapa de resina
termoplástica, que introduzida no molde fixado em uma prensa e
acionado molda o produto.
A moldagem pode ser feita com a utilização de ar quente, o qual suga a
chapa dentro da cavidade ou aquecimento do molde, moldando a chapa
sem utilização de ar. Este processo é utilizado na maioria dos produtos
de vasilhames descartáveis, como copos, pratos, etc..

ROTOMOLDAGEM
Vídeo: O que é Rotomoldagem?

Rotomoldagem: A matéria-prima fluída e sob rotação modela
os produtos. Este processo é muito utilizado nas resinas
elastoméricas (emborrachado) para produzir cabeças de
bonecas, peças ocas, câmeras de bola, grandes contenair,
peças rígidas de alta complexidade na extração do molde.

Química, 1º Ano do Ensino Médio
Configuração Eletrônica em subníveis de energia
Desafio 1

Desafio 2

Desafio 3

Desafio 4

Desafio 5

Desafio 6

Desafio 7

Desafio 8

Desafio 9

Desafio 10

Desafio 11

Desafio 12

Desafio 13

Desafio 14

Desafio 15

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Desafio 17

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Desafio 19

Desafio 20

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