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INTRODUÇÃO  AOS POLÍMEROS Prof.  Ariosvaldo  Sobrinho  UAEMA - UFCG Classificação Morfologia Comportamento Térmico Comportamento Mecânico Origem Peso Molecular Forças Intermoleculares
Polímeros: o que é isso ? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Origem
Origem dos polímeros Origem queratina polipeptídeos cartilagem macromoléculas inorgânicas polissacarídeos macromoléculas orgânicas colágeno proteínas celulose amido quitina borracha natural
Como é um polímero ? Origem celulose amido
Cadeia Petroquímica ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Origem
Como é um polímero ? temperatura pressão ativadores catalizadores Monômero  (gás / líquido) Polímero  (sólido) Monômero  = molécula pequena capaz de reagir Mero  = estrutura química repetitiva da molécula Origem Oligômero  = molécula com poucos meros Polímero  = macromolécula com muitos meros
Como é um polímero ? Origem Nem toda molécula é capaz de polimerizar várias moléculas de cloreto de vinila várias moléculas de água uma molécula de PVC  poli (cloreto de vinila) uma molécula de “poliágua”
Como é um polímero ? Origem Todo polímero é uma macromolécula, mas nem toda macromolécula é um polímero Macromolécula polimérica    possui unidade química repetitiva Macromolécula não polimérica    não possui unidade química repetitiva
Aplicações ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Origem
Forças Intermoleculares ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Forças Intermoleculares
Estruturas cristalinas Forças Intermoleculares Devido à forte atração intermolecular os átomos  organizam-se em estruturas geométricas como as das figuras    CRISTAIS
Forças Intermoleculares: tipos ,[object Object],[object Object],Forças Intermoleculares
Forças Intermoleculares: tipos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Forças Intermoleculares
Forças Intermoleculares Forças Intermoleculares Influência das forças intermoleculares no ponto de ebulição de substâncias orgânicas Quanto maior o comprimento da cadeia carbônica, maior é o ponto de ebulição, pois há um maior número de forças atrativas agindo entre as moléculas da substância Quando a substância líquida é aquecida, a energia absorvida faz com que as moléculas movimentem-se com maior amplitude, enfraquecendo as forças intermoleculares    isso permite o afastamento das moléculas    ebulição Molécula Temperatura de ebulição ºC CH 4 – 161,5 C 2 H 4 – 89 C 3 H 8 – 44 C 4 H 10 0,5 C 5 H 1 2 36
Forças Intermoleculares nos polímeros Forças Intermoleculares ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Forças Intermoleculares nos polímeros Forças Intermoleculares Pontes de hidrogênio no nylon 6/6 facilitam o alinhamento das moléculas    capacidade de formação de fibras Fortes interações dipolo-dipolo atraem as moléculas de policetona     alto ponto de fusão Ponto de fusao: Policetona: 255° Polietileno: 120°
Forças Intermoleculares ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Forças Intermoleculares
Classificação: origem ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Classificação
Polímeros sintéticos Classificação Polipropileno (PP) Polietileno (PE)
Polímeros sintéticos Poliestireno (PS) Poliacrilonitrilo (PAN) Classificação
Polímeros sintéticos Poli (metacrilato de metila) ou acrílico (PMMA) Poli (cloreto de vinila) (PVC) Classificação
Polímeros sintéticos Polibutadieno (PB) Poliamida (PA) ou Nylon Classificação
Polímeros sintéticos Poliésteres (PET, PBT, PEN) Policarbonato (PC) Classificação
Polímeros sintéticos Poliuretanos (PU) Classificação
Polímeros sintéticos Politetrafluoretileno (PTFE) ou Teflon Poli (vinil-pirrolidona) (PVP):  géis e laquês Epóxis: adesivos Classificação
[object Object],[object Object],[object Object],Classificação: arquitetura molecular Classificação
Classificação: número de meros na cadeia ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Classificação
Copolímeros: tipos Classificação alternados aleatórios em bloco enxertados
Copolímero    Blenda Classificação ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Poliestireno de Alto Impacto (PSAI)
[object Object],[object Object],[object Object],Polietilenos: arquitetura x densidade Classificação
Classificação: comportamento térmico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Classificação
comportamento térmico x arquitetura ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Classificação
Classificação: comportamento mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Classificação
Classificação: número de monômeros ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Classificação
Classificação: taticidade da cadeia ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Classificação POLIESTIRENOS Atático    comercial Sindiotático    não é comum Isotático    não existe
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Classificação: síntese Classificação Pode haver formação de subprodutos da reação de policondesação, como água, metanol, ácido clorídrico
Condições para polimerização Classificação Mero trifuncional     possibilidade de três ligações     polímero reticulado Mero bifuncional     possibilidade de duas ligações     polímero linear Monômeros monofuncionais     possibilidade de uma ligação     não polimeriza,  pois o produto da reação não consegue se ligar com outras moléculas semelhantes
[object Object],[object Object],Classificação: síntese Classificação 2 ligações duplas    dieno
[object Object],[object Object],[object Object],Classificação: síntese Classificação
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],policondesação Classificação PET Poli (tereftalato de etileno)
[object Object],[object Object],[object Object],policondensação Classificação PA 6/6
policondesação Classificação ,[object Object],[object Object],[object Object]
Isomerismo geométrico Classificação Isopreno:  2 ligações duplas    pode formar quatro polímeros com a mesma fórmula molecular,  C 5 H 8 , porém, com configurações químicas diferentes. CIS radicais iguais do mesmo lado TRANS radicais iguais em lados diferentes
Peso molecular (PM) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Peso Molecular
Peso molecular Peso Molecular Moléculas de ABS com vários comprimentos, ou seja, com pesos moleculares diferentes Polímero = 1 macromolécula com unidades químicas repetidas ou Material composto por inúmeras macromoléculas poliméricas
Peso molecular médio Peso Molecular Pesos moleculares médios comuns para alguns polímeros origem polímero Peso molecular médio Naturais Borracha natural 200.000 Celulose nativa 300.000 Queratina 60.000 Naturais modificados Celulose regenerada 150.000 Nitrato de celulose 50.000 Sintéticos Poliadição PEAD 200.000 PS 200.000 PVC 100.000 PMMA 500.000 Sintéticos Policondensação PA 6/6 20.000 PET 20.000
Distribuição de  peso molecular ,[object Object],[object Object],[object Object],Peso Molecular Peso molecular médio aritmético Peso molecular médio ponderal
Peso molecular ,[object Object],[object Object],Peso Molecular n i  =número de moléculas com peso molecular no intervalo i M i  =peso molecular das moléculas do intervalo i
Distribuição de  peso molecular ,[object Object],Peso Molecular
Distribuição de Peso molecular: polidispersão Peso Molecular ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Distribuição de Peso molecular: polidispersão Peso Molecular Qual dos polímeros do gráfico abaixo  tem a maior polidispersão ? Clique para resposta: maior polidispersão: polímero  verde
Morfologia ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Morfologia Enovelamento das moléculas
Cristalinidade Morfologia Enovelamento das moléculas Configuração molecular  regular Configuração molecular  irregular POLÍMERO  AMORFO REGIÕES CRISTALINAS Organização    Empacotamento das moléculas  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Cristalização: condições ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Morfologia
Morfologia: estruturas cristalinas ,[object Object],[object Object],Morfologia
Grau de cristalinidade x propriedades ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Morfologia
Grau de cristalinidade x transparência ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Morfologia
Grau de cristalinidade x propriedades ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Morfologia densidades 0,94 -  0,97 g/cm 3 0,92 – 0,94 g/cm 3 1,42 g/cm3 1,04 g/cm 3 Materiais com estruturas químicas diferentes não podem ser comparados dessa forma, pois não é apenas o grau de cristalinidade que influencia a densidade dos polímeros:  O POM possui átomos de oxigênio e nitrogênio em sua cadeia, ao contrário dos demais. Além disso, interações dipolo-dipolo e pontes de hidrogênio aproximam mais as cadeias desse polímero linear.  O PS, mesmo amorfo, é mais denso que o PE por causa de sua estrutura química, que apresenta os grandes e pesados anéis aromáticos presos à cadeia.
Comportamento Térmico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Térmico
Comportamento Térmico: escoamento ,[object Object],Comportamento Térmico Forças intermoleculares “seguram” as cadeias, impedindo seu deslocamento  Forças intermoleculares enfraquecem quando o material é aquecido    translação das moléculas  Força agindo sobre o material
Comportamento Térmico ,[object Object],[object Object],Comportamento Térmico FUSÃO Estrutura cristalina se desmancha e se torna amorfa PONTO DE FUSÃO Tm ou Tf
Comportamento Térmico ,[object Object],[object Object],Comportamento Térmico TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO VÍTREA Tg TRANSIÇÃO VÍTREA Polímero amorfo rígido   torna-se   flexível e elástico ao ser aquecido acima da Tg Material líquido ao ser resfriado torna-se gradativamente mais viscoso, até passar a se comportar como uma borracha
Comportamento geral dos plásticos  ,[object Object],Comportamento Térmico temperatura Resistência à tração alongamento TRANSIÇÃO VÍTREA DEGRADAÇÃO AMORFOS SEMICRISTALINOS
Comportamento geral dos plásticos  ,[object Object],Comportamento Térmico temperatura Resistência à tração alongamento FUSÃO CRISTALINA DEGRADAÇÃO TRANSIÇÃO VÍTREA AMORFOS SEMICRISTALINOS
Transição Vítrea ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Térmico
Transição Vítrea Comportamento Térmico VIDRO    duro e quebradiço PS    plástico rígido duro e quebradiço (vítreo) Tg acima da ambiente borracha    elástica e flexível Tg abaixo da ambiente
Transição Vítrea Comportamento Térmico FLEXIBILIDADE cadeias devem se dobrar ELASTICIDADE cadeias devem se desenrolar
Transição Vítrea Comportamento Térmico ,[object Object],[object Object],[object Object]
Transição Vítrea Comportamento Térmico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],aquecimento Transição vítrea Escoamento Degradação
Transição Vítrea ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Térmico
Volume livre x Tg ,[object Object],[object Object],Comportamento Térmico mais espaço entre as cadeias Tg menor menos espaço entre as cadeias Tg maior
Forças  intermoleculares x Tg ,[object Object],Comportamento Térmico PET    2 dipolo e 2 dispersão por mero PBT    2 dipolo e 4 dispersão por mero Grupo etileno do PBT tem maior mobilidade que o do PET    Tg menor PET PBT forças de dispersão interações dipolo-dipolo
Comprimento  das cadeias x Tg ,[object Object],Comportamento Térmico
Rigidez  da cadeia x Tg ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Térmico
Rigidez  da cadeia x Tg Comportamento Térmico enrijecem a cadeia Nada enrijece Oxigênio flexibiliza Tg = -127 C° Sulfona e anel aromático tornam cadeia muito rígida Tg > 500 C° Oxigênio flexibiliza cadeia Tg =119 C° Não flexibiliza, pois não está na cadeia
Mobilidade de grupos laterais x Tg ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Térmico Tg =100 C° A única diferença entre os dois polímeros ao lado é o adamantano ligado à cadeia Tg =119 C° Tg =225 C °
Mobilidade de grupos laterais x Tg ,[object Object],[object Object],Comportamento Térmico Embora os grupos mais compridos dificultem a mobilidade da cadeia, eles afastam as macromoléculas, aumentando o volume livre e diminuindo a intensidade das forças intermoleculares    diminui Tg comprimento do grupo lateral Temperatura de transição vítrea
Mobilidade de grupos laterais x Tg ,[object Object],[object Object],Comportamento Térmico Embora os grupos mais compridos dificultem a mobilidade da cadeia, eles afastam as macromoléculas, aumentando o volume livre e diminuindo a intensidade das forças intermoleculares    diminui Tg O contrário ocorre com o polietileno. PEAD tem Tg mais baixa que o PEBD por que as longas ramificações desse diminuem a mobilidade  comprimento do grupo lateral Temperatura de transição vítrea
Comportamento Térmico ,[object Object],Comportamento Térmico Material semicristalino sofre maior contração ao ser resfriado, por causa do empacotamento das regiões cristalinas do polímero específico
Comportamento Térmico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Térmico O material termofixo é uma única enorme macromolécula
Comportamento Térmico Comportamento Térmico O material termofixo é uma única enorme macromolécula Cross-links impedem translação das cadeias
Solubilidade Comportamento Térmico Termofixos   insolúveis  Termoplásticos solúveis
Solubilidade Comportamento Térmico    Moléculas do solvente afastam as cadeias, enfraquecendo as interações intermoleculares    escoamento Moléculas do solvente entram nos retículos maiores, inchando o polímero, mas não dissolvendo-o, pois as cadeias estão presas pelos cross-links SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE
Comportamento Mecânico Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object]
Comportamento Mecânico X Transição Vítrea Comportamento Mecânico PS    plástico rígido duro e quebradiço (vítreo) Tg acima da ambiente borracha    elástica e flexível Tg abaixo da ambiente PE    plástico flexível elasticidade muito pequena Tg abaixo da ambiente, MAS é semicristalino Parte amorfa    flexível Parte cristalina    rígida
Comportamento mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Plásticos flexíveis:  PEAD, PEBD, PP Plásticos rígidos: PS, PMMA, PC, PET, PA, POM, PVC rígido; Elastômeros: borracha natural, neoprene, polibutadieno, NBR, SBR;  Fibras: PA, PAN, PET, kevlar, fibra de carbono Comportamento Mecânico
Comportamento mecânico Comportamento Mecânico
Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Mecânico
Comportamento Mecânico:  Elastômeros Comportamento Mecânico Deformação elástica :  temporária, reversível ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Peça original Tracionamento encerrado Durante tracionamento
Comportamento Mecânico:  Elastômeros Comportamento Mecânico Elastômero: poucos cross-links    deformação elástica Plástico flexível: sem cross-links    deformação plástica Termofixo plástico: muitos cross-links    pouca deformação
Comportamento Mecânico:  Elastômeros Termofixos Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],vulcanização ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Polímeros vulcanizados Classificação Vulcanização  : Polímero linear ou ramificado + enxofre    polímero reticulado Cross-link: ligação covalente primária entre macromoléculas vizinhas Borrachas não vulcanizadas são pouco resistentes e pouco elásticas Poucos cross-links    elasticidade (elastômero) Muitos cross-links    rigidez  (plástico)
Polibutadieno vulcanizado Classificação
Comportamento Mecânico:  Elastômeros Termofixos Comportamento Mecânico Principais borrachas Densidade (g/cm 3) Peso molecular cristalinidade Tg (C°) Tm (C°) Borracha Natural (NR) 0,92 10 5 -10 6 baixa -72 28 Cis-Poliisopreno (IR) 0,92 10 4 -10 6 amorfo -70 - Polibutadieno (BR) 0,88-1,01 10 4 -10 6 variável -106 Variável Policloropreno (CR) neoprene 1,20-1,25 10 5 variável -45 45 Etileno-propileno-dieno (EPDM) 0,86 10 5 amorfo -55 - Isobutileno-Isopreno (IIR) 0,91-0,96 10 4 -10 6 amorfo -70 - Estireno-butadieno (SBR) 0,93 10 5 Amorfo -45 - Acrilonitrilo-butadieno (NBR) 0,95-1,02 10 4 -10 6 amorfo -50 a -30 - Silicones 0,97 10 5 -10 6 variável -125 -
Elastômeros Termoplásticos:  ionômeros Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Elastômeros Termoplásticos:  ionômeros Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],Copolímero: 85% etileno 15% ácido metacrílico
Elastômeros Termoplásticos:  Borracha SBS Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object]
Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Mecânico
Comportamento Mecânico:  Plásticos Comportamento Mecânico Deformação plástica :  permanente, irreversível Peça original ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Tracionamento encerrado Durante tracionamento
Comportamento Mecânico:  Plásticos Semicristalinos Comportamento Mecânico Deformação da parte amorfa: pode ser parcialmente elástica se t g <t ambiente
Comportamento Mecânico:  Plásticos Semicristalinos Comportamento Mecânico Deformação da parte cristalina: plástica Maior resistência
Plásticos Termoplásticos Comportamento Mecânico materiais Densidade (g/cm 3) Peso molecular cristalinidade Tg (C°) Tm (C°) PEAD 0,94-0,97 10 5 até 95% -120 135 PEBD 0,92 10 4 -10 6 até 60% -20 120 PP 0,90 10 4 -10 5 60-70% 4-12 165-175 PET 1,33-1,45 4x10 4 variável 7--74 250-270 POM 1,42 3x10 4 75% 82 180 PA 6/6 1,14 2x10 4 variável 52 265 PA 6 1,12-1,15 2x10 4 variável 40 223 PTFE 2,20 105-10 6 95% 127 327 PVC 1,39 10 4 -10 5 5-15% -81 273 PAN 1,18 10 5 baixa 105 250 PS 1,04 10 6 amorfo 100 - PMMA 1,18 10 5  -10 6 amorfo 105 - PC 1,20 3x10 4 amorfo 150 -
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Plásticos Termofixos Comportamento Mecânico Fenol + Aldeído fórmico em solução de ácido acético = Fenol-Formaldeído
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Plásticos Termofixos Comportamento Mecânico Melamina + Aldeído fórmico em solução ácida = Melamina- Formaldeído
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Plásticos Termofixos Comportamento Mecânico
Plásticos Termofixos Comportamento Mecânico
Plásticos Termofixos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Mecânico
Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Comportamento Mecânico
Comportamento Mecânico:  Fibras Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],X=40
Comportamento Térmico e Mecânico x Peso Molecular Comportamento Mecânico ,[object Object],[object Object],[object Object],Viscosidade    resistência ao escoamento Viscosidade Resistência à tração e rigidez Grau de polimerização Materiais comercializados Grau de polimerização Temperatura de escoamento
Aditivos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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Polimeros 3

  • 1. INTRODUÇÃO AOS POLÍMEROS Prof. Ariosvaldo Sobrinho UAEMA - UFCG Classificação Morfologia Comportamento Térmico Comportamento Mecânico Origem Peso Molecular Forças Intermoleculares
  • 2.
  • 3. Origem dos polímeros Origem queratina polipeptídeos cartilagem macromoléculas inorgânicas polissacarídeos macromoléculas orgânicas colágeno proteínas celulose amido quitina borracha natural
  • 4. Como é um polímero ? Origem celulose amido
  • 5.
  • 6. Como é um polímero ? temperatura pressão ativadores catalizadores Monômero (gás / líquido) Polímero (sólido) Monômero = molécula pequena capaz de reagir Mero = estrutura química repetitiva da molécula Origem Oligômero = molécula com poucos meros Polímero = macromolécula com muitos meros
  • 7. Como é um polímero ? Origem Nem toda molécula é capaz de polimerizar várias moléculas de cloreto de vinila várias moléculas de água uma molécula de PVC poli (cloreto de vinila) uma molécula de “poliágua”
  • 8. Como é um polímero ? Origem Todo polímero é uma macromolécula, mas nem toda macromolécula é um polímero Macromolécula polimérica  possui unidade química repetitiva Macromolécula não polimérica  não possui unidade química repetitiva
  • 9.
  • 10.
  • 11. Estruturas cristalinas Forças Intermoleculares Devido à forte atração intermolecular os átomos organizam-se em estruturas geométricas como as das figuras  CRISTAIS
  • 12.
  • 13.
  • 14. Forças Intermoleculares Forças Intermoleculares Influência das forças intermoleculares no ponto de ebulição de substâncias orgânicas Quanto maior o comprimento da cadeia carbônica, maior é o ponto de ebulição, pois há um maior número de forças atrativas agindo entre as moléculas da substância Quando a substância líquida é aquecida, a energia absorvida faz com que as moléculas movimentem-se com maior amplitude, enfraquecendo as forças intermoleculares  isso permite o afastamento das moléculas  ebulição Molécula Temperatura de ebulição ºC CH 4 – 161,5 C 2 H 4 – 89 C 3 H 8 – 44 C 4 H 10 0,5 C 5 H 1 2 36
  • 15.
  • 16. Forças Intermoleculares nos polímeros Forças Intermoleculares Pontes de hidrogênio no nylon 6/6 facilitam o alinhamento das moléculas  capacidade de formação de fibras Fortes interações dipolo-dipolo atraem as moléculas de policetona  alto ponto de fusão Ponto de fusao: Policetona: 255° Polietileno: 120°
  • 17.
  • 18.
  • 19. Polímeros sintéticos Classificação Polipropileno (PP) Polietileno (PE)
  • 20. Polímeros sintéticos Poliestireno (PS) Poliacrilonitrilo (PAN) Classificação
  • 21. Polímeros sintéticos Poli (metacrilato de metila) ou acrílico (PMMA) Poli (cloreto de vinila) (PVC) Classificação
  • 22. Polímeros sintéticos Polibutadieno (PB) Poliamida (PA) ou Nylon Classificação
  • 23. Polímeros sintéticos Poliésteres (PET, PBT, PEN) Policarbonato (PC) Classificação
  • 24. Polímeros sintéticos Poliuretanos (PU) Classificação
  • 25. Polímeros sintéticos Politetrafluoretileno (PTFE) ou Teflon Poli (vinil-pirrolidona) (PVP): géis e laquês Epóxis: adesivos Classificação
  • 26.
  • 27.
  • 28. Copolímeros: tipos Classificação alternados aleatórios em bloco enxertados
  • 29.
  • 30. Poliestireno de Alto Impacto (PSAI)
  • 31.
  • 32.
  • 33.
  • 34.
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38. Condições para polimerização Classificação Mero trifuncional  possibilidade de três ligações  polímero reticulado Mero bifuncional  possibilidade de duas ligações  polímero linear Monômeros monofuncionais  possibilidade de uma ligação  não polimeriza, pois o produto da reação não consegue se ligar com outras moléculas semelhantes
  • 39.
  • 40.
  • 41.
  • 42.
  • 43.
  • 44. Isomerismo geométrico Classificação Isopreno: 2 ligações duplas  pode formar quatro polímeros com a mesma fórmula molecular, C 5 H 8 , porém, com configurações químicas diferentes. CIS radicais iguais do mesmo lado TRANS radicais iguais em lados diferentes
  • 45.
  • 46. Peso molecular Peso Molecular Moléculas de ABS com vários comprimentos, ou seja, com pesos moleculares diferentes Polímero = 1 macromolécula com unidades químicas repetidas ou Material composto por inúmeras macromoléculas poliméricas
  • 47. Peso molecular médio Peso Molecular Pesos moleculares médios comuns para alguns polímeros origem polímero Peso molecular médio Naturais Borracha natural 200.000 Celulose nativa 300.000 Queratina 60.000 Naturais modificados Celulose regenerada 150.000 Nitrato de celulose 50.000 Sintéticos Poliadição PEAD 200.000 PS 200.000 PVC 100.000 PMMA 500.000 Sintéticos Policondensação PA 6/6 20.000 PET 20.000
  • 48.
  • 49.
  • 50.
  • 51.
  • 52. Distribuição de Peso molecular: polidispersão Peso Molecular Qual dos polímeros do gráfico abaixo tem a maior polidispersão ? Clique para resposta: maior polidispersão: polímero verde
  • 53.
  • 54.
  • 55.
  • 56.
  • 57.
  • 58.
  • 59.
  • 60.
  • 61.
  • 62.
  • 63.
  • 64.
  • 65.
  • 66.
  • 67. Transição Vítrea Comportamento Térmico VIDRO  duro e quebradiço PS  plástico rígido duro e quebradiço (vítreo) Tg acima da ambiente borracha  elástica e flexível Tg abaixo da ambiente
  • 68. Transição Vítrea Comportamento Térmico FLEXIBILIDADE cadeias devem se dobrar ELASTICIDADE cadeias devem se desenrolar
  • 69.
  • 70.
  • 71.
  • 72.
  • 73.
  • 74.
  • 75.
  • 76. Rigidez da cadeia x Tg Comportamento Térmico enrijecem a cadeia Nada enrijece Oxigênio flexibiliza Tg = -127 C° Sulfona e anel aromático tornam cadeia muito rígida Tg > 500 C° Oxigênio flexibiliza cadeia Tg =119 C° Não flexibiliza, pois não está na cadeia
  • 77.
  • 78.
  • 79.
  • 80.
  • 81.
  • 82. Comportamento Térmico Comportamento Térmico O material termofixo é uma única enorme macromolécula Cross-links impedem translação das cadeias
  • 83. Solubilidade Comportamento Térmico Termofixos  insolúveis  Termoplásticos solúveis
  • 84. Solubilidade Comportamento Térmico  Moléculas do solvente afastam as cadeias, enfraquecendo as interações intermoleculares  escoamento Moléculas do solvente entram nos retículos maiores, inchando o polímero, mas não dissolvendo-o, pois as cadeias estão presas pelos cross-links SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE SOLVENTE
  • 85.
  • 86. Comportamento Mecânico X Transição Vítrea Comportamento Mecânico PS  plástico rígido duro e quebradiço (vítreo) Tg acima da ambiente borracha  elástica e flexível Tg abaixo da ambiente PE  plástico flexível elasticidade muito pequena Tg abaixo da ambiente, MAS é semicristalino Parte amorfa  flexível Parte cristalina  rígida
  • 87.
  • 89.
  • 90.
  • 91. Comportamento Mecânico: Elastômeros Comportamento Mecânico Elastômero: poucos cross-links  deformação elástica Plástico flexível: sem cross-links  deformação plástica Termofixo plástico: muitos cross-links  pouca deformação
  • 92.
  • 93. Polímeros vulcanizados Classificação Vulcanização : Polímero linear ou ramificado + enxofre  polímero reticulado Cross-link: ligação covalente primária entre macromoléculas vizinhas Borrachas não vulcanizadas são pouco resistentes e pouco elásticas Poucos cross-links  elasticidade (elastômero) Muitos cross-links  rigidez (plástico)
  • 95. Comportamento Mecânico: Elastômeros Termofixos Comportamento Mecânico Principais borrachas Densidade (g/cm 3) Peso molecular cristalinidade Tg (C°) Tm (C°) Borracha Natural (NR) 0,92 10 5 -10 6 baixa -72 28 Cis-Poliisopreno (IR) 0,92 10 4 -10 6 amorfo -70 - Polibutadieno (BR) 0,88-1,01 10 4 -10 6 variável -106 Variável Policloropreno (CR) neoprene 1,20-1,25 10 5 variável -45 45 Etileno-propileno-dieno (EPDM) 0,86 10 5 amorfo -55 - Isobutileno-Isopreno (IIR) 0,91-0,96 10 4 -10 6 amorfo -70 - Estireno-butadieno (SBR) 0,93 10 5 Amorfo -45 - Acrilonitrilo-butadieno (NBR) 0,95-1,02 10 4 -10 6 amorfo -50 a -30 - Silicones 0,97 10 5 -10 6 variável -125 -
  • 96.
  • 97.
  • 98.
  • 99.
  • 100.
  • 101. Comportamento Mecânico: Plásticos Semicristalinos Comportamento Mecânico Deformação da parte amorfa: pode ser parcialmente elástica se t g <t ambiente
  • 102. Comportamento Mecânico: Plásticos Semicristalinos Comportamento Mecânico Deformação da parte cristalina: plástica Maior resistência
  • 103. Plásticos Termoplásticos Comportamento Mecânico materiais Densidade (g/cm 3) Peso molecular cristalinidade Tg (C°) Tm (C°) PEAD 0,94-0,97 10 5 até 95% -120 135 PEBD 0,92 10 4 -10 6 até 60% -20 120 PP 0,90 10 4 -10 5 60-70% 4-12 165-175 PET 1,33-1,45 4x10 4 variável 7--74 250-270 POM 1,42 3x10 4 75% 82 180 PA 6/6 1,14 2x10 4 variável 52 265 PA 6 1,12-1,15 2x10 4 variável 40 223 PTFE 2,20 105-10 6 95% 127 327 PVC 1,39 10 4 -10 5 5-15% -81 273 PAN 1,18 10 5 baixa 105 250 PS 1,04 10 6 amorfo 100 - PMMA 1,18 10 5 -10 6 amorfo 105 - PC 1,20 3x10 4 amorfo 150 -
  • 104.
  • 105.
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