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Polímeros

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Definição :

Polímeros

• Origem da palavra;

– polu (πολυ) ou poli;

– meres (μέρος) ou meros.

Portanto, são substâncias químicas formadas por muitas partes.

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• Obtenção;

– Origem natural

– Polimerização.

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Moléculas de hidrocarbonetos

Muito polímeros são orgânicos e formados por moléculas de hidrocarbonetos;

Cada átomo de C tem 4 e- que podem estabelecer ligações atômicas com átomos vizinhos e cada H tem 1 e- na mesma condição.

metano etano propano

ligações saturadas ligações insaturadas

etileno acetileno

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Peso Molecular

O peso molecular final de um polímero depende do crescimento de suas cadeias poliméricas;

O peso molecular médio de um polímero pode ser obtido pelo cálculo do número ou do peso das moléculas.

Uma maneira alternativa para expressar o tamanho médio da cadeia de um polímero é pelo grau de polimerização:

Nº de moléculas Peso das moléculas

= Peso molecular do mero

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•Fontes de Matéria Prima

• Celulose;

• Lignina;

• Borracha natural (poli-cis-isopreno –CH2C(CH3)CHCH2-);

• Óleo de mamona;

• Óleo de soja;

• Carvão de mineral ou hulha (gás etileno);

• Petróleo (nafta);

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Planta Petroquímica

• Etilieno PE • + cloro PVC • + benzeno OS • + oxigênio poliésteres e poliéteres

• Propileno PP

• + amônia PAN resina acrílica • + benzeno fenol resina fenólica • + HCN PMMA • + oxigênio óxido de propileno PU

• Butadieno PB

• + amônia hexametileno diamina PA6,6 • + cloro cloropreno neopreno • Estireno SBR

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Configuração física

Linear

Ramificada

Reticulada (Ligação cruzada)

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PORQUE ALGUNS POLÍMEROS SÃO CRISTALINOS E OUTROS AMORFOS??

Dois fatores são importantes:

estrutura polimérica forças intermoleculares

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Se o polímero é regular e ordenado, ele empacota em cristais facilmente.

poliestireno sindiotático poliestireno atático ordenado sem ordem

CRISTALINO AMORFO

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POLARIDADE E CRISTALINIDADE

LIGAÇÕES DE H

NYLON 6,6

ORDENAÇÃO

FIBRAS

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O que mantem as macromoléculas juntas?

FORÇAS INTERMOLECULARES

FORÇAS DE DISPERSÃO LONDON

LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO (H)

ATRAÇÃO ELETROSTÁTICA

INTERAÇÕES DE V. DER WAALS

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DISPERSÃO DE LONDON

MOLÉCULAS APOLARES

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Interação dipolo-dipolo δ+ δ- δ+ δ- H Cl ----- H Cl

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LIGAÇÕES de H ou PONTES de H

Este tipo de ligação é um caso especial de ligação

dipolo-dipolo, só ocorrendo entre moléculas polares.

H2O HF NH3

É o polímero de maior aplicação comercial. Suas características são: -Grande resistência a agentes químicos; -Boa Flexibilidade;

O Polietileno rígido (PEAD) é utilizado, por exemplo, na fabricação de recipientes, baldes, garrafas. O Polietileno flexível (PEBD) é utilizado na fabricação de sacolas plásticas em geral.

Polietileno (PEAD ou PEBD)

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Polipropileno (PP) • Suas características são:

-Alta dureza;

-Resistente à tração;

Utilizado na confecção de capas, cordas, tubos, pára-choques e equipamentos médicos.

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Poliestireno (PS)

Utiliza-se na produção de objetos que devem ser moldados, como pratos, xícaras, copos. Possui elevado índice de refração podendo ser utilizado em iluminação. Se no processo de produção for expandido por gases origina o isopor, de baixa densidade, servindo para produção de geladeiras portáteis, baldes de gelo, bandejas descartáveis etc.

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Policloreto de vinila (PVC) O PVC possui às mesmas características dos metais, podendo ser serrado ou moldado. Com isso, pode ser utilizado na produção de tubos, filmes plásticos, bolsas, toalhas, couros artificiais, cortinas entre outros.

Restrições: O monômero é um potente cancerígeno; deve haver controle do teor residual que permanece no polímero, particularmente em aplicações em que o polímero vai entrar em contato com alimentos.

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Teflon (PTFE) O Teflon possui várias utilidades e aplicações dentre as quais destacamos: O Teflon apresenta baixo coeficiente de atrito, podendo ser utilizado em mancais.

É resistente a solventes e ao calor, utilizado em revestimento de panelas. É também um isolante elétrico, por isso é utilizado também em peças eletroeletrônicas.

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Poliacrilonitrila (PAN) Lã sintética, conhecidas no comércio pelos nomes: Orlon, Drálon e Acrilã. Utilizada na confecção de cobertores e carpetes.

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Polimetacrilato de metila (Acrílico®)

É o vidro plástico, é utilizado em anúncios luminosos, óculos, lustres e objetos transparentes. É utilizado em tintas a base de látex, com a função de impermeabilizar e dar brilho à superfície pintada.

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Vulcanização da Borracha

A borracha natural é resultado da polimerização do isopreno, feita na própria planta, a seringueira Hevea brasiliensis. Este produto é mole e não apresenta resistência mecânica. Para que possa ser utilizada comercialmente ela é submetida ao processo de vulcanização (adição de enxofre às duas ligações), fazendo com que a borracha natural se transforme na borracha vulcanizada tridimensional.

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Buna-S

Foi muito utilizada na 2ª Guerra Mundial para substituir a borracha natural, sendo utilizada atualmente nas bandas de rodagem dos pneus. Conhecida por SBR (Styrene Butadiene Rubber).

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Buna-N

Outro tipo de borracha sintética, conhecida pelos nomes Perbunan e

Chemipol.

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Poliuretano

Utilizado como isolante termo-acústico. Pode ser expandido por gases, formando uma espuma utilizada na fabricação de colchões e travesseiros.

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Poliamida (Nylon®)

-Apresenta elevada dureza, é utilizado na fabricação de engrenagens e em outras peças de maquinaria; -Possui baixo coeficiente de atrito podendo ser utilizado em rolamentos não lubrificados; -Pode ser transformado em finos filamentos, empregados principalmente na confecção de roupas e até pára-quedas.

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Prof. Delmárcio Gomes

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Polímeros Naturais

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POLÍMEROS NATURAIS

QUITINA – é uma molécula complexa encontrada nos crustáceos: caranguejos, siris, lagostas, camarões.

Também existe em insetos, fungos, cogumelos e minhocas.

Quitina

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CELULOSE

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Usado como laxante e espessante de shampoos e para limpar melhor o cabelo, devido a formação de colóides ao redor da sujeira.

Hidroxietilcelulose (HEC)

Hidroxietilcelulose

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•Os polímeros naturais são: a borracha; os polissacarídeos, como celulose, amido e glicogênio; e as proteínas. •A borracha natural é um polímero de adição, ao passo que os polissacarídeos e as proteínas são polímeros de condensação, obtidos, respectivamente, a partir de monossacarídeos e aminoácidos.

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Polímeros Sintéticos:

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Os polímeros sintéticos são produzidos quimicamente, em geral, de produtos derivados de petróleo. Eles podem oferecer uma infinidade de aplicações. São produzidos para atender cada aplicação requerida. O tamanho e composição química podem ser manipulados a fim de criar propriedades para quase todas as funções dos fluidos. Freqüentemente, polímeros sintéticos são preparados em substituição no etileno. O processo de polimerização ocorre através de uma reação adicional onde o etileno é substituído no final da cadeia de polímero. Na estrutura seguinte, o substituinte A pode ser algum grupo ativo: CH2 = CH - A Observe a ligação C-C e a enorme possibilidade de substituições. A ligação C-C é mais estável do que a união C-O encontrada em polímeros a base de celulose e amido. O C-C é resistente a bactérias e tem estabilidade de temperatura acima de 371°C. Mesmos os grupos de substituição vão degradar antes da união C-C nestas condições.

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Classificação de Polímeros

São normalmente classificados quanto:

• Estrutura química;

• Método de Preparação;

• Características Tecnológicas;

• Comportamento Mecânico.

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1) Quanto à estrutura química

Os grupos funcionais presentes são a base de classificação: poliamidas, poliésteres, poliéter, poliuretanas, etc.

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2) Quanto ao método de preparação

De um modo geral são divididos em polímeros de adição e polímeros de condensação, conforme ocorra uma simples adição, sem subprodutos, ou uma reação em que moléculas pequenas como H2O, HCl sejam eliminadas.

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3) Quanto às características tecnológicas

Dois grupos podem ser caracterizados: os termoplásticos e os termorrígidos.

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4) Quanto ao comportamento mecânico

Dividem-se em três grandes grupos:

borrachas ou elastômeros, plásticos e fibras.

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