POLÍMEROS

POLÍMEROS
Do grego:
• poli = muitos;
• mero = partes (unidades de repetição);
• Polímeros: são macromoléculas composta
por várias unidades de repetição
denominadas meros, ligadas através de
ligações covalentes.
• Monômero: molécula formada por uma
unidade de repetição.
• Mero: é a unidade de repetição da cadeia
polimérica.
• Grau
de
polimerização
(GP):é
considerado o número de unidades de
repetição da cadeia polimérica.O grau de
polimerização, em geral, encontra-se
acima de 750.
• Massa molar do polímero (MM): é
determinada pelo produto da massa molar
do mero e do grau de polimerização.
MM = MMmero . GP
• Massa Molar Média: pode ser estimada a
partir grau de polimerização médio x a
massa molar do mero.
__
__
MM = MMmero . GP
Obs: no processo de polimerização são formadas cadeias
poliméricas de tamanhos diferentes.
Oligômero: polímero que apresenta baixa
massa molar __
MM  10.000
Tipos de Cadeias
Cadeias Lineares: a cadeia polimérica é
constituída de apenas uma cadeia
principal.
Obs: é formada pela polimerização de
monômeros bifuncionais.
Cadeias ramificadas:
a) aleatória: ramificações de tamanhos
variados, porém, formados com a
mesma unidade de repetição presente
na cadeia principal;
b) estrelada: a cadeia polimérica é formada
por vários braços que partem de um
ponto central, podendo variar de 4 até 32
braços.
c)
pente: da cadeia principal saem
pequenas
ramificações
que
são
distribuídas homogeneamente em toda a
sua extensão.
Cadeias com ligações cruzadas: ligações covalentes
formadas entre duas cadeias poliméricas, que
mantém unidas por força primária, formando uma
rede tridimensional.
- Podem ser divididos em função do número de
ligações cruzadas médias por volume de unitário
em:
- Polímeros com baixa quantidade de ligações
cruzadas: borracha
- Polímeros com alta quantidade de ligações
cruzadas: termofixos
Homopolímero
• É um tipo de polímero formado a partir de
um único monômero:
• Exemplos: Polietileno (PE); Polipropileno (PP);
Policloreto de vinila(PVC).
Copolímero
•
É o polímero em que a cadeia principal é
formada por dois meros diferentes:
• Tipos:
a) aleatório: a disposição dos meros (A e B)
não seguem uma sequência definida:
~~~~A-A-B-A-B-B-B-B-A-B-B-A-B-A-~~~~
• Exemplos: copolímero de etileno-acetato
de vinila (EVA), borracha sintética de
estireno-butadieno (SBR).
b) alternado: os diferentes se dispões de
forma alternada na cadeia polimérica.
~~~~~~A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B~~~~~~
Exemplo: copolímero de anidrido maleicoestireno.
c) em bloco: os blocos (sequência) de um
determinado mero se alterna com os
blocos de outro mero.
~~SSS~~~~~SSS-BBB~~~~~BBB-SSS~~~~~SSS
Exemplo: borracha termoplástica tribloco de
estireno e butadieno
d) grafitizado ou enxertado: sobre a cadeia
de um homopolímero (A) outra cadeia
polimérica (B).
A A A A A
B
A A A A A
B B B B
Exemplo: copolímero acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS)
– formado principalmente por um homopolibutadieno
enxertada com um copolímero aleatório de estirenoacrilonitrila.
Terpolímero
• Polímero em que a cadeia principal é
formada por três meros diferentes.
• Exemplo: copolímero acrilonitrila-butadieno-estireno
(ABS)
Obs: na indústria, os termopolímeros são
referenciados como coplímeros.
Classificação de Polímeros
• Quanto ao método de preparação,
sugerido por Carothers em 1929, os
polímeros podem ser classificados em:
• Polímeros de Adição;
• Polímeros de Condensação
Polímeros de Adição
• No processo de reação dos monômeros
não há perde de massa na forma de
compostos com baixo peso molecular.
Polímeros de Condensação
• São polímeros formados pela união de
dois grupos funcionais reativos com a
eliminação de uma molécula de baixo
peso molecular como: H2O, HCl, ...
Quanto ao comportamento mecânico são
classificados em: plásticos, elastômeros e fibras
• Plásticos: um material polimérico de alta
massa molar, sólido quando em
temperatura ambiente ou próxima.
• Tipos:
Termoplásticos;
Termofixos ou Termorígidos;
Baroplásticos
• Termopláticos: plásticos com capacidade
de amolecer e fluir com aumento da
temperatura (T) e pressão (P). Na
ausência de T e P, o polímero solidifica-se
em um produto moldável. A inserção de P
e T novamente no sistema, reinicia o
processo.
• São recicláveis, solúveis e possuem
cadeias: linear ou ramificada
• Exemplos: PVC, PE, PP,...
• Termofixos, Termorígidos ou Termoendurecidos:
plástico que amolece uma vez com o aquecimento,
sofre o processo de cura no qual se tem uma
transformação química irreversível, com a formação
de ligações cruzadas, tornando-se rígido. O seu
estado físico não se altera mais (não amolece)
quando submetido a posteriores aquecimentos,
tornando-se insolúvel e infusível.
Obs: são moldados na forma de pré-polímeros, ou seja,
antes da cura, sem ligações cruzadas
• Exemplo:baquelite (resina de fenol-formol)
• Cura: mudança das propriedades físicas de uma resina
por reação química, pela ação de um catalisador e/ou
calor e um agente de cura, gerando ligações cruzadas
entre as cadeias poliméricas. Antes da cura o
termorrígido é um oligômero, apresentado-se como um
líquido ou na forma de um pó.
Oligômero: polímero que apresenta baixa massa molar
__
MM  10.000
• Obs: O termo cura é utilizado para termofixos. No caso
de borrachas o termo utilizado é vulcanização.
• Baroplásticos: são plásticos que, com
aumento substancial de pressão e
temperatura, fluem através de rearranjos
em sua conformação.
• Seu estado físico tende a ser borrachoso.
• Elastômero: polímeros que na temperatura
ambiente podem deformar-se, no mínimo, duas
vezes o seu comprimento inicial, retornando ao
seu comprimento original.
• Características: em geral, possuem cadeias
flexíveis amarradas umas às outras, com baixa
densidade de ligações cruzadas.
• Exemplo: borracha vulcanizada
• Borracha: elastômero natural ou sintético
• Vulcanização: processo químico de
fundamental importância às borrachas,
introduzindo elasticidade e melhorando a
resistência mecânica.
• enxofre: principal agente de vulcanização
• Fibras: termoplástico orientado.
• A orientação das cadeias e dos cristais,
durante a fiação foi forçada para aumentar
a resistência mecânica, possibilitando a
utilização na forma de fios finos.
• Exemplos: náilons, poliéster
Configuração de cadeias poliméricas
• A configuração de uma cadeia polimérica
são arranjos espaciais fixados por
ligações químicas intramoleculares.
• A configuração de um polímero é definida
durante a polimerização, não sendo alterada
posteriormente.
Obs: a mudança na configuração requer a quebra de
ligações envolvendo a degradação do polímero.
Tipos de Configuração em Polímeros
• Encadeamento:
Carbono cauda
Carbono cabeça
H2C CH
R
encadeamento cabeça-cauda
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
encadeamento cabeça-cabeça
ou cauda-cauda
encadeamento misto
R
R
R
R
R
R
Taticidade
• É a regularidade espacial com que os grupos
laterais encontram-se na cadeia polimérica:
R
HR
R H H
R
R
HR
R H R
H R
H
R R
R H R H
R H H
HH R R
Isotático: os grupos laterais estão dispostos do mesmo
lado do plano
Sindiotático: os grupos laterais estão dispostos de maneira
alternada
R
Atático: não há regularidade