Identificação de Polímeros

10. Trabalho Experimental
Polímeros
Polímeros são substâncias formadas de macromoléculas (moléculas gigantes) que
apresentam unidades estruturais denominadas monômeros, que se repetem sucessivamente .
Um polímero pode ser definido satisfatoriamente como sendo um material composto por
unidades relativamente simples idênticas ou não (monômeros), repetidas várias vezes.
Exemplos de polímeros naturais são o amido e a celulose, formados por um grande
número de moléculas de glicose. Outro polímero é a borracha natural, cuja unidades de
repetição é o isopropeno: (CH2= C CH= CH2 )

CH3
O processo de formação dos polímeros denomina-se polimerização. São exemplos
de polímeros os plásticos e os elastômeros.
Os polímeros podem ser classificados de acordo com vários critérios:
a) Quanto a aplicação:

Elastômeros: apresentam moléculas grandes e flexíveis, que tendem a se enrolar de
maneira caótica. Quando submetidos a uma tensão, as moléculas desses polímeros se
desenrolam e deslizam umas sobre as outras. Quando a tensão cessa, suas moléculas
voltam à estrutura inicial. Exemplos: borracha natural e sintética.

Fibras: se prestam à fabricação de fios e apresentam grande resistência à tração
mecânica. Exemplos: poliamidas, poliéster, celulose (polímero natural).

Plásticos: possuem estrutura molecular de dois tipos: longas moléculas, quer lineares,
quer ramificadas, e moléculas de rede tridimensional. Exemplos: polietileno, PVC,
fórmica, poliuretano, etc.
b) quanto ao comportamento à temperatura:

Termoplásticos: podem ser amolecidos e remoldados repetidamente. Industrialmente,
podem ser reaproveitados para produção de novos artigos. Exemplos: poliestireno,
polietileno, PVC, PVA, polimetacrilato de metila.

Termofixos ou Termorrígidos: não podem ser amolecidos pelo calor após terem sido
produzidos, Normalmente sua produção e moldagem devem ser feitas numa única
etapa. Exemplos: baquelite, fórmica, poliuretanas, etc.
c) Quanto ao tipo de monômero:

Homopolímeros: somente uma espécie de monômero está presente na estrutura do
polímero.

Copolímeros: espécies diferentes de monômeros são empregadas.
d) Quanto à estrutura molecular:

Polímeros lineares e ramificados; podem ser mais ou menos cristalinos e incluem
alguns dos materiais também usados como fibras: o náilon, por exemplo. Incluem
também, os vários polialcenos: polietileno, policloreto de vinila, poliestireno, etc. Ao
serem aquecidos, estes polímeros amolecem e por esta razão são chamados de
termoplásticos.

Polímeros de rede tridimensional (ou resinas): são altamente reticulados para formar
uma estrutura tridimensional rígida, mas irregular, como nas resinas fenolformaldeído.
Uma amostra de tal material é essencialmente uma molécula gigante; por aquecimento
não amolece, visto que o aquecimento exigiria a ruptura de ligações covalentes. Na
realidade, o aquecimento pode causar formação de mais ligações reticulantes e tornar o
material ainda mais duro. Por esta razão, estes polímeros chamados termofixos.
e) Quanto á morfologia no estado sólido:

Amorfos: as moléculas são orientadas aleatoriamente e estão entrelaçadas (lembram um
prato de spagheti cozido). Os polímeros amorfos são, geralmente transparentes.

Semicristalinos: as moléculas exibem um empacotamento regular, ordenado, em
determinadas regiões. Como pode ser previsto, este comportamento é mais comum em
polímeros lineares, devido a sua estrutura regular. Devido às fortes interações
intermoleculares, os polímeros semicristalinos são mais duros e resistentes; como as
regiões cristalinas espalham a luz, estes polímeros são mais opacos. O surgimento de
regiões cristalinas pode, ainda, ser induzido por um “esticamento” das fibras, no sentido
de alinhar as moléculas.
f) Quanto ao método de preparação:

Polímeros de adição: São polímeros formados por sucessivas adições de monômeros.
As substâncias utilizadas na produção desses polímeros apresentam obrigatoriamente
pelo menos um dupla ligação entre carbonos. Durante a polimerização, na presença de
catalisador, aquecimento e aumento de pressão, ocorre a ruptura de uma ligação e a
formação de duas simples ligações como mostra o esquema:
n(A=A) (-AA-)n
São muitos os polímeros de adição presentes no nosso dia-a-dia, como o:


Polietileno

Policloreto de vinila (PVC)

Polipropileno

Poliestireno

Teflon ou Politetrafluoretileno

Poliacrilonitrila

Poliacetato de vinila (PVA)

Polimeta-acrilato de metila (acrílico)

Policianoacrilato de metila

Poli 2-hidroxi-etil-acrilato de metila

Borrachas sintéticas (polieritreno, Policloropropeno e Buna-S)
Polímeros de condensação: esses polímeros são formados, geralmente, pela reação entre
dois monômeros diferentes, com a eliminação de moléculas pequenas, por exemplo, a
água. Nesse tipo de polimerização, os monômeros não precisam apresentar dupla
Identificação de Polímeros
ligação entre carbonos, mas é necessária a existência de dois tipos de grupos funcionais
nos dois monômeros diferentes. Como exemplos podemos citar:

Poliéster

Poliamida

Silicone

Polifenol

Policarbonato

Polímeros de rearranjo: este tipo de polímero requer um ou mais monômeros que
sofrerão um rearranjo em suas estruturas, na medida em que ocorrer a
polimerização. Os dois polímeros de rearranjo mais comuns são:

Poliuretanas (espuma, espuma rígida e lycra)

Poliamidas
Resina
Polietileno de baixa
densidade
Polietileno de alta
densidade
Polipropileno
ABS
SAN
Poliacetal
Acetato de celulose
Teste de chama
Chama Azul
Vértice amarelo
Chama Azul
Vértice amarelo
Chama amarela, crepita ao
Queimar, fumaça fuliginosa
Chama amarela, crepita ao
queimar fumaça fuliginosa
Tal qual PS e ABS, porém
fumaça menos fuliginosa
Chama azul sem fumaça
com
centelha
Chama amarela, centelhas
queimando
observação
odor
Cheiro de
vela
Cheiro de
Pinga como vela
vela
Cheiro
Pinga como vela
Agressivo
Monômero de
Amolece e pinga
estireno
Borracha
Amolece e Pinga
Queimada
Pinga como vela
Amolece e
Monômero de
borbulha
Cuidado ao
cheirar
estireno
Ponto amolecimento Densidade
o
C
(g/cm3)
105
130
165
230
175
130
Formaldeído
175
Ácido acético
230
Acetato de butirato de
celulose
Chama azul faiscando
PET
Chama amarela, fumaça
mas centelha
-
Manteiga
rançosa
180
Acetato de vinila
Chama amarela esverdeada
-
-
255
PVC rígido
PVC flexível
Poli carbonato
Poliuretanos
-
Chama amarela, vértice
verde
Chama amarela, vértice
verde
Decompõe-se, fumaça
Fuliginosa com brilho
Chama auto
extinguível
Chama auto
extinguível
Chama auto
extinguível
Cheiro de
cloro
Cheiro de
cloro
Bastante fumaça
-
Acre
Chama auto
PTFE
Nylon-6
Nylon-66
Nylon - 6,10
Nylon - 11
Poli (metacrilato de
metila)
Deforma-se
extinguível
127
150
150
230
205
-
Chama azul, vértice
Formam bolas
Amarelo, centelhas, difíceis
na ponta
De queimar
Chama azul, vértice
Pena e
Formam bolas
amarelo, centelhas, difíceis
cabelo
de queimar
na ponta
Queimado
Chama azul, vértice
Formam bolas
Pena e
amarelo, centelhas difíceis
cabelo
na ponta
de queimar
Queimado
Chama azul, vértice
Formam bolas
Pena e
amarelo, centelhas, difíceis
cabelo
na ponta
de queimar
Queimado
Queima lentamente,
mantendo a chama, chama
Cheiro de
amarela em cima, azul em
Não pinga alho ou resina
baixo. Amolece e quase não
de dentista
apresenta carbonização
327
215
260
0,94
098
0,85
092
1,04
1,06
1,04
1,06
1,08
1,42
143
1,25
1.35
1,15
1.25
1,38
1.41
1,34
137
1,19
135
1,19
135
1,20
122
1,21
2,14
217
1,12
1,16
1,12
1,16
215
180
1.09
1,04
1,16
160
1,20
10.1 PARTE EXPERIMENTAL
Materiais:










Proveta de 100mL, 50mL e 10mL
Béquer de 500mL
Tubo de ensaio
Pinça de madeira
Pinça metálica
Bastão de vidro
Lata de refrigerante(para molde)
Bico de Busen
Agitador magnético
Banho de gelo
Reagentes:
 Ácido Clorídrico – HCl 1,0 mol/L
 Solução de Anilina
 Persulfato de Amônio
 Anidrido ftálico
 Glicerol ou glicerina
 Acetato de sódio
PROCEDIMENTO:
1ª Experiência: Síntese de um polímero condutor
Parte A:
1) adicione 300mL de solução de HCl 1,0mol/L em um béquer.
2) Acrescente a esta solução 20mL de solução de Anilina.
3) Coloque o béquer no banho de gelo de modo que, o gelo esteja em contato direto com o
béquer.
4) Coloque o recipiente no agitador magnético e agite o conteúdo do béquer.
Parte B:
1) Adicione 200mL de HCl 1,0mol/L em outro béquer.
2) A crescente a esta solução 11,54g de persulfato de amônio.
3) Misture a conteúdo deste béquer e o adicione na outra solução.
4) Mantenha esta solução no agitador magnético até que ocorra toda reação.
2ª Experiência: Síntese de um poliéster a partir de anidrido ftálico e gligcerol
Parte I – Preparação do molde
Confeccione um molde retangular nas dimensões de uma caixinha de fósforos (3x4
cm, com bordas de 1cm), conforme as instruções a seguir:

Recorte da lata de alumínio um retângulo plano de aproximadamente 5x6 cm.

Risque toda a superfície interna com grafite, para facilitar a retirada do polímero.

Corte o retângulo conforme a figura a seguir:

Dobre as laterais nas linhas indicadas na figura, fazendo uma pequena caixa

Fixe as laterais da caixa com uma fita adesiva, sem deixar espaços nos cantos e, e,
seguida, amarre-as com um barbante, dando duas voltas.

Posicione o molde o mais próximo do local onde o polímero será preparado.
Parte II- Preparação do polímero
1) Misture num tubo de ensaio seco 5,0g de anidrido ftálico e 0,5g de acetato de sódio.
2) Acrescente 2mL de glicerina.
3) Aqueça a mistura cuidadosamente e com agitação, mantendo o tubo inclinado sobre um
bico de bunsen, até a completa dissolução dos reagentes sólidos. ATENÇÃO: não
deixe o tubo constantemente sobre a chama; a dissolução deve ser lenta!
4) Após a dissolução total dos reagentes, continue aquecendo o tubo cuidadosamente até
observar a formação de vapor d’água.
5) Assim que a solução começar a eliminar vapor d’água, retire o tubo da chama, espere
parar a ebulição e retorne o tubo à chama.
6) Repita esse procedimento até que a solução adquira uma coloração marrom-clara e
apresente uma elevada viscosidade. CUIDADO: o superaquecimento leva à
decomposição do produto!
7) Tão logo a mistura reagente adquira as características acima, transfira-a rapidamente,
porém com cuidado, para o molde.
8) Observe como essa resina pode ser estirada em fios, puxando um pouco do resíduo
ainda quente do tubo de ensaio, com um bastão de vidro.
9) Deixe o polímero esfriar lentamente.
10) Retire cuidadosamente a resina solidificada do molde, cortando o barbante e a fita
adesiva com uma tesoura.
11) Para um melhor acabamento da peça, prenda o bloco da resina com uma pinça metálica
e aqueça-o diretamente na chama do bico de bunsen, fazendo movimentos rápidos
sobre o fogo.
12) Espere esfriar por uns 30 segundos, mude o bloco de posição na pinça e aqueça
novamente.
Questionário:
1) Descreva as características físicas do produto obtido.
2) Sugira eventuais aplicações do material obtido.