MATERIAIS POLIMÉRICOS. Profª:Débora Delatore

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1 MATERIAIS POLIMÉRICOS Profª:Débora Delatore 1

2 MATERIAIS POLIMÉRICOS POLÍMEROS: Compreendem os materiais comuns de plástico e borracha. São compostos orgânicos baseados no carbono, no hidrogênio e em outros elementos não-metálicos; possuem estruturas moleculares muito grandes. Resistentes a corrosão; Alta flexibilidade; Baixa densidade (leves). EUA-29% da produção mundial

3 Polímeros Os polímeros não foram "inventados"; eles existem na natureza por exemplo: celulose, proteínas, látex. A intenção inicial dos químicos, ao tentarem produzir os primeiros polímeros, foi "copiar" os polímeros naturais. Atualmente, é tão grande o número desses compostos e tão comum sua utilização, que é impossível atravessarmos um único dia sem utilizar vários deles.

4 Polímeros Poluem: -Ruas; - Campos; - Praias Baixo custo Os plásticos usados, principalmente, em embalagens descartáveis são exemplos de polímeros que acarretaram grandes mudanças em nosso dia-a-dia. Melhor aparência Peças complexas, menor peso Isolantes Evolução tecnológica Dominam a industria química Mais resistentes Temperaturas

5 Origem dos polímeros macromoléculas orgânicas borracha proteínas natural macromoléculas inorgânicas polipeptídeos amido colágeno celulose quitina queratina cartilagem Massa molecular muitíssimo alta (Elevado peso) C 575 H 901 O 193 N 171 S 12 ácido ribonucleico MM = g/mol

6 POLÍMEROS ARTIFICIAIS: São produzidos pela síntese: processo que surgiu após a descoberta da Química Orgânica (segunda metade do século XIX), e requer tecnologia sofisticada, pois envolve reações químicas em laboratório. Reações de Polimerização Reações de adição Reações de Policondensação

7 POLÍMEROS ARTIFICIAIS: Fonte 7

8 DEFINIÇÃO FORMAL ORIGEM- A palavra Polímero origina-se do grego poli (muitos) e mero (unidades Repetidas). DEFINIÇÃO- Assim, um polímero é uma macromolécula composta por muitas (dezenas de milhares) unidades de repetições denominadas meros. A matéria prima para produção de um Polímero é o monômero, dependendo do tipo de monômero (estrutura química)

9 Monômero (gás/líquido) Os polímeros sintéticos são obtidos pela união monômeros à molécula em crescimento Polímero (sólido) temperatura pressão ativadores catalisadores Monômero = molécula pequena capaz de reagir Oligômeros = moléculas com poucos meros Polímero = macromoléculas com muitos meros

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12 POLÍMEROS Classificados: - Ocorrência; - Estrutura; - Natureza da cadeia; - Comportamento mecânico; - Disposição espacial dos seus monómeros; - Morfologia; - Reação de origem. NATURAIS OU SINTÉTICOS Celulose, borracha natural, o amido, proteínas e ácidos nucleícos Nylon, PVC, vidro acrílico, polietileno

13 Moléculas simples REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO De acordo com a composição ou estrutura dos polímeros. As polimerizações podem ser realizadas por adição (poliadição) ou por condensação (policondensação). -Poliadição a cadeia polimérica é formada através de reações de adição dos monômeros (geralmente com uma dupla ligação);

14 REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO -Policondensação a reação se passa entre monômeros polifuncionais, ou entre monômeros diferentes, usualmente ocorrendo a eliminação de moléculas de baixo peso molecular, como a água e amônia.

15 REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO Reações ocorrem com compostos insaturados Os monômeros devem ter pelo menos 2 pontos reativos em cada molécula

16 TIPOS DE INICIADORES CALOR OU RADIAÇÃO CATALISADORES Aceleram as reações de polimerização, ou seja, aumentam a velocidade da reação

17 MATERIAIS POLIMÉRICOS São classificados em: Temperatura alta material líquido pode ser moldado (fusão) Temperatura baixa semi-cristalino Termoplásticos- plásticos que amaciam quando aquecidos e endurecem quando arrefecem, podem ser moldados sucessivamente. Ex: polietileno. Soluções em termoplásticos Os Polímeros podem ser formados por diferentes tipos de monômeros.

18 Polímeros Termoplásticos Polietileno Polipropileno Poliestireno Poliestireno de alto impacto Copoli (estireno-acrilonitrila) Copoli (acrilonitrila-butadieno-estireno Copoli (etileno-acetato de vinila) Poli (cloreto de vinila) Poli (acetato de vinila) Poli (acrilonitrila) Poli (cloreto de vinilideno) Poli (metacrilato de metila) PE PP PS HIPS SAN ABS EVA PVC PVAC PAN PVDC PMMA

19 MATERIAIS POLIMÉRICOS São classificados em: Termorrígidos- São permanentemente duros, não podem ser reaproveitados industrialmente na moldagem de novos objetos. Ex: Apóxidos massa que endurece, utilizada em reparos de carros

20 Polímeros Termofixos (termorrígidos) São materiais formados por cadeias com várias ligações químicas entre si (propriedades rígidas). A formação dessas ligações recebe o nome de cura de polimerização. Um plástico que com o aquecimento amolece uma vez, sofre o processo de cura (transformação química irreversível), tornando-se rígido. Posteriores aquecimentos não alteram mais seu estado físico (não amolece mais). Ex: resina epóxi.

21 Polímeros Termorrígidos Resina epoxídica Resina de fenol-formaldeído Resina de uréia-formaldeído Resina de melamina-formaldeído Poliuretanos * * pode ser, também, termoplástico ER PR UR MR PU

22 MATERIAIS POLIMÉRICOS São classificados em: Elastômeros- Incluem todas as borrachas sintéticas ou naturais. São elásticas a temperatura ambiente. Pneu obtido pelo processo de vulcanização do elastômero ou não

23 POLÍMEROS Completa desordem de moléculas Borracha sintética Completa ordem de moléculas Classificados: -Estrutura UNIDIMENSIONAL Cadeia RAMIFICADA OU NÃO (LINEAR) (ramificada: não há ligação entre cadeia vizinhas) TRIDIMENSIONAIS A macromolécula se desenvolve em todas as direções TERMOFÍXOS

24 POLÍMEROS Classificados: - Morfologia Amorfos ou semi-cristalinos

25 Indústria textil, lentes de contado, materiais microencapsulados POLÍMEROS Classificados: -Natureza da cadeia HOMOGÊNEA HETEROGÊNEA Esqueleto da cadeia formada por átomos diferentes de C (Heteroátomos) Esqueleto da cadeia formada por átomos de C

26 ordem de moléculas Desordem de moléculas MORFOLOGIA - CRISTALINIDADE Configuração molecular regular forças intermoleculares fortes arquitetura linear grupos laterais pequenos homopolímeros Configuração molecular irregular forças intermoleculares fracas arquitetura ramificada/reticulada grupos laterais grandes copolímeros Organização Empacotamento das moléculas REGIÕES CRISTALINAS Enovelamento das moléculas POLÍMERO AMORFO

27 MORFOLOGIA Homopolímeros e copolímeros Composição centesimal = fórmula mínima Peso molecular = Σ peso molecular de todos os monômeros Já falamos que a composição centesimal de monômeros e polímeros são iguais. Nos copolímeros podem ser iguais, mas normalmente são diferentes

28 POLÍMEROS Classificados: -Comportamento (propriedades) mecânico Elastômeros Plásticos Fibras Látex (emulsão de isopreno) Vulcanização (aquecimento com S) Pneus e dentaduras Estado sólido mais ou menos rígido Processos de polimerização brando Produção de tintas e vernizes Resistência a tração Fabricação de fios Nylon e Poliéster

29 POLÍMEROS Classificados: -Disposição espacial dos monômeros Monômeros ao longo da cadeia organizados, ou seja, segue uma ordem Amorfos Pouco resistentes Consistência de borracha Os monômeros dispõem ao longo da cadeia polimérica ao acaso, ou seja, desordenadamente

30 RECICLANDO PLÁSTICOS Os plásticos feitos com petróleo não deterioram, mas muitos tipos (incluindo PP, LDPE, HDPE, PET e PVC) podem ser reciclados. Assim que são coletados, os plásticos passam pelas seguintes etapas: inspeção para eliminar elementos contaminantes e tipos inadequados de plástico; trituração e lavagem; separação com base na densidade (classes de polímeros);

31 RECICLANDO PLÁSTICOS secagem; fundição; drenagem através de telas finas para remover mais elementos contaminantes; resfriamento e trituração em grânulos - granulados; revenda às empresas de plástico.

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33 SIMBOLOS Garrafas de bebidas Polietileno de alta densidade Policloreto de vinila Polietileno de baixa densidade Polipropileno Poliestireno 33

34 Polietileno (PE) REAÇÃO DE POLIADIÇÃO TERMOPLÁSTICOS

35 Polipropileno

36 Poliestireno (PS) REAÇÃO DE POLIADIÇÃO TERMOPLÁSTICOS Isolante elétrico Resistentes a ataques químicos (hidrocarbonetos amolecem) Injeção de gases a quente polimerização expansão inchamento - isopor

37 PVC REAÇÃO DE POLIADIÇÃO Tubos flexíveis Couro-plástico (revestimento de estofados) TERMOPLÁSTICOS Sapatos Fitas de vedação Luvas

38 Teflon REAÇÃO DE POLIADIÇÃO Melhor material resistente ao calor e à corrosão por agentes químicos (CARO) Utilização: encanamento, válvulas, panelas domésticas, próteses, isolamento elétricos, antenas parabólicas. Pressão: atm. TERMOPLÁSTICOS

39 REAÇÃO DE POLIADIÇÃO PMMA Muito Resistente Qualidade ótica pára-brisas de avião Vidro plástico Lentes de óculos infantis TERMOPLÁSTICOS

40 PET = Polietileno Tereftalato REAÇÃO DE POLICONDENSAÇÃO COPOLÍMERO TERMORRÍGIDOS

41 VULCANIZAÇÃO

42 BORRACHAS SINTÉTICAS

43 ACABOU!!!!!