Materiais Poliméricos. Conceitos Gerais

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1 Materiais Poliméricos Conceitos Gerais

2 ESTRUTURA DOS POLIMEROS

3 DEFINIÇÃO São moléculas muito grandes (macromoléculas) formadas pela repetição de pequenas e simples unidades químicas (monômeros), ligadas covalentemente. As propriedades das macromoléculas ganham características próprias, gerais, muito mais dominantes que as características que decorrem da natureza química dos átomos que as constituem ou dos grupamentos funcionais presentes. COMPORTAMENTO Materiais leves, mais leves que os metais e cerâmicas Facilidade no processamento Facilidade na obtenção de propriedades otimizadas Baixa condutividade térmica, elétrica e acústica Resistentes a muitos produtos químicos Resistência ao impacto Versatilidade Reciclagem

4 Aplicação Revestimentos Fibras Plásticos Adesivos Cosméticos Papel Texteis Farmacêuticos Automoveis Borrachas Evolução Polímeros Naturais Polímeros Sintéticos Reciclágem Polímeros Biodegradáveis

5 História

6 A evolução da definição tem relação com a evolução no entendimento do que é o material

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11 Conceitos Básicos

12 De onde vem o monômero Petróleo Produtos C2 C4 Nafta Isolamento difeto Etileno, Propileno, Butenos e Butadienos Benzeno, Tolueno e Xilenos Hexano, Ciclo-hexano, Etil-benzeno, Naftaleno e Parafinas lineares

13 Definições

14 Moléculas de hidrocarbonetos 1 - Hidrocarbonetos : são compostos de hidrogênio e carbono, onde as ligações intramoleculares são covalentes. 2 - Hidrocarbonetos insaturados: possuem moléculas com ligações duplas ou triplas. 3 - Hidrocarbonetos saturados: possuem moléculas com ligações simples 4 - Isomeros: são hidrocarbonetos que possuem mesma composição e arranjos atômicos diferentes

15 Hidrocarbonetos

16 UM MONOMERO = VÁRIOS POLÍMEROS

17 UM MONOMERO = VÁRIOS POLÍMEROS

18 Classificação Processo Classificação Origem CLASSIFICAÇÃO Polimeros naturais : são os que podem ser encontrados na natureza (vegetais ou animais). Ex: celulose, borracha natural Polimeros semisintéticos: São obtidos pela transformação química de polímeros naturais, sem destruir de forma significativamente sua macromolécula Polimeros sintéticos: são os obtidos por processos químicos a partir de substâncias de baixo peso molecular EX: PE, PP, PVC, Nylon Polímeros de adição: ocorre pelo rompimento de duplas ou triplas ligações. obtidos pela adição de um único monômero ou de dois monômeros distintos Polímeros de condensação: obtidos pela adição de dois monômeros diferentes com eliminação de substância inorgânica (geralmente água ou gás amoníaco).

19 Polimerização

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22 Representação

23 Copolimeros

24 Copolimeros

25 Propriedades

26 Propriedades

27 Classificação Propriedades Classificação Aplicação CLASSIFICAÇÃO Elastomeros: possuem propriedades elásticas. Ex.: borrachas (naturais ou sintéticas). Plásticos: são sólidos mais ou menos rígidos. Ex.: PVC, poliuretano, polietileno, etc... fibras: quando se prestam à fabricação de fios. Ex.: nylon, poliéster, etc... Termoplásticos: Os plásticos que sofrem fusão sem decomposição, são chamados de termoplásticos, isto é, podem ser remoldados sucessivamente. Ex.: poletileno, etc... Termofixos: Os plásticos que sofrem decomposição por aquecimento, antes que ocorra a fusão, são chamados de termoestáveis ou termofixos), isto é, não podem ser remoldados. Ex.: epóxidos, etc...

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29 Classificação Estrutura molecular

30 Classificação Estrutura molecular Polímeros lineares As unidades são unidas em cadeias únicas. Ex. PVC, náilon, PMMA, PE, PS Polímeros ramificados São polímeros onde cadeias de ramificações laterais são conectadas às cadeias principais. É interessante observar que os polímeros com estrutura linear podem ser ramificados.

31 14 Classificação Estrutura molecular Polímeros com ligações cruzadas São polímeros onde cadeias adjacentes estão unidas umas às outras através de ligações covalentes. São polímeros que possuem muitas ligações cruzadas formando redes tridimensionais. Ex. epóxi. Polímeros em rede

32 Estrutura molecular e resistência mecânica de polímeros Ligações secundárias Linear Ramificada Ligações Cruzadas Rede Direção do aumento da resistência mecânica

33 Estrutura molecular e DENSIDADE

34 Estrutura molecular e DENSIDADE POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE HDPE POLIETILENO DE BAIXA DENSIDADE LDPE

35 Estereoisomeria Disposição espacia dos grupos pendentesao longo da cadeia

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38 Cristalinidade em polímeros Célula Unitária Cadeias dobradas Polietileno

39 Cristalinidade em polímeros Normalmente os polímeros são formados por regiões cristalinas dispersas no interior do material amorfo. O grau de cristalinidade pode variar de completamente amorfo até cerca de 95% cristalino. Região cristalina Região amorfa PE

40 Cristalinidade em polímeros ESFERULITOS

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