Definição : Aula 01. Polímeros Origem da palavra; Portanto, são substâncias químicas formadas por muitas partes.

Transcrição

1 Polímeros

2 Definição : Polímeros Origem da palavra; polu (πολυ) ou poli; meres (μέρος) ou meros. Portanto, são substâncias químicas formadas por muitas partes.

3 Obtenção; Origem natural Polimerização.

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5 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. ligações saturadas ligações insaturadas etileno acetileno metano etano propano 5

6 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 6

7 Fontes de Matéria Prima Celulose; Lignina; Borracha natural (poli-cis-isopreno CH 2 C(CH 3 )CHCH 2 -); Óleo de mamona; Óleo de soja; Carvão de mineral ou hulha (gás etileno); Petróleo (nafta); 7

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9 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 9

10 Configuração física Linear Ramificada Reticulada (Ligação cruzada) 10

11 PORQUE ALGUNS POLÍMEROS SÃO CRISTALINOS E OUTROS AMORFOS?? Dois fatores são importantes: estrutura polimérica forças intermoleculares

12 Se o polímero é regular e ordenado, ele empacota em cristais facilmente. poliestireno sindiotático ordenado CRISTALINO poliestireno atático sem ordem AMORFO 12

13 POLARIDADE E CRISTALINIDADE LIGAÇÕES DE H ORDENAÇÃO FIBRAS NYLON 6,6 13

14 O que mantem as macromoléculas juntas? FORÇAS INTERMOLECULARES FORÇAS DE DISPERSÃO LONDON INTERAÇÕES DE V. DER WAALS LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO (H) ATRAÇÃO ELETROSTÁTICA

15 DISPERSÃO DE LONDON MOLÉCULAS APOLARES 15

16 Interação dipolo-dipolo δ+ δ- δ+ δ- H Cl H Cl 16

17 LIGAÇÕES de H ou PONTES de H Este tipo de ligação é um caso especial de ligação dipolo-dipolo, só ocorrendo entre moléculas polares. H 2 O HF NH 3 17

18 Polietileno (PEAD ou PEBD) 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.

19 Polipropileno (PP) Suas características são: -Alta dureza; -Resistente à tração; Utilizado na confecção de capas, cordas, tubos, pára-choques e equipamentos médicos.

20 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.

21 O PVC possui às mesmas características dos metais, podendo ser serrado ou moldado. Policloreto de vinila (PVC) 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.

22 O Teflon possui várias utilidades e aplicações dentre as quais destacamos: Teflon (PTFE) 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.

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

24 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.

25 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.

26 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). Buna-S

27 Buna-N Outro tipo de borracha sintética, conhecida pelos nomes Perbunan e Chemipol.

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

29 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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40 Prof. Delmárcio Gomes

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76 Polímeros Naturais

77 POLÍMEROS NATURAIS QUITINA é uma molécula complexa encontrada nos crustáceos: caranguejos, siris, lagostas, camarões. Também existe em insetos, fungos, cogumelos e minhocas. Quitina 77

78 CELULOSE 78

79 Hidroxietilcelulose Usado como laxante e espessante de shampoos e para limpar melhor o cabelo, devido a formação de colóides ao redor da sujeira. Hidroxietilcelulose (HEC) 79

80 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.

81 Polímeros Sintéticos:

82 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.

83 Classificação de Polímeros São normalmente classificados quanto: Estrutura química; Método de Preparação; Características Tecnológicas; Comportamento Mecânico.

84 1) Quanto à estrutura química Os grupos funcionais presentes são a base de classificação: poliamidas, poliésteres, poliéter, poliuretanas, etc.

85 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.

86 3) Quanto às características tecnológicas Dois grupos podem ser caracterizados: os termoplásticos e os termorrígidos.

87 4) Quanto ao comportamento mecânico Dividem-se em três grandes grupos: borrachas ou elastômeros, plásticos e fibras.

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