Polímeros com Ligações cruzadas Exemplo: poliisopreno Vulcanização da boracha: aquecimento com enxofre Ligações cruzadas C S S C entre cadeias
Organização Molecular Polímero amorfo (geralmente transparentes) Polímero semi-cristalino (mais densos, mais resistentes à deformação e à dissolução, geralmante translúcidos ou opacos)
Propriedades Térmicas dos Polímeros Temperatura de Transição Vítrea: T v Característica de polímeros amorfos ou com zonas amorfas V específico Abaixo de Tv o polímero tem um comporamento típico de um vidro: as cadeias perdem liberdade de movimento T v depende: Flexibilidade d da cadeia principal; i Presença de grupos laterias; Peso molecular médio; Velocidade de aquecimentoe Um polímero semicristalino apresenta T v T f T T v típica das zonas amorfas e T f característica das zonas cristalinas
Temperaturas de transição vítrea Polímero Estrutura T v / o C Observação Polidimetilsiloxano (PDMS silicone) CH 3 ( Si O ) n 127 Grande flexibilidade da cadeia CH 3 Polietileno l (PE) H H ( C C ) n H H 120 Idem Policloreto de vinilo (PVC) Polistireno (PS) H H ( C C ) n H Cl H H ( C C ) n H 87 105 Maior volume dos grupos laterias em comparação com PE Maior volume dos grupos laterias em comparação com PVC
Temperaturas de transição vítrea Cont. Polímero Estrutura T o v / C Observação Polivinilcarbazole H H ( C C ) n Maior volume dos grupos laterias em H N 280 comparação com PS Polifenilenossulfona O ( S ) n O >500 Extrema rigidez da cadeia
Propriedades Mecânicas dos Polímeros Borrachas ou Elastómeros < < T v <T trabalho < Polímero amorfo com < algumas ligações cruzadas < < < < < O mesmo polímero < sujeito a uma tensão o < A densidade de ligações cruzadas < determina a rigidez e o grau < deformação máxima antes da rutura < Removida a tensão, o polímero < regressa à configuração inicial Vulcanização da borracha
Propriedades Mecânicas dos Polímeros Fibras Fortes interacções por ligações de hidrogénio entre cadeias Dificuldade de deslizamento das cadeias umas sobre as outras Exemplo: poliamidas Tipicamente duros, fortes, normalmente cristalinos
Propriedades ópticas dos Polímeros Polímeros electroluminescentes Diferença de potencial Polímero Luz visível
POLÍMEROS ELECTROLUMINESCENTES Eléctrodo metálico Filme de Polímero Eléctrodo transparente Substrato Luz visível
POLÍMERO ELECTROLUMINESCENTE (PPV poli(p-fenileno vinileno)
INJECÇÃO DE CARGAS NO POLÍMERO
RECOMBINAÇÃO DE CARGAS EXCITÃO LUZ
POLÍMEROS DIFERENTES CORES VARIADAS
CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
Processo Sol-Gel PURPOSE OF WORK POLÍMEROS INORGÂNICOS EXEMPLOS: SiO 2, TiO 2, etc 4 H 2 O Cat. (Hydrólise) Si(OH) 4 4 C 2 H 5 OH Si(OC 2 H 5 ) 4 -TEOS- (SiO) 4 (SiO) 6 2 SiO 2
Polímeros inorgânicos densos e leves es pelo processo sol-gel Xerogel Sol Gel fresco Precursor H 2 O co-solvente
PROPRIEDADES DOS AEROGÉIS Muito leves Bons isolantes Resistentes, dependendo dos aditivos
OF t O Futuro... POLÍMEROS VERDES O Presente...
METAIS Baixas E i, baixas E a, logo baixas χ Partilha de e - s entre os átomos de um cristal Propriedades: d elevada densidade; elevada condutividade térmica e eléctrica; ductilidade 1s 1 Hidrogénio i Metalóides 1s 2 1s 2 Metais alcalinos Não metais 1s 2 2s 1 1s 2 2s 2 Metais alcalino terrosos Gases raros 1s 2 2s 2 2p 1 1s 2 2s 2 2p 6 Metais de transição Terras raras [Ne]3s 1 [Ne]3s 2 [Ne]3s 2 3p 1 [Ne]3s 2 3p 6 [Ar]4s 1 [Ar]4s 2 [Ar] 3d 1 4s 2 [Ar] 3d 10 4s 2 [Ar]4s 2 4p 1 [Ar]4s 2 4p 6 [Kr]5s 1 [Kr]5s 2 [Kr] 4d 1 5s 2 [Kr] 4d 10 5s 2 [Kr]5s 2 5p 1 [Kr]5s 2 5p 6 [Xe]6s 1 [Xe]6s 2 [Xe] 5d 1 6s 2 [Xe] 5d 10 6s 2 [Xe]6s 2 6p 1 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 Rf [Rn]7s 1 [Rn]7s 2 [Rn] 6d 1 7s 2 Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh [Xe]6s 2 6p 6 6 [Xe]4f 1 5d 1 6s 2 [Xe]4f 14 5d 1 6s 2 7 [Rn]6d 2 7s 2 [Rn]5f 14 6d 1 7s 2
Estruturas dos Metais: Modelo das Esferas Rígidas Planos compactos de esferas Arranjo A-B-A Arranjo A-B-C
METAIS Estruturas Compactas Estrutura Hexagonal Compacta (HC) Célula unitária: prisma hexagonal Arranjo A, B, A Índice de coordenação: 12 Estrutura Cúbica de Faces Centradas (CFC) Célula unitária: Cubo de faces centradas Arranjo A, B, C A C Índice de coordenação: 12 B A
Planos semi-compactos de esferas Arranjo A, A
Planos semi-compactos de esferas Arranjo A, B, A 109º 28
Estruturas Semicompactas Estrutura Cúbica Simples (CS) Célula unitária: Cubo simples Arranjo A, A Índice de coordenação: 6 Estrutura Cúbica de Corpo Centrado (CCC) Célula l unitária: i Cubo de corpo centrado 109 o 28 70 o 32 Índice de coordenação: 8 Arranjo A, B, A
Interstícios Tetraédricos e Octaédricos Localização dos interstícios numa estrutura CFC: Nº interstícios tetraédricos p/ cél.unit.: 8 = 2 Nº de átomos p/ c.u. Nº interstícios octaédricos p/ cél.unit.: 112x1/4 = 4 = Nº de átomos p/ c.u.
Polímeros SUMÁRIO 12 Polímeros Amorfos. Temperatura de Transição Vítrea Polímeros Semi-cristalinos. Temperatura de Fusão Variação do Volume Específico com a Temperatura Relação entre Estrutura e Propriedades dos polímeros Propriedades Mecânicas dos Polímeros - Elastómeros -Fibras - Fibras de carbono Propriedades Eléctricas e Ópticas dos Polímeros. LEDs Aplicações Polímeros inorgânicos
SUMÁRIO 12 Cont. Metais Propriedades Gerais dos Metais Estruturas Cristalinas dos Metais Estruturas Compactas - Empacotamentos ABA e ABC - Estruturas HC e CFC - Células Unitárias e Índices de Coordenação Estruturas Semi Compactas - Estruturas CS e CCC - Células Unitárias e Índices de Coordenação Interstícios de Rede nas Células Compactas - Octaédricos e Tetraédricos