POLÍMEROS

1. POLÍMEROS CONCEITO Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas, ligadas através de ligações covalentes. Moléculas são eletricamente neutras com ligações secundárias.

2. Classificação Naturais: Madeira, borracha, proteínas. Sintéticos: PVC, poliestireno, poli(metacrilato de metila) celulose

3. Exemplos de fontes de monômeros para obtenção de alguns polímeros sintéticos

4. Natureza das ligações Fatores de influência: • Número de ligações entre átomos. • Comprimento da ligação. • Intensidade das ligações.

5. Grupo da tabela periódica 4A 5A 6A 7A C N O F Si P S Cl Ge Br I Número de ligações Responsáveis pelo número de ligações Elétrons de valência

6. Comprimento e intensidade das ligações Influência sobre comprimento e intensidade Número de ligações Muitas ligações Átomos próximos Menor comprimento de ligação

7. Tipo de ligação Comprimento da ligação (nm) Energia de ligação (Kcal/mol) C-C 0,154 88 C=C 0,130 162 C≡C 0,120 213 C=O 0,120 128 C-Cl 0,180 81 C-N 0,150 73 Exemplos

8. Configuração física Linear Ramificada Reticulada (Ligação cruzada)

9. Polímeros lineares

10. Polímeros ramificados

11. Polímeros em rede

12. Estrutura do Estado Agregado Aglomeração das moléculas depende: • Estrutura molecular. • Atração entre as moléculas. • Capacidade de ordenação. • Capacidade de orientação.

13. Estados de agregação A aglomeração das moléculas define características que afetam diretamente as propriedades dos polímeros. Dois estados: Sólido e líquido

14. Comportamento frente a temperatura Amorfo Semi cristalino • Transição vítrea • Zona de transição • Decomposição térmica • Transição vítrea • Ponto de fusão • Zona de transição • Decomposição térmica

15. Classificação dos polímeros Termoplásticos: são polímeros que podem ser repetidamente processados sob aquecimento. Possuem cadeias lineares e ramificadas, com forças de interação relativamente fracas. Ex: polietileno, PVC, poli(metacrilato de metila)

16. Classificação dos polímeros Termofixos: não podem ser amolecidos com o aquecimento, mantendo-se permanentemente rígidos com o aumento da temperatura. Cadeias com alta densidade de ligações cruzadas. Ex: Resinas epóxi, resinas de poliésteres.

17. Classificação dos polímeros Elastômeros: São conhecidos como borrachas, apresentam grande elasticidade, voltando a forma anterior após estiramento. São elásticos porque possuem pequena quantidade de ligações cruzadas. Ex: borracha natural, polibutadieno, silicone.

18. Processos de polimerização Polimerização: reação química que conduz a formação de polímeros. Polimerização por adição Formam polímeros com unidades repetitivas de fórmula molecular idêntica ao monômero de partida.

19. Processos de polimerização Etapas polimerização por adição • Iniciação: rompimento das ligações duplas. • Propagação: início do processo de formação das cadeias poliméricas pelos pontos reativos. • Término: eliminação dos pontos reativos, encerrando a polimerização.

20. Processos de polimerização Exemplo adição

21. Processos de polimerização Polimerização por condensação • Reação acontece entre dois monôneros, di ou tri funcionais, com eliminação de uma pequena molécula, como água ou HCl. • Monômeros bifuncionais: cadeias lineares • Monômeros trifuncionais: cadeias tridimensionais.

22. Processos de polimerização Exemplo de condensação Ácido tereftálico Etileno glicol Tereftalato de etilenoo - poliéster

23. Processos industriais de polimerização Polimerização em massa. • Apenas o monômero e o iniciador estão presentes. • Econômica. • Polímeros com alto grau de pureza. • Exotérmica, difícil controle de temperatura e agitação. • Utilizada na fabricação de lentes plásticas.

24. Processos industriais de polimerização Polimerização em solução: • Monômero, iniciador e um solvente para formação de sistema homogêneo. • Polímero formado pode ser solúvel ou insolúvel. • Sistema de fácil agitação, evitando superaquecimento.

25. Processos industriais de polimerização Polimerização em suspensão: • Monômero e iniciador são insolúveis no meio dispersante. • Agitação é fator importante para evitar a coalescência das gotículas de monômero-polímero.

26. Processos industriais de polimerização Polimerização em emulsão: Este processo envolve uma emulsão estável de água, monômeros do polímeros, e um surfactante (sabão ou detergente) como o agente emulsificante. Os surfactantes formam micelas, que dissolvem os monômeros, geralmente hidrofóbicos. Os iniciadores de radicais livres, quando jogados na fase aquosa, também migram para a fase micelar, iniciando a polimerização.

27. TIPO VANTAGENS DESVANTAGENS Massa # Alto grau de pureza # Requer equipamentos simples # Difícil controle de temperatura # Distribuição de peso molecular larga Solução # Fácil controle da temperatura # A solução polimérica formada pode ser diretamente utilizada # O solvente reduz o peso molecular e a velocidade da reação # Dificuldades na remoção dos solventes Emulsão # Polimerização rápida # Obtenção de polímeros com alto peso molecular # Fácil controle da temperatura # Contaminação do polímero com agentes emulsificantes e água Suspensão # Fácil controle da temperatura# Obtenção do polímero na forma de pérolas # Contaminação do polímero com agentes estabilizantes e água# Requer agitação contínua Comparação entre os processos

28. Polimerização interfacial A polimerização ocorre na interface de dois solventes imiscíveis, cada um contendo um monômero. A renovação da interface é feita por remoção lenta e contínua do polímero.