Materiais e Tecnologias módulo nº 8

1. Materiais e Tecnológias

2. Polímeros
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Os polímeros são compostos químicos de elevada massa
molecular,
resultantes
de
reacções
químicas
de
polimerização.
Trata-se de macromoléculas formadas a partir de unidades
estruturais menores (os monómeros). O número de unidades
estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau
de polimerização. Em geral, os polímeros contêm os mesmos
elementos nas mesmas proporções relativas que seus
monómeros, mas em maior quantidade absoluta.

3. História de Polímeros
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Até à primeira metade do século XIX acreditava-se na chamada Teoria
da Força Vital enunciada por Berzelius. Até ao século XIX somente era
possível utilizar polímeros produzidos naturalmente, pois não havia
tecnologia disponível para promover reações entre os compostos de
carbono.
Posteriormente, Friedrich Wöhler, discípulo de Berzelius, prova que a
teoria da Força Vital não pode ser aplicada. Após este revés, as
pesquisas sobre química orgânica multiplicam-se. Em 1883 Charles
Goodyear descobre a vulcanização da borracha natural. Por volta de
1860 já havia a moldagem industrial de plásticos naturais reforçados
com fibras, como a goma-laca e a gutta-percha. Em 1910 começa a
funcionar a primeira fábrica de rayon nos EUA e em 1924 surgem as
fibras de acetato de celulose.
A partir do final da década de 1990, novas técnicas de polimerização
começam a ser investigadas, onde se consegue ter um grande controlo
da massa molecular e do índice de polidispersividade do polímero.
Assim, começam a ser conhecidas as técnicas de polimerização
radicalar controlada.

4. Origem de polímeros
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A palavra polímeros vem do grego polímeros, que quer dizer
“ter muitas partes”.
Os polímeros são moléculas muito grandes constituídas pela
repetição
de
pequenas
e
simples
unidades
químicas, denominadas de monómeros (do grego “mono” –
um).

5. Tipos de polímeros
•
Existe no mercado uma grande quantidade de tipos de
polímeros, derivados de diferentes compostos químicos.
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Tipos de polímeros quanto a origem

-Polímeros Naturais Orgânicos: polímeros orgânicos
sintetizados pela natureza (borracha natural, celulose...)

-Polímeros Naturais Inorgânicos: polímeros inorgânicos
sintetizados pela natureza (diamante, grafite...)

-Polímeros Artificiais: polímeros naturais orgânicos modificados
através de reações químicas (acetato de celulose, nitrato de
celulose...)

-Polímeros Sintéticos: polímeros sintetizados (PE, PS, PVC...)

6. Como se formam
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Os químicos começaram a unir pequenas unidades, transformandoas em unidades maiores, como se estivessem juntando as peças.
Neste caso, caracterizado pelos monómeros, formando uma grande
imagem (cadeias poliméricas).

7. Formação de Polímeros
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Polímeros lineares: formados por vários fios, longos e unidos, como se
fossem uma linha contínua.
Monómeros
os pequenos segmentos (monómeros) dão origem à cadeia linear.
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Polímeros ramificados: o nome já diz, estes polímeros possuem pequenos
ramos ligados à cadeia principal do polímero.

8. Formação de polímeros
Desta vez, os monómeros se unem como peças de montar e dão origem a
uma cadeia com vários segmentos.
Polímeros de ligação cruzada: esta é a cadeia mais complexa de
polímeros, os monómeros formam ligações, e estas se cruzam num
emaranhado.
Veja na imagem:
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As cadeias individuais de polímeros são unidas para formar ligações
cruzadas.

9. As suas características
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Uma das principais e mais importantes características dos polímeros
são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos em
termoplásticos, termoendurecíveis (termofixos) e elastómeros
(borrachas).
Termoplásticos
Termoplástico é um dos tipos de plásticos mais encontrados no
mercado. Pode ser fundido diversas vezes, alguns podem até
dissolver-se em vários solventes. Assim, a sua reciclagem é possível,
uma característica bastante desejável atualmente.

10. Polímeros
Classificação
São normalmente classificados quanto a estrutura química das
cadeias, ao
método de preparação, às características tecnológicas e ao
comportamento
mecânico.
Quanto à estrutura química
Os grupos funcionais presentes são a base de classificação: poliamidas,
poliésteres, poliéter, poliuretanas, polianidridos etc.
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.

11. Polímeros
Quanto às características tecnológicas
Entre outros fatores, os processos tecnológicos são dependentes do
comportamento térmico dos polímeros. Dois grupos podem ser
caracterizados: os
termoplásticos, que se tornam moldáveis sempre que aquecido à
temperatura de
amolecimento, e os termorrígidos, que, uma vez aquecidos para
moldagem,
tornam-se rígidos, não amolecendo se forem depois aquecidos.

12. Polímeros
Quanto ao comportamento mecânico
Dividem-se em três grandes grupos: borrachas ou
elastômeros, plásticos e
fibras.
Resina é uma substância amorfa ou uma mistura, de peso molecular
intermediário ou alto, insolúvel em água, mas solúvel em alguns
solventes
orgânicos, e que, à temperatura ambiente, é sólido ou líquido muito
viscoso, que
amolece gradualmente por aquecimento. Todas as resinas naturais
são solúveis e
fusíveis, e todos os polímeros sintéticos que obedecem as condições
acima
apontadas são também chamadas de resinas sintéticas.

13. Exemplos de polímeros e suas aplicações




PC - Policarbonato - Utilizado em: Cd´s, garrafas, recipientes para
filtros, componentes de interiores de aviões, coberturas
translúcidas, divisórias, vitrines, etc.
PU – Poliuretano - Utilizado para:
Esquadrias, chapas, revestimentos, molduras, filmes, estofamento de
automóveis, em móveis, isolamento térmico em roupas
impermeáveis, isolamento em refrigeradores industriais e
domésticos, polias e correias.
PS - Poliestireno - Aplicações: Grades de ar condicionado, gaiutas de
barcos (imitação de vidro), peças de máquinas e de
automóveis, fabricação de gavetas de frigoríficos, brinquedos, isolante
térmico.
PP - Polipropileno - Aplicações: brinquedos, recipientes para
alimentos, remédios, produtos químicos, carcaças para
eletrodomésticos, fibras, sacarias (ráfia), filmes orientados, tubos para
cargas de canetas esferográficas, carpetes, seringas de
injecção, material hospitalar esterilizável, autopeças
(pára-choques, pedais, carcaças de
baterias, lanternas, ventoinhas, ventiladores, peças diversas no
habitáculo), peças para máquinas de lavar, etc.

14. Propriedades x aplicações
Ateroespacial (estabilidade térmica e oxidativa)
Engenharia (substituição de metais)
Fibras de alto módulo, para uso em cordas de Pneus
Polímeros não inflamáveis (móveis e construção Civil)
Polímeros degradáveis (liberação controlada de
Drogas, pesticidas, fertilizantes)
Aplicações médicas (suturas degradáveis, órgãos Artificiais)
Eletrônica (placas de Circuitos impressos, Isolantes, baterias)