Estrutura dos Polmeros Cincia dos materiais Introduo l

Estrutura dos Polímeros Ciência dos materiais

Introdução l l A progressiva generalização da aplicação dos polímeros é uma consequência das suas propriedades genéricas e da possibilidade que a química trouxe de se sintetizarem novas estruturas polimerizas com propriedades mais ajustadas as diversas aplicações Hoje em dia está-se em vias de esgotar a possibilidade de se produzirem novos polímeros com impacto comercial, mas continua aberta a via de modificação das propriedades dos inúmeros polímeros já conhecidos por meio da mistura da aditivação e do reforçamento apropriados.

Definição de polímero l Por definição polímero é a família de espécies químicas formadas pela repetição de motivos idênticos unidos por ligações covalentes.

Estrutura e Propriedades dos Polímeros l Um polímero é constituído por macromoleculas formadas a partir de compostos de baixo peso molecular. Cada amostra de polímero é assim constituída por uma mistura de moléculas diferentes massas moleculares embora formadas pelo mesmo tipo de unidades monoméricas.

l As propriedades dos polímeros variam com a temperatura. A temperaturas baixas, os polímeros encontram-se num estado vítreo, são duros e frágeis. Verifica-se que nos polímeros predominantemente amorfos a partir de determinada temperatura (Tg = temperatura de transição vítrea), o polímero se torna mole, elástico e mais flexível como borracha.

Funcionalidade l A funcionalidade de uma molécula corresponde a existência de grupos funcionais no inicio de uma reacção ou aparecidos no seu decurso. Uma substancia mono funcional apenas pode reagir num ponto. Sendo bifuncional reage em dois pontos e uma substancia poli funcional em muitos pontos. Exemplos simples de molecular bi ou poli funcionais são os hidróxidos ou aminoácidos.

l n Outro tipo de funcionalidade aparece em moléculas insaturadas. Sob influencia de calor ou energia luminosa os electrões π podem passar para um estado de excitação, tornando possível uma reacção bifuncional da molécula. Exemplo: polietileno H 2 C = CH 2 - CH 2 – CH 2 -

l l Outro processo para introduzir a bifuncionalidade de uma molécula é com ligação dupla é criar alta polaridade na sua estrutura inicialmente neutra ou só ligeiramente polar, isto pode ser obtido mediante a reacção com a molécula polar por exemplo BF 3. Pela aproximação do composto polar á ligação dupla dá-se uma separação de cargas de tal modo que se forma uma nova molécula bifuncional. Exemplo: +HÁ- + H 2 C = CH CH 3 - +CHX A-

l l As moléculas bifuncionais podem também resultar da abertura de anéis com três ou mais lados. Exemplo : CH 2 – CH 2 + H 2 O HO – CH 2 – OH Estes últimos polímeros diferem grandemente dos lineares, na maior parte das suas características químicas e físicas particularmente nas propriedades de solubilidade e fusibilidade.

Processamento dos plasticos l Termoplásticos – cloreto de polivinilo, polipropileno, poliestireno l Termoendureciveis ou termo estáveis resinas fenolicas, ureicas, melanicas, poliesteres

Termoplasticos l Matérias primas básicas: tendo em conta a industria de plásticos do nosso pais, existem quatro tipos de termoplásticos, que sob o ponto de vista económico e quantitativo, constituem na sua quota parte fundamental, são os chamados plásticos de utilização geral.

Termoplasticos l l PVC – cloreto de polivinilo : é um termoplástico incolor , inodoro, insípido, não tóxico e inflamável. Seja qual for o tipo de polimerização, o pvc raras vezes é processado sem aditivos; habitualmente é misturado com materiais auxiliares que melhoram as suas propriedades intrínsecas e tornam mais faceis o seu processamento.

Termoplasticos l l Polietileno : existem 3 tipos de PE conforme as condições de pressão e temperatura da polimerização. PEHD – alta densidade; PEMD – densidade média; PEBDbaixa densidade Estes 3 tipos de PE apresentam a mesma composição química mas diferente estrutura molecular. A grande utilização de PE provem da industria das seguintes características: baixo custo, processamento fácil, boas propriedades eléctricas, resistência química elevada, macieza e flexibilidade mesmo a baixas temperaturas.

termoplásticos l l PP – polipropileno: embora semelhante ao PEHD este polímero apresenta um ponto de fusão superior (170ºc), mas maior resistência a tracção e modulo de elasticidade e ainda dureza mais elevada. Apresenta, menor resistência ao impacto, especialmente a baixas temperaturas. As suas aplicações são no fabrico de filmes de embalagens, ráfias, mono e multifilamentos, isolamentos de cabos.

termoplásticos l l PS – poliestireno: é um termoplástico insípido, inodoro, não tóxico e transparente. As suas propriedades características são: facilidade de processamento, transparência e leveza, baixo custo, excelentes propriedades eléctricas, facilidade de coloração. É usado como borracha sintética em revestimentos de painéis metálicos.

Termoendureciveis l Os plásticos termoendureciveis mais utilizados são as resinas de formaldeidofenolicas, ureicas e melaminicas, poliesteres insaturados, epoxidos e poliuretanos. A sua aplicação é fundamentalmente na industria de fibras sintéticas, industria da madeira e compostos laminados e de pós de moldaçao.

termoendureciveis l Resinas de formaldeído – as matérias primas são o formaldeído, fenol, ureia e a melamina. A reacção de polimerização que produz este tipo de resinas é a policondensaçao e, consequentemente uma reacção de crescimento consecutivo.

Termoendureciveis l Poliuretanos – são preparados a partir de di ou tri-isocianatos e diois ou triois. A reacção de di-isocianatos e diois conduz geralmente a polímeros lineares e poli-isocianatos e polidiois produzem polímeros ramificados. Exemplo: espuma de poliuretano.

Bibliografia l l Flory, P. J. (1953). Principles of Polymer Chemistry. Ithaca, Univeristy Press. Young, R. J. e Lovell, P. A. (1991). Introduction to polymers. Thomas Nelson Australia Seixas de Melo, J. S. , Moreno, M. J. , Burrows, H. D. e Gil, M. H. (2004). Química de Polímeros. Coimbra , Imprensa da Universade. [Em linha]. http: //polimeros. no. sapo. pt/

l Trabalho elaborado: Pedro Coelho 14076 Pedro Completo 11193 Gilberto Jesus 12302