Os polímeros são
compostos químicos de elevada massa molecular, resultantes de reações químicas de polimerização.
compostos químicos de elevada massa molecular, resultantes de reações químicas de polimerização.
Os polímeros são 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 monômeros, mas em maior quantidade absoluta.
estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização. Em
geral, os polímeros contêm os mesmos elementos nas mesmas proporções relativas
que seus monômeros, mas em maior quantidade absoluta.
Polímeros
Polímeros são compostos orgânicos
e também reações de difícil execução em laboratório, tanto que, até a primeira
metade do século XIX acreditava-se na chamada Teoria da
Força Vital enunciada por Berzelius. Até o século XIX somente era possível utilizar polímeros produzidos
naturalmente, pois não havia tecnologia disponível para promover reações entre
os compostos de carbono. Isso caracteriza a 1ª fase da história dos polímeros.
e também reações de difícil execução em laboratório, tanto que, até a primeira
metade do século XIX acreditava-se na chamada Teoria da
Força Vital enunciada por Berzelius. Até o século XIX somente era possível utilizar polímeros produzidos
naturalmente, pois não havia tecnologia disponível para promover reações entre
os compostos de carbono. Isso caracteriza a 1ª fase da história dos polímeros.
Na 2ª fase Friedrich Wöhler, discípulo de Berzelius, derruba a teoria da Força Vital. Com essa
derrubada as pesquisas sobre química orgânica se multiplicam. 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.
derrubada as pesquisas sobre química orgânica se multiplicam. 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.
Na 3ª Fase, Henri Victor
Regnault polimeriza o cloreto de vinila com auxílio da luz do sol, EINHORN & BISCHOFF
descobrem opolicarbonato. Esse material só voltou a ser desenvolvido em 1950 e finalmente em
[1970], BAEKELAND sintetiza resinas de fenol-formaldeído. É o primeiro plástico
totalmente sintético que surge em escala comercial.
Regnault polimeriza o cloreto de vinila com auxílio da luz do sol, EINHORN & BISCHOFF
descobrem opolicarbonato. Esse material só voltou a ser desenvolvido em 1950 e finalmente em
[1970], BAEKELAND sintetiza resinas de fenol-formaldeído. É o primeiro plástico
totalmente sintético que surge em escala comercial.
O período entre 1920 e 1950 foi decisivo para o surgimento dos polímeros modernos. Durante a década
de 1960 surgem os plásticos de engenharia. Na década de 1980 observa-se um certo
amadurecimento da Tecnologia dos Polímeros: o ritmo dos desenvolvimentos
diminui, enquanto se procura aumentar a escala comercial dos avanços
conseguidos.
de 1960 surgem os plásticos de engenharia. Na década de 1980 observa-se um certo
amadurecimento da Tecnologia dos Polímeros: o ritmo dos desenvolvimentos
diminui, enquanto se procura aumentar a escala comercial dos avanços
conseguidos.
Finalmente na década de 1990 os catalisadores de metaloceno, reciclagem em
grande escala de garrafas de PE e PET, biopolímeros, uso
em larga escala dos elastômeros termoplásticos e plásticos de engenharia. A
preocupação com a reciclagem torna-se quase uma obsessão, pois dela depende a
viabilização comercial dos polímeros.
grande escala de garrafas de PE e PET, biopolímeros, uso
em larga escala dos elastômeros termoplásticos e plásticos de engenharia. A
preocupação com a reciclagem torna-se quase uma obsessão, pois dela depende a
viabilização comercial dos polímeros.
A partir do final da década de
1990, novas técnicas de polimerização começam a ser investigadas, onde se
consegue ter um grande controle da massa molecular e do índice de
polidispersividade do polímero. Assim, começam a ser conhecidas as técnicas de
polimerização radicalar controlada, como a RAFT, a NMP e a ATRP.
1990, novas técnicas de polimerização começam a ser investigadas, onde se
consegue ter um grande controle da massa molecular e do índice de
polidispersividade do polímero. Assim, começam a ser conhecidas as técnicas de
polimerização radicalar controlada, como a RAFT, a NMP e a ATRP.
Reações
Polimerização
A polimerização é uma reação em que as moléculas menores
(monómeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos
ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reação
em cadeia ou por meio de reações de poliadição ou policondensação. A polimerização pode
ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou
reagentes).[1]
(monómeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos
ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reação
em cadeia ou por meio de reações de poliadição ou policondensação. A polimerização pode
ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou
reagentes).[1]
Exemplo: O etileno é um gás que pode
polimerizar-se por reação em cadeia, a temperatura e pressão elevadas e em presença
de pequenas quantidades de oxigênio gasoso resultando uma
substância sólida, o polietileno. A polimerização do etileno e outros monómeros pode efetuar-se à pressão normal e baixa temperatura mediante catalisadores. Assim, é possível obter polímeros com cadeias
moleculares de estrutura muito uniforme.
polimerizar-se por reação em cadeia, a temperatura e pressão elevadas e em presença
de pequenas quantidades de oxigênio gasoso resultando uma
substância sólida, o polietileno. A polimerização do etileno e outros monómeros pode efetuar-se à pressão normal e baixa temperatura mediante catalisadores. Assim, é possível obter polímeros com cadeias
moleculares de estrutura muito uniforme.
Na indústria química, muitos polímeros são
produzidos através de reações em cadeia. Nestas reações de polimerização, os radicais livresnecessários para iniciar a reação são produzidos
por um iniciador que é uma molécula capaz de formar radicais livres a
temperaturas relativamente baixas. Um exemplo de um iniciador é o peróxido de benzoíla que se decompõe com facilidade em radicais fenilo. Os radicais assim
formados vão atacar as moléculas do monómero dando origem à reação de
polimerização..
produzidos através de reações em cadeia. Nestas reações de polimerização, os radicais livresnecessários para iniciar a reação são produzidos
por um iniciador que é uma molécula capaz de formar radicais livres a
temperaturas relativamente baixas. Um exemplo de um iniciador é o peróxido de benzoíla que se decompõe com facilidade em radicais fenilo. Os radicais assim
formados vão atacar as moléculas do monómero dando origem à reação de
polimerização..
Características
Uma das principais e mais importantes características dos
polímeros são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos emtermoplásticos, termoendurecíveis (termofixos) e elastômeros (borrachas).
polímeros são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos emtermoplásticos, termoendurecíveis (termofixos) e elastômeros (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. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente.
vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente.
Termorrígidos (Termofixos)
São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do
polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada.
polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada.
Elastômeros (Borrachas)
Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não
são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como
os termofixos. Reciclagem complicada pela
incapacidade de fusão.
são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como
os termofixos. Reciclagem complicada pela
incapacidade de fusão.
Aplicações
O plástico é um dos materiais que pertence à família dos
polímeros, e provavelmente o mais popular. É um material cada vez mais
dominante em nossa era e o encontramos frequentemente em nosso dia a dia.
polímeros, e provavelmente o mais popular. É um material cada vez mais
dominante em nossa era e o encontramos frequentemente em nosso dia a dia.
Por exemplo Na maioria das vezes não se faz uma polimerização
direta, mas com terminais de extremidades para a descaregação de energia total.
Mesmo que o polímero não se decomponha facilmente ( geralmente levam décadas
para isso), os polímeros são bastante usados nos afazeres de casa, nas
construções, nas indústrias e etc.
direta, mas com terminais de extremidades para a descaregação de energia total.
Mesmo que o polímero não se decomponha facilmente ( geralmente levam décadas
para isso), os polímeros são bastante usados nos afazeres de casa, nas
construções, nas indústrias e etc.
Por que há balde em plástico e não de chapa metálica ou madeira,
como antigamente? Resposta: O plástico é mais leve que os outros materiais. Os
compósitos poliméricos são usados em aplicações estruturais devido a uma
combinação favorável de baixa massa específica e desempenho mecânico elevado.
Para que carregar um pesado balde metálico se o plástico torna o balde leve e
estável o suficiente para transportar água?
como antigamente? Resposta: O plástico é mais leve que os outros materiais. Os
compósitos poliméricos são usados em aplicações estruturais devido a uma
combinação favorável de baixa massa específica e desempenho mecânico elevado.
Para que carregar um pesado balde metálico se o plástico torna o balde leve e
estável o suficiente para transportar água?
Por que os fios elétricos são revestidos de plástico e não mais de
porcelana ou tecido isolante, como antigamente? Resposta: O revestimento
plástico é mais flexível que a porcelana. Também é bem mais robusto e
resistente às intempéries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o
isolamento elétrico que é absolutamente vital neste caso.
porcelana ou tecido isolante, como antigamente? Resposta: O revestimento
plástico é mais flexível que a porcelana. Também é bem mais robusto e
resistente às intempéries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o
isolamento elétrico que é absolutamente vital neste caso.
Por que as geladeiras são revestidas internamente com plástico?
Resposta: O plástico é robusto o suficiente e é um ótimo isolante térmico,
exigindo menor esforço do compressor para manter os alimentos congelados.
Resposta: O plástico é robusto o suficiente e é um ótimo isolante térmico,
exigindo menor esforço do compressor para manter os alimentos congelados.
Por que o CD é feito de plástico? Resposta: O plástico utilizado
neste caso – policarbonato (ou, abreviadamente, PC)
- é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que é mais leve e é bem
menos frágil.
neste caso – policarbonato (ou, abreviadamente, PC)
- é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que é mais leve e é bem
menos frágil.
Exemplos
Polímeros termoplásticos (Polímeros de adiçao)
Aplicações: Cd´s, garrafas, recipientes para filtros, componentes
de interiores de aviões, coberturas translúcidas, divisórias, vitrines, etc.
de interiores de aviões, coberturas translúcidas, divisórias, vitrines, etc.
Aplicações: Esquadrias, chapas, revestimentos, molduras, filmes,
estofamento de automóveis, em móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis,
isolamento em refrigeradores industriais e domésticos, polias e correias.
estofamento de automóveis, em móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis,
isolamento em refrigeradores industriais e domésticos, polias e correias.
Aplicações: Telhas translúcidas, portas sanfonadas, divisórias,
persianas, perfis, tubos e conexões para água, esgoto e ventilação, esquadrias,
molduras para teto e parede.
persianas, perfis, tubos e conexões para água, esgoto e ventilação, esquadrias,
molduras para teto e parede.
Aplicações: Grades de ar condicionado, gaiútas de barcos (imitação
de vidro), peças de máquinas e de automóveis, fabricação de gavetas de
geladeira, brinquedos, isolante térmico, matéria prima do isopor.
de vidro), peças de máquinas e de automóveis, fabricação de gavetas de
geladeira, brinquedos, isolante térmico, matéria prima do isopor.
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 injeção, material hospitalar esterilizável, autopeças
(pára-choques, pedais, carcaças de baterias, lanternas, ventoinhas,
ventiladores, peças diversas no habitáculo), peças para máquinas de lavar.
produtos químicos, carcaças para eletrodomésticos, fibras, sacarias (ráfia),
filmes orientados, tubos para cargas de canetas esferográficas, carpetes,
seringas de injeção, material hospitalar esterilizável, autopeças
(pára-choques, pedais, carcaças de baterias, lanternas, ventoinhas,
ventiladores, peças diversas no habitáculo), peças para máquinas de lavar.
Aplicações: Embalagens para bebidas, refrigerantes, água mineral,
alimentos, produtos de limpeza, condimentos; reciclado, presta-se a inúmeras
finalidades: tecidos, fios, sacarias, vassouras.
alimentos, produtos de limpeza, condimentos; reciclado, presta-se a inúmeras
finalidades: tecidos, fios, sacarias, vassouras.
Polímeros termoendureciveis (termofixos)
(polimeros de condensaçao)
§
Baquelite: usada em tomadas, telefones antigos e no embutimento de
amostras metalográficas.
Baquelite: usada em tomadas, telefones antigos e no embutimento de
amostras metalográficas.
§
Poliéster: usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, dentre
outros, na forma de plástico reforçado (fiberglass).
Poliéster: usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, dentre
outros, na forma de plástico reforçado (fiberglass).
Elastômeros (borrachas)(Copolímeros)
Aplicações: pneus, câmaras de ar, vedações, mangueiras de
borracha.
borracha.
Reciclagem
Alguns polímeros, como termofixos e borrachas, não podem ser reciclados de forma direta, pois não existe
uma forma de refundí-los ou depolimerizá-los.
uma forma de refundí-los ou depolimerizá-los.
Na maioria das vezes a reciclagem de termoplásticos não é economicamente
viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade. Somente plásticos
consumidos em massa, como o PE e PET, apresentam bom potencial econômico. Outro problema é o fato de
os plásticos reciclados serem encarados como material de segunda classe.
viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade. Somente plásticos
consumidos em massa, como o PE e PET, apresentam bom potencial econômico. Outro problema é o fato de
os plásticos reciclados serem encarados como material de segunda classe.
Quando a reciclagem não é possível a alternativa é queimar os
plásticos, transformando-os em energia. Porém os que apresentamhalogênio, como o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso
não ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenação antes da
queima.
plásticos, transformando-os em energia. Porém os que apresentamhalogênio, como o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso
não ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenação antes da
queima.
Referências
1.
↑ A polimerização é um tipo particular de reação química.
Quando são utilizados monômeros difuncionais obtêm-se uma estrutura linear. No caso
de pelo menos um monômero ter mais de dois grupos funcionais é obtido um
polímero contendo ligações cruzadas e uma estrutura ramificada.
↑ A polimerização é um tipo particular de reação química.
Quando são utilizados monômeros difuncionais obtêm-se uma estrutura linear. No caso
de pelo menos um monômero ter mais de dois grupos funcionais é obtido um
polímero contendo ligações cruzadas e uma estrutura ramificada.
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