Baixe Polímeros: Introdução às Macromoléculas Sintéticas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity!
Polímeros: Polímeros é uma palavra originária do grego que significa: poli ( muitos) e meros (partes). São macromoléculas formadas por moléculas pequenas ( monômeros ) que se ligam meio de uma reação denominada polimerização. Composto formado por sucessivas aglomerações de grande número de moléculas fundamentais.
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]
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.
Na indústria química, muitos polímeros são produzidos através de reações em cadeia. Nestas reações de polimerização, os radicais livres necessários 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..
*poliadição: A poliadição consiste numa reacção química pela qual se obtêm grandes polímeros (plásticos, fibras) a partir de moléculas pequenas insaturadas (monómeros). Difere essencialmente do outro processo de polimerização, a policondensação, por não se separarem durante o processo outras moléculas. Na polimerização por adição (poliadição) os polímeros formados são constitucionalmente iguais aos monómeros.
*policondençação: A policondensação é um processo de polimerização utilizado para monómeros não-vinílicos, em que o polímero vai sendo formado devido à existência de reacções de condensação entre dois monómeros homobifuncionais ou um monómero bifuncional. No decorrer deste processo, existe eliminação de moléculas de baixo peso molecular, como a água ou o ácido clorídrico. Este tipo de polimerização é também conhecida como polimerização por passos.
Vários polímeros comerciais são sintetizados hoje em dia por este processo. Entre eles:
- Nylon: reacção entre hexametildiamina e ácido adípico com libertação de água.
- Policarbonatos: reacção entre um diol e o fosgénio.
- Poliésteres: reacção entre um diol e um diácido carboxílico.
- Polietilenotereftalato (PET): reacção entre o ácido tereftálico e o etilenoglicol.
Contrariamente às polimerizações em cadeia, no caso da polimerização por passos, a massa molecular média do polímero só atinge valores elevados a valores altos de conversão do monómero
Breve Histórico: Desde o início dos tempos, o homem vem executando trabalhos de engenharia progressivamente mais complexos, com finalidade de suprir abrigo e propiciar conforto para si e seus dependentes, protegendo-se dos perigos e das intempéries. O primeiro elemento estrutural de engenharia usado pelo homem foi a madeira, seguindo-se a pedra, depois metais, a cerâmica, o vidro e, finalmente, os polímeros.
Na 1° fase, 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
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.
Na 3ª Fase , Henri Victor Regnault polimeriza o cloreto de vinila com auxílio da luz do sol, EINHORN & BISCHOFF descobrem o policarbonato. 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. 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. 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.
[editar] Aplicações e tipos
Poliamidas 6,6 e 6 As poliamidas existem em uma grande varidade, conforme sua composição polimérica. Dependendo dos grupos funcionais ligados a ela e do número de carbonos que compõem os monômeros da-se um nome diferente. Tradicionalmente a poliamida sem grupos especiais tem nomenclatura de poliamida x,y onde x e y representam o número de carbonos dos dois monômeros presentes.
Estrutura da Aramida, Kevlar, uma poliamida com grupamento aromativo no monômero Podemos ver a poliamida sendo usada para fabricação de carpetes, airbags, patins, calçados esportivos, uniformes de esqui, cordas para alpinismo, barracas. Também podemos ver que um automóvel tem hoje pelo menos dez quilos de seus materiais em poliamida, apresentando vantagens exclusivas e diminuindo o peso do carro e, em conseqüência, reduz o consumo de combustível.[carece de fontes?^ ]
Referências
- ↑ Hermes, Matthew. Enough for One Lifetime, Wallace Carothers the Inventor of Nylon , Chemical Heritage
Poliéster Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre. Ir para: navegação, pesquisa O poliéster é um tipo de plástico com diversas aplicações industriais, em especial na produção de tecidos para fabricação de roupas. Geral O poliéster (C 10 H 8 O 4 )n é uma categoria de polímeros o qual contém o grupo
funcional éster em sua cadeia principal. Os poliésteres existem na natureza, mesmo assim o seu nome é usado para se referir a produtos sintéticos, como o plástico. Desses sintéticos pode-se destacar o policarbonato e especialmente o politereftalato de etila (PET).
Poliéteres
Poliéteres são compostos com mais de um grupo éter. O termo geralmente refere-se a polímeros como o polietilenoglicol e polipropilenoglicol. Os compostos chamados de éteres coroa são exemplos de poliéteres de baixo peso molecular.
Poliuretano
Esquema de síntese de um poliuretano Poliuretano (ou PUE) é qualquer polímero que compreende uma cadeia de unidades orgânicas unidas por ligações uretânicas. É amplamente usado em espumas rígidas e flexíveis, em elastômeros duráveis e em adesivos de alto desempenho, em selantes, em fibras, vedações, gaxetas, preservativos, carpetes e peças de plástico rígido, tintas.
O esqueleto do poliuretano é formato por carbamatos Poliuretanos tem este nome porque são formados por unidades de uretano, ou carbamato[1]^.
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. Polímeros denominados termoplásticos podem ser amolecidos, o que permite a deformação desses a partir da aplicação de pressão. Quando resfriados, tais polímeros retomam a sua rigidez inicial. O comportamento desse tipo de polímero viabiliza a produção em larga escala de artefatos através de meios como a extrusão e a moldagem por injeção. Outro importante aspectos desses polímeros é que eles podem ser reciclados a partir de rejeitos e refugos, já que são facilmente remodelados através da aplicação combinada de pressão e temperatura. Exemplos desse tipo de polímero são o polietileno, polipropileno, PMMA [poli(metacrilato de metila)], politetrafluoretileno (Teflon®), Nylon®, etc. Por outro lado, polímeros termorrígidos são aqueles que não amolecem com o aumento da temperatura e por isso, uma vez produzidos, não podem ser re-deformados ou re-processados. Para esse tipo de polímero, uma elevação contínua da temperatura leva à degradação do material (queima) antes de que qualquer alteração mais dramática nas propriedades mecânicas ocorra. Sendo assim, tais materiais são de difícil reciclagem e após terem adquirido sua forma final, apenas etapas de processamento via usinagem são possíveis. Exemplos desse tipo de material englobam as borrachas vulcanizadas, os hidrogéis, as resinas epoxidícas e fenólicas, entre outras.
