POLÍMEROS

EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS

MATERIAIS POLIMÉRICOS

POLÍMEROSCONCEITOMacromoléculas constituídas de unidades repetitivas, ligadas através de enlances covalentes.Son moléculas eletricamente neutras con enlaces secundários.



ClasificaciónNaturales: madera, caucho, proteínas.

Sintéticos: PVC, poliestireno, poli(metacrilato de metila)

celulose



Ejemplos de fuentes de monómeros para la obtención

de algunos polímeros sintéticos



Naturaleza de los enlances

Fatores de influência:

• Número de enlaces entre átomos.• Longitud de enlace.

• Intensidad de los enlaces.



Número de enlace

Electrones de valencia Responsable por el número de

enlaceGrupo da tabela periódica

4A 5A 6A 7A

C N O F

Si P S Cl

Ge Br I



Comprimento e intensidade das

ligaçõesNúmero de ligações

Influência sobre comprimento e

intensidade

Muitas ligações Átomos próximos

Menor comprimento de ligação



Exemplos

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



Configuração física

Linear

Ramificada

Reticulada (Ligação cruzada)



Polímeros lineares



Polímeros ramificados



Polímeros em rede



Estrutura do Estado Agregado

Aglomeração das moléculas depende:

• Estrutura molecular.• Atração entre as moléculas.• Capacidade de ordenação.

• Capacidade de orientação.



Estados de aglomeración

La aglomeración de moléculas define las características que afectan directamente a las propiedades de los polímeros.Dos estados:

Sólido e líquido



Comportamento frente a temperatura

1) Transição vítrea2) Zona de transição3) Decomposição térmica

Amorfo

1) Transição vítrea2) Ponto de fusão3) Zona de transição4) Decomposição térmica

Semi cristalino



Clasificación de los polímeros

Termoplásticos: Son polímeros que pueden ser procesados en varias ocasiones con calentamiento. Tienen cadenas lineales y ramificados, con fuerzas de interacción relativamente débil.Ex: polietileno, PVC, poli(metacrilato de metila)



Classificação dos polímeros

Los termoestables: no pueden ser

suavizados con calefacción, sin dejar de ser

permanentemente rígido al aumentar la

temperatura. Cadenas con alta densidad de

reticulación.

Ex: Resinas epóxi, resinas de poliésteres.



Classificação dos polímeros

Elastómeros: Ellos son conocidos como

cauchos, tienen una gran elasticidad,

volviendo a su forma anterior después de

estiramiento. Ellos son elásticos porque

tienen pequeña cantidad de reticulación.

Ex: borracha natural, polibutadieno,

silicone.



Procesos de polimerización

Reacción química que conduce a la formación de polímero: La polimerización.

Polimerización por adición:

Polímeros formulario con unidades de repetición de fórmula molecular idénticas al monómero de partida.



Processos de polimerização

Etapas polimerização por adição

• Iniciación: rompimento das ligações duplas.• Propagação: início do processo de formação das cadeias poliméricas pelos pontos reativos.• Término: eliminação dos pontos reativos, encerrando a polimerização.




Exemplo adição




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.




Exemplo de condensação

Ácido tereftálico Etileno glicol

Tereftalato de etilenoo - poliéster



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.




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.




Polimerização em suspensão:

• Monômero e iniciador são insolúveis no meio dispersante.

• Agitação é fator importante para evitar a coalescência das gotículas de monômero-polímero.




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.



Comparação entre os processos

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



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.

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