Aula 01 - Falando de Química

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LIGAÇÕES de H ou PONTES de H
Este tipo de ligação é um caso especial de ligação
dipolo-dipolo, só ocorrendo entre moléculas polares.
H2O
HF
NH3
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Polietileno (PEAD ou PEBD)
É o polímero de maior aplicação
comercial.
Suas características são:
-Grande resistência a agentes químicos;
-Boa Flexibilidade;
O Polietileno rígido (PEAD) é utilizado, por exemplo, na fabricação de
recipientes, baldes, garrafas.
O Polietileno flexível (PEBD) é utilizado na fabricação de sacolas plásticas em
geral.
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Polipropileno (PP)
• Suas características são:
-Alta dureza;
-Resistente à tração;
Utilizado na confecção de capas, cordas, tubos, pára-choques
e equipamentos médicos.
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Poliestireno (PS)
Utiliza-se na produção de objetos que
devem ser moldados, como pratos, xícaras,
copos.
Possui elevado índice de refração podendo
ser utilizado em iluminação.
Se no processo de produção for expandido
por gases origina o isopor, de baixa
densidade, servindo para produção de
geladeiras portáteis, baldes de gelo,
bandejas descartáveis etc.
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O PVC possui às mesmas características
dos metais, podendo ser serrado ou
moldado.
Com isso, pode ser utilizado na
produção de tubos, filmes plásticos,
bolsas, toalhas, couros artificiais,
cortinas entre outros.
Restrições: O monômero é um potente
cancerígeno; deve haver controle do
teor residual que permanece no
polímero, particularmente em
aplicações em que o polímero vai
entrar em contato com alimentos.
Policloreto de vinila (PVC)
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O Teflon possui várias utilidades e
aplicações dentre as quais destacamos:
O Teflon apresenta baixo coeficiente de
atrito, podendo ser utilizado em mancais.
É resistente a solventes e ao calor,
utilizado em revestimento de
panelas.
É também um isolante elétrico, por
isso é utilizado também em peças
eletroeletrônicas.
Teflon (PTFE)
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Poliacrilonitrila (PAN)
Lã sintética, conhecidas no comércio pelos nomes: Orlon, Drálon e
Acrilã.
Utilizada na confecção de cobertores e carpetes.
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Polimetacrilato de metila (Acrílico®)
É o vidro plástico, é utilizado em anúncios luminosos, óculos, lustres e
objetos transparentes.
É utilizado em tintas a base de látex, com a função de impermeabilizar e
dar brilho à superfície pintada.
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Vulcanização da Borracha
A borracha natural é resultado da
polimerização do isopreno, feita na
própria planta, a seringueira Hevea
brasiliensis. Este produto é mole e
não apresenta resistência mecânica.
Para que possa ser utilizada
comercialmente ela é submetida ao
processo de vulcanização (adição de
enxofre às duas ligações), fazendo
com que a borracha natural se
transforme na borracha vulcanizada
tridimensional.
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Foi muito utilizada na 2ª Guerra Mundial para substituir a borracha
natural, sendo utilizada atualmente nas bandas de rodagem dos pneus.
Conhecida por SBR (Styrene Butadiene Rubber).
Buna-S
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Buna-N
Outro tipo de borracha sintética,
conhecida pelos nomes Perbunan e
Chemipol.
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Poliuretano
Utilizado como isolante termo-acústico.
Pode ser expandido por gases, formando
uma espuma utilizada na fabricação de
colchões e travesseiros.
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Poliamida (Nylon®)
-Apresenta elevada dureza, é utilizado na fabricação de engrenagens e em
outras peças de maquinaria;
-Possui baixo coeficiente de atrito podendo ser utilizado em rolamentos não
lubrificados;
-Pode ser transformado em finos filamentos, empregados principalmente na
confecção de roupas e até pára-quedas.
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Polímeros Naturais
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POLÍMEROS NATURAIS
QUITINA – é uma molécula complexa encontrada nos crustáceos:
caranguejos, siris, lagostas, camarões.
Também existe em insetos, fungos, cogumelos e minhocas.
Quitina
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CELULOSE
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Hidroxietilcelulose
Usado como laxante e espessante de shampoos e para limpar
melhor o cabelo, devido a formação de colóides ao redor da
sujeira.
Hidroxietilcelulose (HEC)
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•Os polímeros naturais são: a borracha; os polissacarídeos, como celulose,
amido e glicogênio; e as proteínas.
•A borracha natural é um polímero de adição, ao passo que os polissacarídeos e
as proteínas são polímeros de condensação, obtidos, respectivamente, a partir
de monossacarídeos e aminoácidos.
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Polímeros Sintéticos:
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Os polímeros sintéticos são produzidos quimicamente, em geral, de
produtos derivados de petróleo. Eles podem oferecer uma infinidade de aplicações.
São produzidos para atender cada aplicação requerida. O tamanho e composição
química podem ser manipulados a fim de criar propriedades para quase todas as
funções dos fluidos.
Freqüentemente, polímeros sintéticos são preparados em substituição no
etileno. O processo de polimerização ocorre através de uma reação adicional onde o
etileno é substituído no final da cadeia de polímero. Na estrutura seguinte, o
substituinte A pode ser algum grupo ativo:
CH2 = CH - A
Observe a ligação C-C e a enorme possibilidade de substituições. A ligação
C-C é mais estável do que a união C-O encontrada em polímeros a base de celulose e
amido. O C-C é resistente a bactérias e tem estabilidade de temperatura acima de
371°C. Mesmos os grupos de substituição vão degradar antes da união C-C nestas
condições.
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Classificação de Polímeros
São normalmente classificados quanto:
•
•
•
•
Estrutura química;
Método de Preparação;
Características Tecnológicas;
Comportamento Mecânico.
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1) Quanto à estrutura química
Os grupos funcionais presentes são a base
de classificação: poliamidas, poliésteres,
poliéter, poliuretanas, etc.
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2) 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.
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3) Quanto às características tecnológicas
Dois grupos podem ser caracterizados: os
termoplásticos e os termorrígidos.
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4) Quanto ao comportamento mecânico
Dividem-se em três grandes grupos:
borrachas ou elastômeros, plásticos e fibras.
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REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO
A reação química que conduz a formação de polímeros é a
POLIMERIZAÇÃO. Grau de polimerização é o número de meros da cadeia
polimérica. Quando há mais de um tipo de mero na composição do polímero, este
é designado por copolímero, e os monômeros que lhe dão origem comonômeros.
Em reação de polimerização, tal como ocorre na Química Orgânica em
geral, o encadeamento das unidades monoméricas pode ser feito na forma
regular, cabeça-cauda, ou na forma cabeça-cabeça, cauda-cauda, ou mista.
Os polímeros podem ter suas cadeias sem ramificações, admitindo
conformação em zigue-zague - polímeros lineares – ou podem apresentar
ramificações, cujo então ao que se denomina polímero reticulado, ou polímero
com ligações cruzadas ou polímero tridimensional.
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Química dos polímeros
O diagrama simplificado abaixo demonstra a relação entre monômeros
e polímeros. Monômeros idênticos podem combinar entre si para formar
homopolímeros, que podem ser cadeias comuns ou ramificadas. Monômeros
diferentes podem combinar entre si para formar copolímeros, que também
podem ser ramificados ou comuns.
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As propriedades químicas de um polímero dependem de:
•tipo de monômero(s) que o formam. As propriedades químicas do
homopolímero 1 são diferentes do homopolímero 2 e dos copolímeros;
•a organização dos monômeros dentro do polímero. As propriedades químicas dos
polímeros comuns são diferentes dos ramificados.
Os monômeros encontrados em muitos plásticos incluem compostos
orgânicos como etileno, propileno, estireno, fenol, formaldeído, etilenoglicol,
cloreto de vinil e acetonitrila.
Por existirem tantos monômeros diferentes que podem ser combinados
de muitas maneiras diferentes, é possível fazer inúmeros tipos de plásticos.
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Reações de condensação e adição
Existem algumas maneiras de se combinar monômeros para formar os
polímeros de plásticos. Um dos métodos é um tipo de reação química chamada
reação de condensação. Em uma reação de condensação, duas moléculas se
combinam com a perda de uma menor, geralmente de água, um álcool ou ácido.
Para compreender as reações de condensação, veja outra reação hipotética
de polímeros.
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Outra maneira de combinação dos monômeros para formar copolímeros
é através de reações de adição. As reações de adição envolvem a reorganização
de elétrons das ligações duplas dentro de um monômero para formar ligações
únicas com outras moléculas.
Diversas cadeias de polímeros podem interagir e fazer ligações cruzadas
formando ligações fortes ou fracas entre monômeros em diferentes cadeias de
polímeros. Essa interação entre cadeias de polímeros contribui para as
propriedades de determinados plásticos (macio/rígido, elástico/inflexível,
transparente/opaco, quimicamente inerte).
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NOMENCLATURA DOS POLÍMEROS
As normas internacionais publicadas pela IUPAC indicam que o princípio geral para
nomear os polímeros é utilizar o prefixo poli seguido da unidade estrutural repetitiva que
define o polímero, escrito entre parênteses. A unidade estrutural repetitiva deve ser nomeada
seguindo as normas convencionais da IUPAC para moléculas simples. Ex: Poli(tio-1,4-fenileno).
As normas IUPAC são utilizadas habitualmente para nomear os polímeros de
estrutura complicada já que permitem identificá-los sem ambigüidade nas bases de dados
científicos. Ao contrário, não são utilizadas para os polímeros de estrutura mais simples e de
uso comum principalmente porque estes polímeros foram inventados antes da publicação das
primeiras normas IUPAC, em 1952, e portanto, seus nomes “comuns” ou “tradicionais” já se
tornaram populares.
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Na prática, os polímeros de uso comum são nomeados segundo alguma das seguintes
opções:
•
Prefixo poli seguido do monômero de que foi obtido o polímero. Esta convenção é
diferente da IUPAC porque o monômero nem sempre coincide com a unidade estrutural
repetitiva. Exemplos: polietileno frente a poli(metileno); poliestireno frente a poli(1feniletileno)
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•
Para copolímeros pode listar simplesmente os monômeros que os formam, às
vezes precedidos da palavra borracha quando tratar-se de um elastômero ou resina se tratar
de um plástico. Exemplos: ABS (acrilonitrilo butadieno estireno); borracha SBR (estirenobutadieno) ; resina fenol-formaldehído.
•
É freqüente também o uso indevido de marcas comerciais como sinônimos de
polímeros (bases empíricas tradicionais), independente da empresa que o fabrica. Exemplos:
Nylon para poliamida; Teflon para politetrafluoretileno; Neopreno para policloropreno.
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