POLÍMEROS Polímeros são macromoléculas

Prof. Willame Bezerra.
POLÍMEROS
Polímeros são macromoléculas formadas a partir de moléculas menores - os monômeros. O processo
de transformação desses monômeros, formando o polímero, é chamado polimerização. A massa molecular
de um polímero varia muito, sendo que em uma porção de material polimerizado existem moléculas maiores
e menores.
Na fabricação de um polímero, a substância inicial constitui o monômero, e sua repetição 2, 3, ..., n
vezes dá origem ao dímero, trímero, ..., polímero. Teoricamente a reação de polimerização pode prosseguir
infinitamente, dando origem a uma molécula de massa molecular infinita. Fatores práticos, no entanto,
limitam a continuação da reação. A ligação entre os monômeros é feita através de pontos reativos, isto é,
átomos ou grupos de átomos do monômero, capazes de efetuar uma nova ligação química, seja pelo
rompimento de insaturações ou pela eliminação de moléculas simples (H2O, NH3 etc).
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Homopolímero é o polímero formado por um único monômero e Copolímero é formado por mais de
um monômero.
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Os polímeros possuem muitas utilidades e propriedades e características importantes para a produção
de novos materiais, por isso ele encontra-se muito presente em nosso dia a dia, principalmente na forma de
plásticos.
Na natureza existem alguns polímeros: celulose, proteínas, látex. Os químicos também criaram
polímeros sintéticos, "copiando" os polímeros naturais.
POLÍMEROS SINTÉTICOS
Os polímeros sintéticos podem ser classificados basicamente em três grupos: de adição, de
condensação e de rearranjo.
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POLÍMEROS DE ADIÇÃO
As substâncias utilizadas na produção desses polímeros apresentam obrigatoriamente pelo menos uma
dupla ligação entre carbonos. Durante a polimerização, ocorre a ruptura da ligação  e a formação de duas
novas ligações simples, como mostra o esquema:
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O quadro a seguir apresenta alguns monômeros e os respectivos polímeros e objetos obtidos a partir
deles:
P, T
catalisador
Monômeros
H
n
H
H
C C
H
Etileno
polímero
H
H
C
C
H
H
Objetos
n
polietileno
Recipientes para líquidos e capas para fios elétricos.
n
H
H
C C
H
CH3
propileno
n
H
H
C C
H
H
H
C
C
H
CH3
n
polipropileno
H
H
C
C
Tubos de canetas esferográficas.
H
estireno
n
poliestireno
Recipientes de isopor.
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n
H
H
C C
H
H
H
C
C
Cl
H
Cl
cloreto de vinila
n
F
F
C C
n
H
H
C C
F
F
C
C
F
F
F
H
CN
cianeto de vinila
acrilonitrila
n
H
H
C C
policloreto de vinila
(PVC)
F
tetrafluoretileno
H
O C CH3
O
acetato de vinila
n
n
Politetrafluoretileno
(PTFE) teflon
H
H
C
C
H
CN
Canos para água e discos.
Películas antiaderentes para panelas e fita vedante.
n
policianeto de vinila
poliacrilonitrila
H
H
C
C
H
O
Roupas e mantas para o inverno.
C O
CH3
n
poliacetato de vinila
(PVA)
Colas, tintas, esmaltes e chicletes.
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n
H
H
C C
H
H
C C
H
H
H
C
C
H
H
eritreno
C C
H
H
H
n
polieritreno
borracha sintética
n
H
H
C C
H
Cl
C C
cloropreno
H
H
C
C
H
H
H
Cl
C C
H
H
n
Mangueiras de bombas de combustível, correias e artigos de
vedação.
policloropreno
borracha sintética
As borrachas sintéticas, quando comparadas às naturais, são mais resistentes às variações de
temperatura e ao ataque de produtos químicos, sendo utilizadas para a produção de mangueiras, correias e
artigos para vedação.
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Existem outros tipos de borrachas sintéticas formadas pela adição de dois tipos diferentes de
monômeros. Essas borrachas são classificadas como copolímeros.
A mais importante dessas borrachas é formada pela copolimerização do eritreno com o estireno, que é
conhecida pelas siglas GRS (government rubber styrene) ou SBR (styrene butadiene rubber), cuja principal
aplicação é a fabricação de pneus.
H H
H
n H
C C
H
H
C C
eritreno
H
H
+ n H
C C
H
H
estireno
C C
H
H
H H H
C C C C
H H
GRS ou SBR
n
As tintas do tipo látex são misturas parcialmente polimerizadas de estirenos e dienos em água. Essa
mistura também contém agentes emulsificantes, com sabão, que mantêm as partículas dos monômeros
dispersas na água. Após a aplicação desse tipo de tinta, a água evapora, permitindo a copolimerização e a
formação de uma película que reveste a superfície.
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POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO
Esses polímeros são formados, geralmente, pela reação entre dois monômeros diferentes, com a
eliminação de moléculas pequenas — por exemplo, água. Nesse tipo de polimerização, os monômeros não
precisam apresentar duplas ligações entre carbonos, mas é necessária a existência de dois tipos de grupos
funcionais diferentes.
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Veja, a seguir, alguns polímeros de condensação e suas aplicações.
Poliéster
Um dos tipos de poliéster mais comuns é o dracon, obtido pela reação entre ácido tereftálico e o
etileno-glicol (etanodiol):
O
O
C
C
HO
HO CH2 CH2 OH
OH
etilenoglicol
ou etanodiol
ácido tereftálico
A reação pode ser representada pela equação:
O
O
C
O
C
HO
C
OH HO
O
C
CH2 CH2 OH HO
O
O
C
O
CH2 CH2 OH
H2O
O
C
O CH2 CH2
OH HO
H2O
H2O
C
O
C
O CH2 CH2 O
Esse polímero é conhecido por polietileno tereftalato (PET) e costuma ser comercializado com os
nomes de dracon e terilene. Empregado na fabricação de tecidos, cordas, filmes fotográficos, fitas de
áudio e vídeo, guarda-chuvas, embalagens e garrafas plásticas, gabinetes de forno etc.
Quando misturado ao algodão, esse polímero forma um tecido muito conhecido, denominado tergal.
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Poliamidas
Estes polímeros são obtidos pela polimerização de diaminas com ácidos dicarboxílicos. Os nylons são
plásticos duros e têm grande resistência mecânica. São moldados em forma de engrenagens e outras peças
de máquinas, em forma de fios e também se prestam à fabricação de cordas, tecidos, garrafas, linhas de
pesca etc. O mais comum é o nylon-66, resultante da reação entre a hexametilenodiamina (1,6-diaminohexano) com o ácido adípico (ácido hexanodióico).
O
O
C
O
(CH2)4 C
HO
C
OH
H2N (CH2)6 NH2
O
(CH2)4 C
HO
OH
H2O
H2O
O
O
C
O
(CH2)4 C
O
C
N (CH2)6
N
H
H
(CH2)4 C
+ (n-1) H2O
n
Na bioquímica, a ligação amídica é denominada ligação peptídica, pois é encontrada nas proteínas.
Seu grupo funcional pode ser representado por:
O
C
N
H
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Polifenol
É obtido pela condensação do fenol com o formaldeído (metanal). No primeiro estágio da reação,
forma-se um polímero predominantemente linear, de massa molecular relativamente baixa, conhecido como
novolae. Ele é usado na fabricação de tintas, vernizes e colas para madeira. A reação, no entanto, pode
prosseguir, dando origem à baquelite, que é um polímero tridimensional. A baquelite é o mais antigo
polímero de uso industrial (1909) e se presta muito bem à fabricação de objetos moldados, tais como cabos
de panelas, tomadas, plugues etc.
OH
H
OH
H
H
H
O
C
H
H
H 2O
OH
OH
CH2
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Policarbonatos
Apresentam alta resistência ao impacto, são transparentes e têm baixo custo, pois seus monômeros
são baratos.
Geralmente, são comercializados com os nomes de Lexan, Makrolon ou Duralon e podem ser usados
para substituir o vidro em janelas de prédios, residências e carros e na fabricação de placas transparentes a
choques.
Sua obtenção é representada pela seguinte reação:
HO
difenilpropano
fosgênio
CH3
O
C
OH
Cl C
CH3
Cl
HO
C
OH
CH3
CH3
O
O C O
n
grupo característico
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Silicones
Uma das variedades de silicone é obtida pela condensação do dimetilsiloxana, e sua polimerização pode
ser representada pela seguinte equação:
CH3
Si
HO
CH3
OH
CH3
Si
HO
H3C
OH
CH3
Si
O
O
CH3
n
grupo característico
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POLIMEROS DE REARRANJO
Esse tipo de polímero requer um ou mais monômeros sofram rearranjo em suas estruturas à medida
que ocorrer a polimerização. O polímero de rearranjo mais comum é o poliuretana.
O
C
N
N
C
O
HO
etilenoglicol
diisocianato de parafenileno
O
C
N
CH2 CH2 OH
N C O CH2 CH2
OH
H O
Sua estrutura pode ser representada por:
O
O
O C
N
N C O CH2 CH2
H
H
O
O
O C N
N C O
H
H
n
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As poliuretanas podem ser rígidas, flexíveis ou ainda, ter a forma de espumas, dependendo das
condições em que ocorre a reação. Na produção de espuma, por exemplo, a um dos reagentes é misturado
o gás freon, que durante a reação tende a se desprender, provocando a expansão do polímero.
PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS DOS POLÍMEROS
Dependendo do seu comportamento ao serem aquecidos, os polímeros podem ser classificados em
termoplásticos e termofixos.
Termoplásticos
Polímeros de cadeias lineares que, quando aquecidos “amolecem”, permitindo a sua moldagem e
quando resfriados endurecem. Isso ocorre porque as ligações intermoleculares são fracas e podem ser
rompidas como aquecimento.
CALOR
Não apresentam ligações cruzadas.
Quando aquecidos, podem ser
moldados com formatos diferentes.
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Termofixos
Polímeros com uma grande cadeia cruzada. Durante o aquecimento, não “amolecem” e com
aquecimento mais intenso se decompõem.
CALOR
Estrutura com várias
ligações cruzadas.
As ligações covalentes, responsáveis
pelas ligações cruzadas, não
são quebradas facilmente.
Observando os símbolos das embalagens ou dos objetos produzidos de polímeros, podemos identificar
o polímero que o constitui. Além disso, dessa maneira pode-se saber se ele é reciclável.
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Veja, a seguir os símbolos internacionais utilizados na reciclagem.
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