Aula 01 - Falando de Química
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Polímeros Aula 01 Definição : Polímeros • Origem da palavra; – polu (πολυ) ou poli; – meres (μέρος) ou meros. Portanto, são substâncias formadas por muitas partes. químicas Aula 01 • Obtenção; – Origem natural – Polimerização. Aula 01 4 Aula 01 Moléculas de hidrocarbonetos Muito polímeros hidrocarbonetos; são orgânicos e formados por moléculas de Cada átomo de C tem 4 e- que podem estabelecer ligações atômicas com átomos vizinhos e cada H tem 1 e- na mesma condição. ligações saturadas ligações insaturadas etileno metano etano propano acetileno 5 Aula 01 Peso Molecular O peso molecular final de um polímero depende do crescimento de suas cadeias poliméricas; O peso molecular médio de um polímero pode ser obtido pelo cálculo do número ou do peso das moléculas. Uma maneira alternativa para expressar o tamanho médio da cadeia de um polímero é pelo grau de polimerização: Nº de moléculas Peso das moléculas = Peso molecular do mero 6 Aula 01 •Fontes de Matéria Prima • • • • • • • Celulose; Lignina; Borracha natural (poli-cis-isopreno –CH2C(CH3)CHCH2-); Óleo de mamona; Óleo de soja; Carvão de mineral ou hulha (gás etileno); Petróleo (nafta); 7 Aula 01 8 Aula 01 Planta Petroquímica • Etilieno PE • Propileno PP • + cloro PVC • + benzeno OS • + oxigênio poliésteres e poliéteres • • • • • + amônia PAN resina acrílica + benzeno fenol resina fenólica + HCN PMMA + oxigênio óxido de propileno PU Butadieno PB • + amônia hexametileno diamina PA6,6 • + cloro cloropreno neopreno • Estireno SBR 9 Aula 01 Configuração física Linear Ramificada Reticulada (Ligação cruzada) 10 Aula 01 PORQUE ALGUNS POLÍMEROS SÃO CRISTALINOS E OUTROS AMORFOS?? Dois fatores são importantes: estrutura polimérica forças intermoleculares Aula 01 Se o polímero é regular e ordenado, ele empacota em cristais facilmente. poliestireno sindiotático ordenado CRISTALINO poliestireno atático sem ordem AMORFO 12 Aula 01 POLARIDADE E CRISTALINIDADE ORDENAÇÃO FIBRAS LIGAÇÕES DE H 13 NYLON 6,6 Aula 01 O que mantem as macromoléculas juntas? FORÇAS INTERMOLECULARES FORÇAS DE DISPERSÃO LONDON LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO (H) ATRAÇÃO ELETROSTÁTICA INTERAÇÕES DE V. DER WAALS Aula 01 DISPERSÃO DE LONDON MOLÉCULAS APOLARES 15 Aula 01 Interação dipolo-dipolo δ+ δδ+ δH Cl ----- H Cl 16 Aula 01 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 17 Aula 01 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. Aula 01 Polipropileno (PP) • Suas características são: -Alta dureza; -Resistente à tração; Utilizado na confecção de capas, cordas, tubos, pára-choques e equipamentos médicos. Aula 01 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. Aula 01 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) Aula 01 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) Aula 01 Poliacrilonitrila (PAN) Lã sintética, conhecidas no comércio pelos nomes: Orlon, Drálon e Acrilã. Utilizada na confecção de cobertores e carpetes. Aula 01 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. Aula 01 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. Aula 01 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 Aula 01 Buna-N Outro tipo de borracha sintética, conhecida pelos nomes Perbunan e Chemipol. Aula 01 Poliuretano Utilizado como isolante termo-acústico. Pode ser expandido por gases, formando uma espuma utilizada na fabricação de colchões e travesseiros. Aula 01 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. Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Prof. Delmárcio Gomes Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Polímeros Naturais Aula 01 POLÍMEROS NATURAIS QUITINA – é uma molécula complexa encontrada nos crustáceos: caranguejos, siris, lagostas, camarões. Também existe em insetos, fungos, cogumelos e minhocas. Quitina 77 Aula 01 CELULOSE 78 Aula 01 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) 79 Aula 01 •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. Aula 01 Polímeros Sintéticos: Aula 01 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. Aula 01 Classificação de Polímeros São normalmente classificados quanto: • • • • Estrutura química; Método de Preparação; Características Tecnológicas; Comportamento Mecânico. Aula 01 1) Quanto à estrutura química Os grupos funcionais presentes são a base de classificação: poliamidas, poliésteres, poliéter, poliuretanas, etc. Aula 01 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. Aula 01 3) Quanto às características tecnológicas Dois grupos podem ser caracterizados: os termoplásticos e os termorrígidos. Aula 01 4) Quanto ao comportamento mecânico Dividem-se em três grandes grupos: borrachas ou elastômeros, plásticos e fibras. Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01 Aula 01
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