EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS POLÍMEROS CONCEITO Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas, ligadas através.

Apresentação em tema: "EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS POLÍMEROS CONCEITO Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas, ligadas através."— Transcrição da apresentação:

1 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS POLÍMEROS CONCEITO Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas, ligadas através de ligações covalentes. Moléculas são eletricamente neutras com ligações secundárias.

2 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Classificação Naturais: Madeira, borracha, proteínas. Sintéticos: PVC, poliestireno, poli(metacrilato de metila) celulose

3 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Exemplos de fontes de monômeros para obtenção de alguns polímeros sintéticos

4 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Natureza das ligações Fatores de influência: Número de ligações entre átomos. Comprimento da ligação. Intensidade das ligações.

5 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Número de ligações Elétrons de valência Responsáveis pelo número de ligações Grupo da tabela periódica 4A5A6A7A CNOF SiPSCl Ge Br I

6 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Comprimento e intensidade das ligações Número de ligações Influência sobre comprimento e intensidade Muitas ligações Átomos próximos Menor comprimento de ligação

7 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Exemplos Tipo de ligação Comprimento da ligação (nm) Energia de ligação (Kcal/mol) C-C0,15488 C=C0,130162 C≡CC≡C0,120213 C=O0,120128 C-Cl0,18081 C-N0,15073

8 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Configuração física Linear Ramificada Reticulada (Ligação cruzada)

9 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Polímeros lineares

10 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Polímeros ramificados

11 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Polímeros em rede

12 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Estrutura do Estado Agregado Aglomeração das moléculas depende: Estrutura molecular. Atração entre as moléculas. Capacidade de ordenação. Capacidade de orientação.

13 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Estados de agregação A aglomeração das moléculas define características que afetam diretamente as propriedades dos polímeros. Dois estados: Sólido e líquido

14 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Comportamento frente a temperatura 1)Transição vítrea 2)Zona de transição 3)Decomposição térmica Amorfo 1)Transição vítrea 2)Ponto de fusão 3)Zona de transição 4)Decomposição térmica Semi cristalino

15 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Classificação dos polímeros Termoplásticos: são polímeros que podem ser repetidamente processados sob aquecimento. Possuem cadeias lineares e ramificadas, com forças de interação relativamente fracas. Ex: polietileno, PVC, poli(metacrilato de metila)

16 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Classificação dos polímeros Termofixos: não podem ser amolecidos com o aquecimento, mantendo-se permanentemente rígidos com o aumento da temperatura. Cadeias com alta densidade de ligações cruzadas. Ex: Resinas epóxi, resinas de poliésteres.

17 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Classificação dos polímeros Elastômeros: São conhecidos como borrachas, apresentam grande elasticidade, voltando a forma anterior após estiramento. São elásticos porque possuem pequena quantidade de ligações cruzadas. Ex: borracha natural, polibutadieno, silicone.

18 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Processos de polimerização Polimerização: reação química que conduz a formação de polímeros. Polimerização por adição Formam polímeros com unidades repetitivas de fórmula molecular idêntica ao monômero de partida.

19 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Processos de polimerização Etapas polimerização por adição Iniciação: rompimento das ligações duplas. Propagação: início do processo de formação das cadeias poliméricas pelos pontos reativos. Término: eliminação dos pontos reativos, encerrando a polimerização.

20 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Processos de polimerização Exemplo adição

21 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Processos de polimerização 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.

22 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Processos de polimerização Exemplo de condensação Ácido tereftálicoEtileno glicol Tereftalato de etilenoo - poliéster

23 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS 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.

24 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Processos industriais de polimerização 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.

25 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Processos industriais de polimerização Polimerização em suspensão: Monômero e iniciador são insolúveis no meio dispersante. Agitação é fator importante para evitar a coalescência das gotículas de monômero- polímero.

26 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Processos industriais de polimerização 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.

27 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS Comparação entre os processos TIPO VANTAGENSDESVANTAGENS 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

28 EM240 ESTRUTURA E PROPRIEDADE DOS MATERIAS MATERIAIS POLIMÉRICOS 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.