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ESTRUTURAS POLIMÉRICAS POLÍMEROS CONCEITO Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas, ligadas através de ligações covalentes. Moléculas são eletricamente.

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1 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS POLÍMEROS CONCEITO Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas, ligadas através de ligações covalentes. Moléculas são eletricamente neutras com ligações secundárias.

2 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Classificação Naturais: Madeira, borracha, proteínas. Sintéticos: PVC, poliestireno, poli(metacrilato de metila) celulose

3 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Exemplos de fontes de monômeros para obtenção de alguns polímeros sintéticos

4 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Natureza das ligações Fatores de influência: Número de ligações entre átomos. Comprimento da ligação. Intensidade das ligações.

5 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Número de ligações Elétrons de valência Responsáveis pelo número de ligações Grupo da tabela periódica 4A5A6A7A CNOF SiPSCl Ge Br I

6 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Comprimento e intensidade das ligações Número de ligações Influência sobre comprimento e intensidade Muitas ligações Átomos próximos Menor comprimento de ligação

7 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Exemplos Tipo de ligação Comprimento da ligação (nm) Energia de ligação (Kcal/mol) C-C0,15488 C=C0, C 0, C=O0, C-Cl0,18081 C-N0,15073

8 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Configuração física Linear Ramificada Reticulada (Ligação cruzada)

9 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Polímeros lineares

10 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Polímeros ramificados

11 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Polímeros em rede

12 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Estrutura do Estado Agregado Aglomeração das moléculas depende: Estrutura molecular. Atração entre as moléculas. Capacidade de ordenação. Capacidade de orientação.

13 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Estados de agregação A aglomeração das moléculas define características que afetam diretamente as propriedades dos polímeros. Dois estados: Sólido e líquido

14 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Processos de polimerização Exemplo adição

21 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS Processos de polimerização Exemplo de condensação Ácido tereftálicoEtileno glicol Tereftalato de etilenoo - poliéster

23 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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 ESTRUTURAS POLIMÉRICAS 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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