2. Polímeros Polímeros naturais.

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1 2. Polímeros Polímeros naturais

2 Polímeros sintéticos (plásticos)
A maioria dos plásticos são fabricados a partir de pequenas moléculas derivadas do carvão e do petróleo. Substituem metais, vidros e madeira em algumas aplicações devido às propriedades satisfatórias e menor custo

3 Hidrocarbonetos: São materiais orgânicos compostos por hidrogênio e carbono. Na molécula de hidrocarboneto cada átomo de carbono pode compartilhar até 4 elétrons de valência, o que define ligações covalentes entre os átomos (ligações intramoleculares). l l – C – – C = = C = – C  l

4 Moléculas saturadas possuem ligações simples
Moléculas insaturadas possuem ligações duplas ou triplas Hidrocarbonetos saturados (parafinas)

5 Moléculas isômeras possuem mesma composição mas diferentes arranjos atômicos
Qualquer um dos seguintes grupos orgânicos pode fazer parte de uma estrutura polimérica: R e R’ = radicais orgânicos são grupos de átomos que se ligam para formar um hidrocarboneto; os radicais mantém sua estrutura durante as reações químicas Ex. CH3 – metila C2H5 - etila

6 Síntese de polímeros Definição de polímeros: consistem de uma grande quantidade de moléculas gigantes formadas por reações químicas entre pequenas moléculas de hidrocarbonetos. Estas reações são conhecidas por polimerização.

7 A grande cadeia carbônica é composta por unidades estruturais que se repetem, conhecidas por meros
Forma molecular

8 Polimerização por adição (reação em cadeia): caracterizada pela fixação dos monômeros, um de cada vez, formando uma cadeia linear longa; a macromolécula resultante é composta de um múltiplo exato de monômero que iniciou a reação. Polimerização por condensação (reação em estágios): reações em que estão envolvidos mais de um tipo de monômero, ocorrendo entre moléculas etapa por etapa. Nesta reação normalmente forma-se um sub-produto de pequeno peso molecular (ex. água)

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11 As propriedades de um polímero dependem
 do peso molecular  da forma molecular  da estrutura molecular  da configuração molecular peso molecular médio M =  xi . Mi xi = fração de moléculas da faixa de tamanho i Mi = peso molecular médio da faixa de tamanho i

12 Estrutura molecular

13 Configurações moleculares  = átomo ou grupo de átomos  do hidrogênio
mero “cabeça-a-cauda” “cabeça-a-cabeça” Estereoisomerismo: Isotático sindiotático atático Isomerismo Geométrico cis trans

14 Copolímeros Pesquisam-se polímeros que geralmente apresentam melhores propriedades e custo reduzido de fabricação.

15 Estrutura cristalina dos polímeros
Cristalinidade  arranjo ordenado do polímero de átomos das cadeias Células unitárias são em geral complexas polímeros são freqüentemente semicristalinos (regiões cristalinas dispersas na fase amorfa)

16 Grau de cristalinidade  depende da
taxa de resfriamento na solidificação configuração molecular Menor taxa de resfriamento favorece a cristalização Complexidade química do mero, ramificação, ligações cruzadas, irregularidade geométrica e de composição  não favorece a cristalização exs. homopolímero linear cristaliza fácil polímero em rede é quase todo amorfo

17 Micrografia eletrônica de um cristal de polietileno
(cristalitos)

18 Formação de esferulitos (“grãos”)
Bibliografia: CALLISTER JR, W. Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução, 5ª Edição, Rio de Janeiro:LTC, 2002 Elaborado por: Professor Paulo Sérgio Bayer, M. Eng CEFET/SC Unidade de Joinville