A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

1 POLÍMEROSPOLÍMEROS ESTRUTURA E PROPRIEDADES. 2 INTRODUÇÃO – Relembrando as funções orgânicas.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "1 POLÍMEROSPOLÍMEROS ESTRUTURA E PROPRIEDADES. 2 INTRODUÇÃO – Relembrando as funções orgânicas."— Transcrição da apresentação:

1 1 POLÍMEROSPOLÍMEROS ESTRUTURA E PROPRIEDADES

2 2 INTRODUÇÃO – Relembrando as funções orgânicas

3 3

4 4 Os golfinhos (sua pele) também são constituídos de polímeros chamados colágenos. Os polímeros naturais, existentes nas baleias são chamados queratinas. São macromoléculas parecidas com as proteínas, que constituem as unhas e cabelos de pessoas, chifres de animais.

5 5 Poliestireno (PS) Polietileno (PE) poliacrilonitrila (PAN) (orlon) poliacrilonitrila SPANDEX-LYCRA

6 6

7 7 VANTAGENS: baixo custo, peso reduzido, grande resistência, facilidade de moldagem e produção de diferentes peças. DESVANTAGENS: descarte no meio ambiente e durabilidade, dificuldade de degradação. O plástico tem substituído os metais, a madeira e os vidros, na vida prática.

8 8 A composição do lixo plástico varia conforme a região, mas pode-se considerar a seguinte distribuição, em média:

9 9 Polímero Termo que vem do grego (poli - muitas e mero partes) moléculas grandes ou macromoléculas, formadas de várias unidades repetitivas (monômeros). POLIETILENO

10 10 Podemos fazer uma analogia do polímero, com uma corrente de clipes, isto é, várias unidades repetidas.

11 11 POLÍMEROS COMUNS PE PS PVAc PP -[-CH 2 -CH-] n - | OH PVA (polivinilálcool)

12 12 Borracha sintética Borracha natural PAN PU PMMAPTFE

13 13 Spandex- PU LYCRA SPANDEX- LYCRA PU-ESPUMA

14 14 PET

15 15 policetona n Resina epóxi Policarbonato-PC Resina fenol-formaldeido

16 16 PCLpolicaprolactona Biodegradáveis sintéticos POLI-HIDROXI ALCANOATOS- Poliésteres bacterianos PHB PHV PHB-co-PHV biodegradáveis biopolímeros, bioplásticos PCL PLAPGAPGLA

17 17 PVC PP CONFIGURAÇÕES- Influência na cristalinidade e propriedades

18 18 LIGNINA MACROMOLÉCULA NÃO É UM POLÍMERO

19 19 PROPRIEDADES FÍSICAS DE POLÍMEROS As principais propriedades incluem: ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade e força tensil.

20 20 PONTO DE FUSÃO – Não ocorre a uma temperatura definida. O polímero amolece, sua viscosidade muda numa faixa de 50 0 C. A fusão ocorre em termoplásticos. Um polímero cristalino possui um ponto de fusão definido (Tm).

21 21 SOLUBILIDADE A maioria dos polímeros são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos. A não solubilidade é importante para dar qualidade a um produto final e um problema difícil para o engenheiro químico que sintetiza

22 22 FORÇA TENSIL – Mede a dificuldade de quebrar uma amostra de polímero quando uma força é aplicada para puxá-la, esticando-a. Força tensil com o da massa molecular. Exemplos: PEBD – Mpa ( MEGAPASCAL) PEAD PTFE PP

23 23 CLASSIFICAÇÃO I II

24 24 Estrutura básica de polímeros LINEAR

25 25 RETICULADO

26 26 III- Quanto à fusibilidade (fusão) Termoplásticos Fundem ao serem aquecidos, solidificam ao serem resfriados. Ex: PE, PET, PAN, nylon Termorrígidos Ao serem aquecidos formam ligações cruzadas são infusíveis e insolúveis. Ex: resina fenol-formol, uréia-formol

27 27 IV Quanto ao comportamento mecânico 1. Plásticos – (grego: adequado à moldagem) Moldados por aquecimento ou pressão PE, PP, PS 2. Elastômeros ou borrachas Após sofrerem deformação sob a ação de uma força retornam à forma original, quando a força é removida. Ex: Polibutadieno, borracha nitrílica, poli (estireno-co- butadieno) 3. Fibras Corpos em que a razão entre comprimento e as dimensões laterais é elevada. Orientação longitudinal Poliésteres, poliamidas, poliacrilonitrila

28 28 V Quanto ao tipo de aplicação Uso geral PE, PS, PMMA, PVC Plásticos de engenharia Polímeros empregados em substituição de materiais clássicos de engenharia como madeira, metais e vidros Poliacetais, PC, PTFE, PET

29 29 MASSA MOLECULAR (MOLAR) e DISTRIBUIÇÃO DE MASSA MOLECULAR (MOLAR) Os polímeros são formados de cadeias de vários tamanhos, isto é, são polidispersos, dependendo do processo de síntese. A massa molecular de uma substância macromolecular, é representada por um valor médio curva de distribuição.

30 30 Polímero heterogêneo: presença de moléculas pequenas, médias e grandes (curva de distribuição larga). Polímero homogêneo: presença de moléculas com massas moleculares em torno de um valor médio (curva de distribuição mais estreita).

31 31 CURVA DE DISTRIBUIÇÃO DE MASSAS MOLECULARES massa

32 32 Massa molecular média em número – Massa total de todas as moléculas (1mol) / número total de mol de moléculas presentes. Ni – número de mol de espécies i Mi – massa molecular de espécies i Ni Mi – massa real de espécies i é muito sensível à presença de uma fração pequena de macromoléculas de baixa massa molecular.

33 33 Massa molecular média em massa – é uma média ponderada, cada molécula contribui para Mw na proporção do quadrado de sua massa. Mw é sensível à moléculas mais pesadas. Mw é sempre maior que Mn, exceto para polímeros monodispersos (Mw/Mn=1).

34 34 CROMATROGRAFIA POR EXCLUSÃO DE TAMANHO (SEC)

35 35 CRISTALINIDADE Gelo é um cristal, ordenado. Cloreto de sódio (NaCl) é um cristal, ordenado. Cl- Na+ Na + Cl _

36 36 SÍLICA SiO 2 ESTADO CRISTALINO – QUARTZO

37 37 Vidro é um sólido amorfo – sem ordem.

38 38 A maioria dos polímeros pode ficar assim, cadeias esticadas. Ex: Polietileno (PE): Ou assim, cadeias esticadas a curta distância e dobradas Podem, ainda formar pilhas de cadeias dobradas, lamelas:

39 39 O cristal polimérico não é tão ordenado assim: parte das cadeias faz parte da região cristalina da lamela e parte faz parte da região amorfa:

40 40 Modelo da mesa telefônica

41 41 Um cristal polimérico pode crescer de maneira radial, a partir de um núcleo: ESFERULITO

42 42 POLIETIELENO - MODELO PE semi-cristalino Micela-franjada (Hermann, 1930) Regiões amorfas Regiões cristalinas

43 43 POLÍMERO CRISTALINO POLÍMERO AMORFO

44 44 Nenhum polímero é completamente cristalino. Se for cristalino: o material é forte, mas quebradiço. Se for amorfo: o material não é tão forte, mas é flexível, é plástico.

45 45 POLÍMEROS CRISTALINOS polipropileno polipropileno poliestireno sindiotático poliestireno sindiotático nylon nylon kevlar kevlar policetonas policetonas POLÍMEROS AMORFOS Poli(metacrilato de metila) Poli(metacrilato de metila) poliestireno atático poliestireno atático policarbonato policarbonato poliisopreno poliisopreno polibutadieno polibutadieno

46 46 PORQUE ALGUNS POLÍMEROS SÃO CRISTALINOS E OUTROS AMORFOS?? Dois fatores são importantes: estrutura polimérica forças intermoleculares

47 47 Se o polímero é regular e ordenado, ele empacota em cristais facilmente. poliestireno sindiotático poliestireno atático ordenado sem ordem CRISTALINOAMORFO

48 48 POLARIDADE E CRISTALINIDADE LIGAÇÕES DE H NYLON 6,6 ORDENAÇÃO FIBRAS

49 49 Poliéster ( polietileno tereftalato): Os grupos polares tornam os cristais mais fortes. Os anéis se agrupam ordenadamente.

50 50 Poli( metacrilato de metila) (PMMA) e Cloreto de polivinila (PVC) são amorfos. Polipropileno (PP) e Politetrafluoretileno (PTFE) são muito cristalinos Polietileno (PE) pode ser cristalino (linear) ou amorfo (ramificado) PE linear PE ramificado

51 51 O que mantem as macromoléculas juntas? FORÇAS INTERMOLECULARES FORÇAS DE DISPERSÃO LONDON LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO (H) ATRAÇÃO ELETROSTÁTICA INTERAÇÕES DE V. DER WAALS

52 52 DISPERSÃO DE LONDON MOLÉCULAS APOLARES

53 53 Interação dipolo-dipolo δ+ δ- H Cl H Cl

54 54 LIGAÇÕES de H ou PONTES de H Este tipo de ligação é um caso especial de ligação dipolo-dipolo, só ocorrendo entre moléculas polares. H2OH2OHFNH 3

55 55 Elastômero (borracha) Poliisopreno ou borracha natural, polibutadieno, poliisobutileno e poliuretanas são elastômeros, isto é, podem ser esticados e retornar ao tamanho natural, sem sofrer deformação. As cadeias poliméricas podem ser representadas de 2 maneiras: como uma peça de elástico emaranhada alta entropia esticada ou ordenada baixa entropia

56 56 Polímeros vítreos ou elastoméricos? Nem todos polímeros amorfos são elastoméricos. Porque? Depende da TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO VÍTREA ou Tg: Temperatura acima da qual o polímero se torna flexível e elastomérico e abaixo da qual se torna rígido ou vítreo.

57 57 Se um polímero amorfo tem a Tg abaixo da Tambiente ele é um elastômero, pois é flexível a Tambiente. Se um polímero amorfo tem a Tg acima da Tambiente ele é um termoplástico, pois é rígido e vítreo a Tambiente.

58 58 Elastômeros tem baixa Tg Termoplásticos tem alta Tg

59 59 O que torna a Tg alta ou baixa? Como as cadeias poliméricas se movem? Quanto mais facilmente uma cadeia se move, menor é a energia necessária para que o polímero passe do estado rígido ou vítreo para o estado elastomérico ( de borracha).

60 60 A mobilidade de uma cadeia polimérica depende de: flexibilidade da cadeia grupos ligados à cadeia

61 61 O poli(dimetilsiloxano) tem uma Tg baixa: C. Suas cadeias são tão flexíveis que este polímero é líquido à temperatura ambiente e é utilizado como espessante de shampoos e condicionadores. FLEXIBILIDADE da CADEIA

62 62 O poli(fenileno sulfona) é tão rígido que não tem Tg. Decompõe acima de C, sem passar por uma transição vítrea.

63 63 O poli(eter sulfona) tem a Tg mais baixa, C, pois os grupos éteres tornam o polímero mais flexível.

64 64 GRUPOS LIGADOS à CADEIA PRINCIPAL Um grupo grande ligado à cadeia polimérica age como uma âncora e limita o movimento das cadeias. Ex: poli(éter cetona), com adamantano Tg = C

65 65 Tg = C POLI(ÉTER CETONA)

66 66 Cadeias grandes abaixam a Tg, como um plastificante faz. Essas cadeias limitam o empacotamento das cadeias, mais facilmente elas se movem, mais espaço elas têm. CADEIAS ALQUÍLICAS LIGADAS Maior o volume livre, mais baixa é a Tg.

67 67 Ex: POLI(METACRILATOS)

68 68 Compósitos de kevlar/grafite são utilizados em estruturas de Boeings 757 e 767, em tacos de golfe, esquis e mastros de navios. POLIAMIDAS AROMÁTICAS (ARAMIDAS) Introduzidas no mercado em 1961, pela Du Pont. [ poli(m-fenileno- isoftalamida)] [ poli(p-fenileno tereftalamida)].

69 69 ARAMIDAS COMO FIBRAS ARAMIDA TRANS, OS GRUPOS HIDROCARBONETOS ESTÃO DE LADOS OPOSTOS DA LIGAÇÃO PEPTÍDICA

70 70 NYLON 6,6

71 71 KEVLAR É DIFERENTE

72 72 POLÍMEROS NATURAIS QUITINA – é uma molécula complexa encontrada nos crustáceos: caranguejos, siris, lagostas, camarões. Também existe em insetos, fungos, cogumelos e minhocas. Quitina

73 73 CELULOSE

74 74 QUITOSANA Polímero derivado da quitina, utilizado em aplicações médicas e em programas de perda de peso. Possui significativa compatibilidade com tecidos vivos e melhora a cicatrização de ferimentos. QUITOSANA

75 75 Usado como laxante e espessante de shampoos e para limpar melhor o cabelo, devido a formação de colóides ao redor da sujeira. Hidroxietilcelulose (HEC) Hidroxietilcelulose

76 76 Cadeias de HEC (presentes nos shampoos), se enrolam ao redor da sujeira

77 77 CONCLUSÕES ESTRUTURA É TUDO PROPRIEDADES POLÍMEROS NATURAIS MAIS HIDROFÍLICOS POLÍMEROS SINTÉTICOS MAIS HIDROFÓBICOS


Carregar ppt "1 POLÍMEROSPOLÍMEROS ESTRUTURA E PROPRIEDADES. 2 INTRODUÇÃO – Relembrando as funções orgânicas."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google