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POLÍMEROS Características e Propriedades. JESSICA GALVAN VANESSA ISHIBASHI RENAN SANTOS Prof. Dr. Umberto Klock AT113 – Química da madeira II 1.

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1 POLÍMEROS Características e Propriedades. JESSICA GALVAN VANESSA ISHIBASHI RENAN SANTOS Prof. Dr. Umberto Klock AT113 – Química da madeira II 1

2 CONCEITO Do grego poli (muitos) e mero (unidade de repetição) Macromolécula composta por dezenas de milhares de meros, ligadas por ligação covalente. 2

3 Monômeros = moléculas menores com bifuncionalidade (dois pontos reativos). 3 Fonte: CARAM, 2006

4 A união de monômeros cria um polímero. Carbono, Oxigênio, Hidrogênio e Nitrogênio, formam as principias classes de polímeros. 4

5 NOMENCLATURA IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Prefixo poli + (Nome monômero abc) = poli(abc). Quando o nome do monômero for uma expressão. Ex.: Poli(tetrafluoretileno) Poli (cloreto de vinila) Polietileno Polipropileno 5

6 Polímeros sintéticos muitas vezes são representados por nomes comerciais ou siglas. Ex.: Poli(tetrafluoretileno) = Teflon Poli (acetato de vinila) = PVA Polipropileno = PP Poli (etileno teraftalato) = PET Poli (cloreto de vinila) = PVC 6

7 7

8 TIPOS DE POLIMEROS 8 POLÍMEROS SINTÉTICOS TERMOFIXOS TERMOPLÁSTICOS ELASTÓMEROS ARTIFICIAIS NATURAIS

9 Polímeros naturais: macromoléculas encontradas naturalmente na natureza Ex.: Celulose, Proteínas, Amido, Borracha natural (látex) 9

10 Polímeros Artificiais ou semi-sintéticos: obtidos por de reações químicas a partir de polímeros naturais. Ex.: Óleo de mamona (Nylon 11 e poliuretano) Óleo de soja (Nylon 9) 10

11 Hulha ou Carvão Mineral: destilação seca 11

12 Petróleo: destilação fracionada 12

13 Polímeros sintéticos Elastômeros; Termoplásticos; Termofixos. 13

14 TIPOS DE CADEIA Cadeias Lineares: Apenas uma cadeia principal; Monômeros bifuncionais; Termoplásticos. 14 Fonte: CARAM, 2006

15 Cadeias Ramificadas: Cadeia principal com prolongamentos; Composta por monômeros iguais ou diferentes da cadeia principal. 15 Fonte: CARAM, 2006

16 Cadeias com ligações cruzadas: Cadeias poliméricas ligadas entre si; Polímeros de alta densidade (termofixo) e baixa densidade (borracha vulcanizada). 16 Fonte: CARAM, 2006

17 PESO MOLECULAR Tamanho médio das cadeias e sua distribuição. Peso molecular médio: 10 3 a 10 6 g/mol. Os polímeros são caracterizados principalmente por seu peso molecular. 17

18 18 Fonte: FELIPETTO(2006)

19 ESTRUTURA QUÍMICA Cadeia carbônica: somente átomos de carbono Ex.: poliolefinas, polímeros dienos, polímeros estirênicos, polímeros clorados, polímeros fluorados polímeros acrílicos. 19

20 Cadeia heterogênea: carbono + outros átomos na cadeia principal. Ex.: poliéster, policarbonato, poliamidas, poliuretanos, aminoplásticos, derivados da celuloses, siliconas 20

21 21 MÉTODOS DE PREPARAÇÃO Fonte: PACHEKOSKI, 2010 ADIÇÃO Ex.: polipropilenos (PP), policloreto de vinila (PVC)

22 22 MÉTODOS DE PREPARAÇÃO Fonte: ALMEIDA, 2004 POLÍMEROS DE ADIÇÃO

23 23 MÉTODOS DE PREPARAÇÃO Fonte: POLÍMEROS DE ADIÇÃO

24 24 MÉTODOS DE PREPARAÇÃO CONDENSAÇÃO Fonte: PACHEKOSKI, 2010 Ex.: nylon e poliésteres

25 25 MÉTODOS DE PREPARAÇÃO POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO Fonte: ALMEIDA, 2004

26 26 COPOLÍMEROS Macromolécula contendo dois ou mais tipos de monômeros em sua estrutura. Podem ser: Fonte: CARAM, 2006

27 27 COPOLÍMEROS Fonte: wwww.qmc.ufsc.br

28 28 COPOLÍMEROS Fonte: wwww.qmc.ufsc.br Copolímero de Inserção

29 29 COPOLÍMEROS Fonte: ALMEIDA, 2004

30 30 COPOLÍMEROS Fonte: ALMEIDA, 2004

31 31 CONFIGURAÇÃO DAS CADEIAS Fonte: FELIPETTO, 2003 ENCADEAMENTO

32 32 CONFIGURAÇÃO DAS CADEIAS Fonte: ALMEIDA, 2004 ISOMERIA CIS TRANS EM DIENOS

33 33 CONFIGURAÇÃO DAS CADEIAS TATICIDADE Fonte: FELIPETTO, 2003

34 34 ZONA CRISTALINA E AMORFA Fonte: wwww.qmc.ufsc.br

35 35 PROPRIEDADES Quanto maior o comprimento da molécula, maior a resistência mecânica e maior a resistência ao calor; Baixa densidade (adequados para a fabricação de componentes de baixo peso); Baixas temperaturas de fusão/amolecimento (fácil processamento, mas baixas temperaturas de utilização); Facilidade em se deformarem;

36 36 PROPRIEDADES Baixa condutividade térmica (muito baixa no caso dos polímeros expandidos); Elevada resistividade elétrica; Transparência quando obtidos no estado amorfo; Elevada resistência química (muito resistentes a quase todos os tipos de ácidos e bases);

37 MATERIAIS POLIMÉRICOS 37 CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍMEROS:

38 38 PLÁSTICO Um material sólido na temperatura ambiente Fonte: google imagens MATERIAIS POLIMÉRICOS

39 39 TERMOPLÁSTICO Sob efeito de temperatura amolecem e fluem Ex: PE, PP e PVC. Fonte: google imagens MATERIAIS POLIMÉRICOS

40 40 TERMOFIXO Reagem quimicamente formando ligações cruzadas Ex: baquelite, adesivo epóxi Fonte: google imagens MATERIAIS POLIMÉRICOS

41 41 FIBRAS Termoplástico orientado (com sentido longitudinal ao eixo principal da fibra). Fonte: google imagens Ex: Nylon, poliester MATERIAIS POLIMÉRICOS

42 42 ELASTÔMEROS São polímeros que, na temperatura ambiente, podem deformar-se no mínimo duas vezes o seu comprimento inicial, retornando ao comprimento original rapidamente. Fonte: google imagens Ex: : BR (polibutadieno), NR (borracha natural) MATERIAIS POLIMÉRICOS

43 43 TERMOPLÁSTICOSTERMOFIXOSELASTÔMEROS Cadeias lineares ou ramificadas Estrutura reticuladaReticulações ocasionais Amolecem quando aquecidos Infusíveis e insolúveisGrande elasticidade RecicláveisMoldados apenas durante a reticulação MATERIAIS POLIMÉRICOS

44 44 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO DESEMPENHO MECÂNICO Neste tipo de classificação os materiais poliméricos podem ser divididos em: Termoplásticos convencionais Termoplásticos de uso industrial Termoplásticos de engenharia Termoplásticos de alta performance MATERIAIS POLIMÉRICOS

45 45 DEGRADABILIDADE O processo de biodegradação se dá através da ação de micro- organismos, São muito resistentes à degradação no meio ambiente, É necessário mais de cem anos para que ocorra a degradação total, Uma solução seria a produção de polímeros biodegradáveis através de polímeros naturais (amido e celulose). MATERIAIS POLIMÉRICOS

46 46 RECICLAGEM O processo de reciclagem mecânica de plásticos não é simples, Devem ser separados por tipos de plásticos, A maioria dos plásticos são misturas de vários plásticos, Esses devem ser separados, lavados, triturados e adicionados a percentagens de matéria virgem, Reciclagem energética e química não necessitam da separação dos plásticos. MATERIAIS POLIMÉRICOS

47 47 MADEIRA PLÁSTICA Vantagens: Durabilidade superior, imunidade ao ataque de fungos e cupins, resistência a umidade e rachadura, é impermeável, não exigi nenhum tipo de manutenção, fácil manuseio e auxilia o meio ambiente. Usos: Pode ser utilizada em praticamente todos os lugares onde se utiliza a madeira comum. O processo de produção exige o conhecimento nas áreas de misturas poliméricas e de processamento de polímeros MATERIAIS POLIMÉRICOS

48 48 MADEIRA PLÁSTICA Estas misturas podem ser feitas com serragem, resíduos de algodão, papel, pneus, fibra de vidro, fibra de coco babaçu, bagaço de cana-de-açúcar, palha de arroz ou até mesmo 100% plástico. Fonte: google imagens MATERIAIS POLIMÉRICOS

49 49 ALMEIDA, P. M. M. C. ; MAGALHÃES, V. H. S., Polímeros. Universidade de Fernando de Pessoa, Porto: CANEVALORO JR, S. V. Ciência dos Polímeros: um texto básico para tecnólogos e engenheiros. São Paulo: Artliber Editora, CARAM, R. Estrutura e Propriedades dos Materiais Poliméricos. Disponível em Acesso em maio de FELIPETTO. E. Processamento de Polímeros. Departamento de Engenharia Mecânia e Mecatrônica - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Disponível em Acesso em maio de REFERÊNCIAS

50 50 HADDAD, M.; SAMPAIO, R. de A. Polímeros – propriedades, aplicações e sustentabilidade na construção civil. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Disponível em Acesso em maio de PACHEKOSKI, W. M. Classificação dos Polímeros. Disponível em Acesso em maio de PAULA, R.M. de; COSTA, D.L. Madeira plástica: aliando tecnologia e sustentabilidade. XII Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e VIII Encontro Latino Americano de Pós-graduação – Universidade do Vale do Paraíba. Polímeros e Materiais Poliméricos. Disponível em Acesso em maio de REFERÊNCIAS


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