Introdução Os polímeros são compostos químicos de elevada massa molecular, resultantes de reações químicas de polimerização. Trata-se de macromoléculas formadas a partir de unidades estruturais menores (os monômeros). O número de unidades estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização.

Polimerização A polimerização é uma reação em que as moléculas menores (monômeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reação em cadeia ou por meio de reações de poli adição ou poli condensação. A polimerização pode ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou reagentes). Os polímeros são classificados em dois grandes grupos: polímeros sintéticos (artificiais) e polímeros naturais.

POLÍMEROS SINTÉTICOS(ARTIFICIAIS) Podem ser classificados em três grupos:   polímeros de adição polímeros de condensação polímeros de rearranjo

POLÍMEROS DE ADIÇÃO São formados por sucessivas adições de monômeros.

Polímeros Vinílicos Ex: a) Polietileno

PEBD: Polietileno de baixa densidade (Cadeia ramificada) Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificação, congelados, industriais, etc.; Embalagem automática de alimentos e produtos industriais: leite, água, plásticos, etc.; Stretch film; Garrafas térmicas e outros produtos térmicos; Frascos: cosméticos, medicamentos e alimentos; Mangueiras para água;  

PEAD: Polietileno de alta densidade (Cadeia normal) Frascos para: detergentes, shampoo, etc; Bolsas para supermercados; Caixotes para peixes, refrigerantes, cervejas; Frascos para pintura, sorvetes, azeites; Tambores; Tubulação para gás, telefonia, água potável, lâminas de drenagem e uso sanitário; Também é usado para recobrir lagoas, canais, fossas de neutralização, contra-tanques, tanques de água, lagoas artificiais, etc...

b) Polipropileno (PP) Brinquedos; Autopeças; Copos Plásticos;

c) Poliestireno (PS) (Isopor) Construção civil Confecção de caixas térmicas

d) Policloreto de vinila (PVC) Tubos e conexões Caixas Telhas

e) Politetrafluoretileno (Teflon)   Fitas de vedação Anti-aderente em panelas e frigideiras Isolante elétrico Baixo coeficiente de atrito

f) Acetato de Polivinila (PVA) Cola para derivados da madeira Goma de mascar

Polímeros acrílicos Ex: a) Polimetacrilato:   Lentes para óculos infantis; Lentes de contatos Lanternas de carros

b) Poliacrilonitrila (orlon, acrilan e dralon) fibra têxtil

Polímeros condutores Ex: Poliacetileno

Polímeros diênicos Quando o monômero inicial tem o esqueleto de um dieno conjugado, C=C-C=C. Esses polímeros constituem as borrachas sintéticas. Ex: a) Polibutadieno ou Buna: É obtido a partir do 1,3-butadieno (eritreno), por adições 1,4. Este polímero constitui uma borracha sintética não totalmente satisfatória, e por esse motivo o 1,3-butadieno costuma ser copolimerizado com outras substâncias.

Ex: Buna-S, Borracha GRS ou Borracha SBR (Copolímero): É obtido a partir do estireno e do 1,3-butadieno, tendo o sódio metálico como catalisador. Essa borracha é muito resistente ao atrito, e por isso é muito usada nas "bandas de rodagem" dos pneus.

b) Poli-isopreno: É obtido a partir do metil-butadieno-1,3 (isopreno) b) Poli-isopreno: É obtido a partir do metil-butadieno-1,3 (isopreno). Este polímero possui a mesma fórmula da borracha natural (látex) e é muito empregado na fabricação de carcaças de pneus.

POLÍMEROS DE REARRANJO Ex: a) POLIURETANO (Di-isocianato + Diol) Espumas

POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO

Ex: a) Nylon 66 (Poliamida)   cordas, tecidos, garrafas, linhas de pesca

b) Poliéster (dacron ou PET: Politereftalato de etileno) tecelagem; embalagens para bebidas.

c) Polifenol ou Baquelite:   polímero tridimensional mais antigo polímero de uso industrial (1909) objetos moldados, tais como cabos de panelas, tomadas, plugues etc.

d) Polímero ureia-formaldeído:   Polímero tridimensional Primeiro tipo de vidro plástico. No entanto, ele acaba se tornando opaco e rachando com o tempo. Este defeito pode ser evitado pela adição de celulose, mas ele perde sua transparência, sendo então utilizado na fabricação de objetos translúcidos Vernizes e resinas

e) Kevlar   Cintos de segurança Cordas Colete à prova de balas

f) Silicone

POLÍMEROS NATURAIS Ex: a) Borracha Natural Apresentam um arranjo desordenado e, quando submetidas a uma tensão, podem ser espichadas, formando estruturas com comprimento maior que o original.

Origina lâminas de pequena resistência e elasticidade Utilização limitada Quebradiça em dias frios Gosmenta em dias quentes

Vulcanização A borracha é aquecida na presença de enxofre e agentes aceleradores e ativadores. Consiste na formação de ligações cruzadas nas moléculas do polímero individual, responsáveis pelo desenvolvimento de uma estrutura tridimensional rígida com resistência proporcional à quantidade destas ligações.

b) Carboidratos Monossacarídeos Ex1: Glicose

Ex2: Frutose

Dissacarídeos: união de 2 monossacarídeos – 1 molécula C6H12O6 + C6H12O6  C12H22O11 + H2O Ex: Sacarose

Importante fonte de carboidratos para o nosso organismo Polissacarídeos: União de várias moléculas de monossacarídeos n C6H12O6  (C6H10O5)n + (n - 1) H2O Ex1: Amido (derivada da α-glicose) = 30 a 150   Importante fonte de carboidratos para o nosso organismo Reserva dos vegetais: a quebra do amido nutre a planta durante os períodos de redução de atividade da fotossíntese

Ex2: Glicogênio (derivada da α-glicose) Reserva animal de carboidratos: durante períodos de jejum ou fome, o organismo transforma as reservas de glicogênio em glicose, necessária para manter o balanço energético

Ex3: Celulose (derivada da β -glicose)β Um dos principais constituintes das paredes celulares das planta

c) Proteínas (Polipeptídeos) São polímeros formados a partir da condensação de  aminoácidos e estão presentes em todas as células vivas. Algumas proteínas fazem parte da estrutura dos organismos como fibras musculares, cabelo e pele. Outras funcionam como catalisadores nas reações que ocorrem nos organismos e, nesse caso, são denominadas enzimas.

CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍMEROS Os polímeros podem ser classificados de acordo com vários critérios.

Quanto a aplicação: Elastômeros: apresentam moléculas grandes e flexíveis, que tendem a se enrolar de maneira caótica. Quando submetidos a uma tensão, as moléculas desses polímeros se desenrolam e deslizam umas sobre as outras. Quando a tensão cessa, suas moléculas voltam à estrutura inicial. Exemplos: borracha natural e sintética. Fibras: se prestam à fabricação de fios e apresentam grande resistência à tração mecânica. Exemplos: poliamidas, poliéster, celulose (polímero natural). Plásticos: possuem estrutura molecular de dois tipos: longas moléculas, quer lineares, quer ramificadas, e moléculas de rede tridimensional. Exemplos: polietileno, PVC, fórmica, poliuretano, etc.

Quanto ao comportamento à temperatura: Termoplásticos: podem ser amolecidos e remoldados repetidamente. Industrialmente, podem ser reaproveitados para produção de novos artigos. Exemplos: poliestireno, polietileno, PVC, PVA, polimetacrilato de metila.   Termofixos ou Termorrígidos: não podem ser amolecidos pelo calor após terem sido produzidos. Normalmente sua produção e moldagem devem ser feitas numa única etapa. Exemplos: baquelite, fórmica, poliuretanas, etc.

Quanto ao tipo de monômero: Homopolímeros: somente uma espécie de monômero está presente na estrutura do polímero.   Copolímeros: espécies diferentes de monômeros são empregadas.

Quanto à estrutura molecular:   Polímeros lineares e ramificados; podem ser mais ou menos cristalinos e incluem alguns dos materiais também usados como fibras: o náilon, por exemplo. Incluem também, os vários polialcenos: polietileno, policloreto de vinila, poliestireno, etc. Ao serem aquecidos, estes polímeros amolecem e por esta razão são chamados de termoplásticos. Polímeros de rede tridimensional (ou resinas): são altamente reticulados para formar uma estrutura tridimensional rígida, mas irregular, como nas resinas fenolformaldeído. Uma amostra de tal material é essencialmente uma molécula gigante; por aquecimento não amolece, visto que o aquecimento exigiria a ruptura de ligações covalentes. Na realidade, o aquecimento pode causar formação de mais ligações reticulantes e tornar o material ainda mais duro. Por esta razão, estes polímeros chamados termofixos.

Quanto à morfologia no estado sólido: Amorfos: as moléculas são orientadas aleatoriamente e estão entrelaçadas (lembram um prato de spagheti cozido). Os polímeros amorfos são, geralmente transparentes.   Semicristalinos: as moléculas exibem um empacotamento regular, ordenado, em determinadas regiões. Como pode ser previsto, este comportamento é mais comum em polímeros lineares, devido a sua estrutura regular. Devido às fortes interações intermoleculares, os polímeros semicristalinos são mais duros e resistentes; como as regiões cristalinas espalham a luz, estes polímeros são mais opacos. O surgimento de regiões cristalinas pode, ainda, ser induzido por um “esticamento” das fibras, no sentido de alinhar as moléculas.

Quanto ao método de preparação: Polímeros de adição: São polímeros formados por sucessivas adições de monômeros. As substâncias utilizadas na produção desses polímeros apresentam obrigatoriamente pelo menos um dupla ligação entre carbonos. Durante a polimerização, na presença de catalisador, aquecimento e aumento de pressão, ocorre a ruptura de uma ligação e a formação de duas simples ligações como mostra o esquema: n(A=A) (-AA-)n Polímeros de condensação: esses polímeros são formados, geralmente, pela reação entre dois monômeros diferentes, com a eliminação de moléculas pequenas, por exemplo, a água. Nesse tipo de polimerização, os monômeros não precisam apresentar dupla ligação entre carbonos, mas é necessária a existência de dois tipos de grupos funcionais nos dois monômeros diferentes. Polímeros de rearranjo: este tipo de polímero requer um ou mais monômeros que sofrerão um rearranjo em suas estruturas, na medida em que ocorrer a polimerização.

RELAÇÃO ENTRE POLÍMEROS, LIXO E NATUREZA Em substituição às sacolas de plástico comuns, alguns supermercados vão oferecer sacolas de plástico biodegradáveis, chamadas também de compostáveis. Nas gôndolas, será possível encontrar outros tipo de sacos plásticos, como o oxibiodegradável e o chamado plástico verde. Afinal, qual é a diferença entre esses tipos de plásticos alternativos? Veja a seguir as características deles:

PLÁSTICO VERDE   Já existem sacos e embalagens de produtos disponíveis no mercado como o chamado plástico verde, fabricado pela Braskem. Esse plástico é feito a partir da cana-de-açúcar, que é uma matéria-prima renovável, ao contrário do petróleo, o que é uma vantagem. Porém, ele não é biodegradável. Assim como o plástico comum feito a partir do petróleo, o plástico verde vai continuar a causar problemas nas cidades e na natureza como o entupimento de bueiros e a morte de animais que consomem fragmentos de plástico. Além disso, o plástico verde é mais caro que o comum.

PLÁSTICO OXIBIODEGRADÁVEL Esse tipo de plástico, já oferecido no mercado brasileiro, contém na sua formulação um aditivo acelerador do seu processo de degradação. De acordo com os fabricantes, ele se decompõe de 18 a 24 meses. Porém, não há consenso na comunidade científica de que isso ocorra. Além disso, o plástico oxibiodegradável não pode passar pela reciclagem mecânica, o método mais comum no Brasil. Assim como o plástico verde e o biodegradável, é mais caro que o plástico comum.

PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL (COMPOSTÁVEL) Muitos supermermercados estão vendendo nos caixas as sacolas plásticas biodegradáveis, feitas a partir do milho. Segundo os fabricantes, a decomposição leva cerca de seis meses. Para que isso aconteça, entretanto, é preciso que o material seja encaminhado para usinas de compostagem, que não são comuns no Brasil, que utiliza principalmente aterros sanitários. "O ambiente dos aterros sanitários é anaeróbio, não tem característica de biodegradação para este tipo de sacola", diz a professora Eglé Novaes Teixiera, da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Campinas (Unicamp), especialista em resíduos sólidos. O preço do plástico biodegradável também é mais alto que o do plástico comum.