LOM3058 Prof. Fábio Herbst Florenzano Química de Polímeros LOM3058 Prof. Fábio Herbst Florenzano

Estrutura da disciplina Aulas Expositivas Listas de Exercícios Provas teóricas

Avaliação Provas teóricas (P1: 7/4 e P2:16/6) Entrega das listas e dos estudos-dirigidos: para quem entregar tudo: Pn=P*0,9+1,0; para quem não entregar, ou entrega insuficiente: Pn=P

Bibliografia Carraher, C.E. Jr. Introduction to Polymer Chemistry – 2a. Edição - CRCPress Cowie, J.M.G. and Arrighi, V. Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials. 3ª. Edição. CRC Press. Billmeyer, F.W. Jr. Textbook of Polymer Science – 3a. Edição – Wiley Interscience Odian, G. Principles of Polymerization, 3rd Edition, New York: Wiley- Interscience, 1991 Complementares Canevarolo, S. V. Ciência de Polímeros: um Texto Básico para Engenheiros e Tecnólogos. ArtLiber. 2002 Mano, E. Introdução a Polímeros. Edgard Blucher. 1985

Introdução aos Polímeros Orgânicos Polímeros: macromoléculas formadas a partir da união de moléculas orgânicas simples (meros ou, mais comumente, monômeros) Podem ser homopolímeros (um único monômero ou unidade repetitiva) ou copolímeros (mais de um monômero ou unidade repetitiva), lineares ou ramificados, de origem sintética ou natural (biopolímeros) Entre os sintéticos temos os polímeros de condensação e de adição (Carothers, 1929) Entre os copolímeros podemos ter: Aletórios ou estatísticos Alternados Em bloco Enxertados (ou graftizados)

Um pouco de História Borracha Natural Baquelite PVC Nylon 6,6 e Carothers Teflon, Kevlar

Nomenclatura Nomes derivados dos monômeros Eteno (etileno): polietileno Polipropileno (polipropeno) Poliestireno Ácido polimetacrílico Polietilenotereftalato (politereftalo de etileno) Nylon 6,6 (uma poliamida)

Síntese de Polímeros: Polímeros de Adição ou Condensação Classificação proposta por Carothers baseada na reação de polimerização que dá origem ao material De adição: produzidos por reações de adição, todos os átomos dos monômeros estão presentes no polímero De condensação: produzidos por policondensação, alguns átomos são eliminados durante a formação do polímero na forma de moléculas pequenas (água, amônia, etc.)

Polímeros são misturas Há sempre uma distribuição de massas molares

Forma e tamanho das cadeias As ligações covalentes simples apresentam ângulos definidos, mas há liberdade rotacional que é limitada por efeitos estéricos. Por isso as cadeias poliméricas podem apresentar diferentes conformações tanto no estado sólido quanto em solução. A conformação das cadeias vai depender das interações com o que está em volta, tanto na fase sólida como em solução, além da energia térmica do sistema (necessária para transições conformacionais). No estado sólido, muitos polímeros apresentam regiões amorfas e cristalinas na sua microestrutura, sendo matérias chamados de semicristalinos, portanto.

Rotações permitidas no eixo da ligação C-C

Conformações da cadeia de polipropileno

Relação entre a massa molar e propriedades

Propriedades dos materiais poliméricos As propriedades dos materiais poliméricos dependem de, entre outras coisas: Das interações entre os grupos presentes nas suas cadeias (forças de London, dipolo-dipolo, ligações de H, etc.) Da massa molar das cadeias (e seu entrelaçamento – entanglement) Da topologia das cadeias (ramificada, ou não, por exemplo) Da taticidade Da história (térmica, por exemplo) do material Da cristalinidade Da temperatura Aditivos Etc.

Relação estrutura-propriedades em Polímeros

Transições típicas - temperatura Temperatura de transição vítrea (Tg) Relaciona-se com a temperatura a partir da qual a parte amorfa do polímero passa a apresentar alguma mobilidade (frequentemente o polímero passa de rígido para borrachoso acima dessa temperatura) Temperatura de fusão (Tm) O polímero passa a comportar-se como um líquido bastante viscoso acima dessa temperatura (não existe para os polímeros termofixos) Temperatura de cristalização (Tc): quando resfriados os polímeros cristalinos e semicristalinos iniciam sua cristalização nessa temperatura (geralmente diferente de Tm)

Taticidade Conforme a configuração de seus carbonos os polímeros podem ser: Atáticos Sindiotáticos Isotáticos A taticidade está relacionada às propriedades físicas dos polímeros

PVC - taticidade

Elastômeros, fibras, plásticos e termofixos De acordo com suas propriedades mecânicas, os materiais poliméricos podem ser divididos em: Elastômeros Fibras Plásticos Termofixos

Objetivos da disciplina Estudar os principais processos de obtenção de materiais poliméricos Relacionar os materiais poliméricos mais comuns à sua obtenção típica Propiciar o entendimento das relações existentes entre a síntese do material, sua estrutura molecular e as propriedades do material Apresentar modificações pós-síntese de materiais poliméricos e sua degradação