DEFINIÇÃO DE POLÍMEROS

Os polímeros são macromoléculas formadas a partir de unidades estruturais menores (os monômeros).

O número de unidades estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização.

A palavra polímero vem do grego poli (muitas) + mero (partes), e é exatamente isto, a repetição de muitas unidades (poli) de um tipo de composto químico (mero). E polimerização é o nome dado ao processo no qual as várias unidades de repetição (monômeros) reagem para gerar uma cadeia de polímero.

DEFINIÇÕES GERAIS PARA POLÍMEROS

MACROMOLÉCULAS

São moléculas de alto peso molecular, de estrutura molecular complexa, sem repetição de pequenas unidades.

Ex: Vitaminas, Penicilina.

MONÔMERO

Composto químico cuja polimerização irá gerar uma cadeia de polímero.

HOMOPOLÍMERO

Macromolécula derivada de um único tipo de monômero.

COPOLÍMERO

Macromolécula contendo dois ou mais tipos de monômeros em sua estrutura.

TERMOPLÁSTICO

Polímero que amolece e pode fluir quando aquecido. Quando resfriado ele endurece e mantém a forma que lhe é imposta. O aquecimento e o resfriamento podem ser repetidos muitas vezes.

TERMOFIXO

Polímero que não pode ser dissolvido ou aquecido até altas temperaturas de forma a permitir deformação contínua. Os termoplásticos se tornam termofixos através de suas ramificações.

ELASTÔMEROS (BORRACHAS)

Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: apresentam alta elasticidade. Analogamente ao verificado para os termorrígidos o processo de reciclagem é complicado devido à incapacidade de fusão.

GRAU DE POLIMERIZAÇÃO (DP)

É o número de unidades monoméricas presentes na molécula do polímero.


HOMOPOLÍMERO

Polímero cuja cadeia principal é formada por um única mero (PE, PP, PVC...).

COPOLÍMERO

Polímero cuja cadeia principal é formada por mais de um tipo de mero (SBR - borracha de estireno-butadieno, ABS - acrilonitrila-butadieno-estireno...).

BLENDA

Mistura de dois polímeros.


COMPÓSITO

Mistura de polímero com material não-polimérico.


OLIGÔMERO

Polímero de baixo peso molecular ( menor que 3000g/mol) e que apresenta baixa resistência mecânica. Ex: Hexatria Contano.

RESÍDUO DE MONÔMERO

É a parte residual da molécula de monômero que fica retida na cadeia de polímeros. As macromoléculas sintetizadas a partir de um só tipo de monômero tem a Unidade Repetitiva igual ao Resíduo de Monômero. Aquelas compostas a partir de mais de um tipo de monômero tem a Unidade Repetitiva composta pelos Resíduos Monoméricos de cada monômero.

FUNCIONALIDADE

É o número de sítios disponíveis para ligação com outras moléculas iguais ou distintas. Se um composto é Bi-funcional pode ser ligado a um outro composto e por conseguinte formar polímero.

CONDIÇÃO PARA SE MONÔMERO - FUNCIONALIDADE MAIOR OU IGUAL A 2.

TIPOS DE POLÍMEROS

Existe no mercado uma grande quantidade de tipos de polímeros, derivados de diferentes compostos químicos. Cada polímero é mais indicado para uma ou mais aplicações dependendo de suas propriedades físicas, mecânicas, elétricas, óticas, etc. Os tipos de polímeros mais consumidos atualmente são os polietilenos, polipropilenos, poliestirenos, poliésteres e poliuretanos. Outras classes de polímeros, como os poliacrilatos, policarbonatos e fluorpolímeros tem tido uso crescente. Vários outros polímeros são fabricados em menor escala por terem uma aplicação muito específica ou devido ao seu custo ainda ser alto e por isso são chamados de plásticos de engenharia. Uma nova classe de polímeros biológicos (biopolímeros) tem sido o foco de atenção de muitas pesquisas devido a suas aplicações no campo da medicina.

TIPOS DE POLÍMEROS QUANTO A ORIGEM

-Polímeros Naturais Orgânicos: polímeros orgânicos sintetizados pela natureza (borracha natural, celulose...)

-Polímeros Naturais Inorgânicos: polímeros inorgânicos sintetizados pela natureza (diamante, grafite...)

-Polímeros Artificiais: polímeros naturais orgânicos modificados através de reações químicas (acetato de celulose, nitrato de celulose...)

-Polímeros Sintéticos: polímeros sintetizados (PE, PS, PVC...)

APLICAÇÕES DOS POLÍMEROS

As aplicações dos polímeros são as mais diversas, fazendo parte de nosso cotidiano. A tabela ao lado mostra vários tipos de polímeros e suas principais aplicações.

ARQUITETURA MOLECULAR

Além do peso molecular médio, a arquitetura molecular do polímero e sua conformação molecular irão influenciar as propriedades do polímero e, portanto devem ser entendidas.
Os polímeros podem ser lineares, ramificados ou em rede.

Polímero Linear

Nos polímeros lineares, cada monômero é ligado somente a outros dois monômeros, existindo a possibilidade de ramificações pequenas que são parte da estrutura do próprio monômero.

Exemplos: estireno e polimetilmetacrilato.

Polímero Ramificado

Nos polímeros ramificados, um monômero pode ser ligar a mais de dois outros monômeros, sendo que as ramificações não são da estrutura do próprio monômero.
Exemplo: poliacetato de vinila e polietileno.

Polímero em Rede (Reticulado)

Nos polímeros em rede (crosslinked), as ramificações do polímero se interconectam formando um polímero com peso molecular infinito. Um polímero é considerado de peso molecular infinito quando seu valor é maior do que o peso molecular que os equipamentos de análise conseguem medir.

ESTADO DE CONFORMAÇÃO

Polímero Amorfo

As cadeias do polímero estão em estado desorganizado, arranjadas em espirais randômicas e sem que haja um ponto de derretimento fixo.

Polímero Cristalino

As cadeias do polímero estão em estado ordenado, existindo uma forma definida. Possui um ponto de derretimento definido.

Polímero Semi-Cristalino

Em geral, os polímeros não são nem totalmente amorfos, nem totalmente cristalinos, se apresentando num estado intermediário. Este estado intermediário é definido pelo grau de cristalinidade do polímero. Quando maior o grau de cristalinidade, maior é a organização das cadeias de polímero. O conhecimento do grau de cristalinidade de um polímero é importante, pois facilita na seleção do material a ser usado em diferentes aplicações.

FATORES QUE INFLUENCIAM NO GRAU DE CRISTALINIDADE DO POLÍMERO

- A natureza química da cadeia do polímero é o principal fator que influencia na probabilidade de um polímero exibir uma estrutura cristalina.
- Cadeias de baixo peso molecular favorecem uma maior cristalinidade.
- Polímeros capazes de formar ligações intermoleculares distribuídas ao longo da cadeia favorecem um maior grau de cristalinidade.
- Homopolímeros possuem maiores condições de formar uma estrutura mais cristalina do que copolímeros randômicos. Isto porque os copolímeros possuem uma distribuição não uniforme de forças intermoleculares.
- Polímero de monômeros contendo grupos laterais grandes ou ramificações tem menor grau de cristalinidade, pois o maior empacotamento das cadeias é inibido.
- Pressão e temperatura podem influenciar na cristalinidade.
- Em geral, os polímeros não são nem totalmente amorfos, nem totalmente cristalinos.