Os Polímeros (polymers)

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POLÍMEROS

1.0 DEFINIÇÃO

Os polímeros (polymers) são macromoléculas que podem ser caracterizadas por seu tamanho, estrutura química e interações (intramoleculares ou intermoleculares). No entanto, é válido destacar que apesar de todo polímero ser uma macromolécula, nem toda macromolécula pode ser classificada como polímero. Isso ocorre, pois nem toda macromolécula possui unidades de repetição em sua cadeia, algo presente na estrutura dos polímeros.

Os polímeros são classificados como um tipo de material estruturado em cadeias ou redes longas, onde estas cadeias ou redes são formadas por unidades repetitivas de moléculas, conhecidas como monômeros (mers). Os monômeros são micromoléculas; aptas de reagir para formar polímeros. O número de “mers” é classifica o grau de polimerização de uma cadeia polimérica, e possui como símbolo “n” ou “DP” (degree of polymerization).

 Os polímeros também podem ser classificados quanto a sua origem: podem ser naturais (como borracha, amido, celulose, lipídios e proteínas) ou sintéticos (de adição, de condensação ou de rearranjo).

2.0 CARACTERÍSTICAS

A maioria dos polímeros industriais apresenta peso molecular de valor bastante alto, entre 104 e 108. Além destes, há a presença de polímeros de baixo peso molecular (103), denominados oligômeros, que apresentam como característica alta viscosidade.

Todos os polímeros  naturais apresentam longos segmentos, entre 100 e 100000 Å de dimensão, o que propicia enlaçamentos e emanharamentos. Essa organização altera os espaços vazios que existem entre as cadeias, chamado de volume livre, que em contato com altas temperaturas aumenta os movimentos destes segmentos, tornando o material mais macio.

Assim como todos os polímeros naturais, os polímeros sintéticos quando aquecido também amolecem. Por exemplo, o polietileno (discutido mais adiante), o poliestireno e outros polímeros podem ser incluídos.

Conforme as propriedades materiais de cada grupo de polímeros, eles podem ser divididos em três grupos: termoendurecidos, termoplásticos e elastômeros. Os polímeros termoendurecidos quando sujeitos ao aquecimento, obtêm uma forma rígida e uma estrutura que não pode ser revertida por reaquecimento. Já os materiais termoplásticos são suavizados quando aquecidos e retomam a sua forma original uma vez que a temperatura diminui. Diferente dos outros dois anteriores, os polímeros de elastômero apresentam altíssima elasticidade que pode ser esticado facilmente muitas vezes a mais do que seu comprimento original, um exemplo deste polímero é a borracha.

3.0 CLASSIFICAÇÃO 

Os polímeros podem ser classificados através de vários critérios, como se seguem através do quadro a seguir.

Classificação de polímeros
Critério	Classe do polímero
Origem do polímero	Natural Sintético
Número de monômeros	Homopolímero Copolímero
Método de preparação do polímero	Polímero de adição Polímero de condensação Modificação de outro polímero
Estrutura química da cadeia polimérica	Poli-hidrocarboneto Poliamida Poliéster etc
Encadeamento da cadeia polimérica	Sequência cabeça- cauda Sequência cabeça-cabeça, cauda-cauda
Configuração dos átomos da cadeia polimérica	Sequência cis Sequência trans
Taticidade da cadeia polimérica	Isotático Sindiotático Atático
Fusibilidade e/ou solubilidade do polímero	Termoplástico Termorrígido
Comportamento mecânico do polímero	Borracha ou elástômero Plástico Fibra

3.1 ORIGEM DO POLÍMERO

Podem ser descritos em dois grandes grupos: Naturais e Sintéticos. Após a segunda guerra mundial (década de 50), houve pesquisas para a criação de polímeros sintéticos devido ao crescimento da consciência ecológica da sociedade e com o objetivo de preservar as condições de vida do planeta. Os polímeros naturais apresentam podem ser: borracha, amido, celulose, lipídios, enquanto os sintéticos seriam advindos de reações de adição, de condensação ou de rearranjo.

3.2 NÚMERO DE MONÔMEROS

O número de monômero envolvido na construção da cadeia polimérica podem ser classificados como: Homopolímeros e copolímeros. O Homopolímero é categorizado por apenas um monômero, como por exemplo: polietileno. Já um copolímero é polimerizado a partir de dois monômeros.

3.3 MÉTODO DE PREPARAÇÃO DO POLÍMERO

Os polímeros são usualmente classificados conforme a reação que lhes deu origem. Onde um polímero de adição ou de condensação é advindo de uma reação simples de adição, sem a formação de subprodutos, ou de uma reação em que pequenas moléculas são abstraídas dos monômeros, como H2O, HCl. Além destes métodos existem métodos menos comuns também, como a ciclização por exemplo. Outro método de preparação de um polímero envolve a modificação, em que através de reações como hidrólise, esterificação, etc, é possível a modificação das propriedades.

3.4 ESTRUTURA QUÍMICA DA CADEIA POLIMÉRICA

A estrutura química da cadeia polimérica é muito importante ao distribuir os polímeros em grupos, de acordo com os grupos funcionais presentes na macromolécula. Estes grupos podem ser: Poli-hidrocarboneto, poliamida, poliéster, poliéter, poliuretanos, etc. Os poli-hidrocarbonetos podem possuir cadeia saturada ou insaturada, substituídos ou não por átomos (cloro,flúor) ou alquilas,carboxilatos, etc. A poliamida (PA) é um polímero termoplástico composto por monômeros de amida conectados por ligações peptídicas, além de poder conter outros grupamentos.  O poliéster, conhecidoa categoria de polímeros que contêm o grupo funcional éster na sua cadeia principal e tem como exemplo o polietileno tereftalato (PET). Poliéter cujo grupo funcional éter apresenta-se na cadeia principal, este polímero é muito utilizado em materiais odontológicos. E o Poliuretano (sigla PU) é um polímero caracterizado pela ligação - NH-CO-O-, onde bastante utilizado para vedações.

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