Polímeros Os Polímeros são Macromolécula

Polímeros

Os polímeros são macromoléculas, resultantes da combinação de moléculas pequenas, que geralmente seguem um padrão de combinação e podem conter até centenas ou milhares de átomos. Essas moléculas são chamadas monômeros (molécula constituída por um único mero). A reação que transforma monômeros em polímeros é chamada de reação de polimerização. A polimerização pode formar copolímeros, que é um polímero derivado de duas ou mais espécies diferentes de monômero (essa reação pode ser tanto de adição quanto de condensação), ou homopolímeros, que são polímeros derivados de apenas uma espécie de monômero.

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Existem dois tipos de polimerização:

- Por adição:

No processo de polimerização por adição, alguns materiais são introduzidos intencionalmente para tornar um polímero mais adequado para uma dada condição de aplicação.

PLASTIFICANTES
São geralmente líquidos de baixas pressões de vapor e pesos moleculares reduzidos, com moléculas de pequeno tamanho;

Proporciona flexibilidade, ductilidade e tenacidade aos polímeros.

Empregados em materiais frágeis à temperatura ambiente.

PIGMENTOS
Tem como finalidade colorir e dar opacidade a um polímero;

Barreira aos ataques dos raios ultravioleta e estabilidade química;

Pigmento branco, através do Dióxido de titânio (TiO2), o qual tem maior poder de cobertura, maior brilho e menor custo.

ESTABILIZADORES
Evitam a degradação de polímeros quando expostos à radiação ultravioleta e oxidação.

Estabilizantes térmicos utilizados para evitar uma série de reações iniciadas pelo HCl formado durante o próprio processo de formação do polímero, como no caso do PVC.

RETARDADORES DE CHAMA        
Aumentam a resistência à inflamabilidade dos polímeros através da diminuição da temperatura no local de queima através de reações químicas e compostos que interferem no processo de combustão.

Empregados na fabricação de roupas e brinquedos.

CARGAS
Tem como objetivo melhorar as propriedades mecânicas dos polímeros com um custo reduzido.

Os materiais inertes, como talco e serragem, são incorporados aos polímeros para diminuir o custo de produção.

- Por condensamento:

Nesse tipo de polimerização, os monômeros não apresentam necessariamente duplas ligações entre os carbonos, no entanto, é preciso apresentar dois tipos diferentes de grupos funcionais. Constituem uma família de materiais com grande amplitude comportamental. Por terem estruturas moleculares diferentes, apresentam comportamentos diferentes, e são divididos em três tipos:

• Termoplásticos: São também chamados plásticos, e são os mais encontrados no mercado. Pode ser fundido diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível.
• Termofixos : São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos, não se fundem mais com o aumento de temperatura. São insolúveis, infusíveis e muito mais resistentes ao calor que os termoplásticos. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada.
• Elastômeros (Borrachas): Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. Quando submetidos à tensão, se deformam, mas voltam ao estado inicial quando a tensão é removida.

Vulcanização

É um processo que tem como objetivo melhorar a qualidade da borracha e deixá-la propicia para ser usada industrialmente para as mais diversas finalidades.

A vulcanização da borracha é a adição de enxofre sob aquecimento e na presença de catalisadores. Durante esse processo, os átomos de enxofre quebram as ligações duplas e formam ligações unindo as moléculas da borracha, que são os poli-isoprenos.

Essa nova estrutura é melhor porque, sem a vulcanização, as moléculas de poli-isopreno podem deslizar umas sobre as outras. Agora, com a realização da vulcanização, os átomos de enxofre unem as estruturas lineares iniciais, formando pontes de enxofre que aumentam a resistência e a dureza da borracha.  

A vulcanização da borracha é um exemplo de reticulação polimérica, processo que ocorre quando cadeias poliméricas lineares ou ramificadas são interligadas por ligações covalentes, conhecido como ligação cruzada. Ou seja, ligações entre moléculas lineares produzindo polímeros tridimensionais com alta massa molar. Com o aumento da reticulação, a estrutura se torna mais rígida.

Propriedades dos polímeros

Boa absorção acústica, baixa resistência mecânica, baixa densidade, baixo custo, excelentes isolantes térmicos (pois a condutividade térmica dos polímeros é cerca de mil vezes menor que a dos metais), são altamente indicados para aplicações onde se requeira isolamento elétrico, pois neles não existem elétrons livres, responsáveis pela condução de eletricidade nos metais.(PVC, PS, PE, PP, PPO, PCTFE).

A variação dessas características depende da densidade do polímero, então, quanto mais denso, melhor isolante acústico e pior resistência térmica.

Temperatura de transição vítrea de um polímero

É uma das propriedades térmicas fundamentais e pode ser usada para distinguir duas categorias de polímeros: os plásticos e os elastômeros.

Temperatura de transição vítrea é aquela abaixo da qual um polímero amorfo se torna duro e frágil (estado vítreo), e acima da qual o mesmo polímero é macio (“borrachoso”). Em termos experimentais, esta é a temperatura de aquecimento do material a partir da qual este se torna um líquido viscoso e escoa. É, por isso, essencial conhecer a temperatura de transição vítrea quando se pretende selecionar um polímero amorfo para uma determinada aplicação.

Comportamento mecânico dos principais tipos de polímero no que se refere às tensões e deformações

Os polímeros termoplásticos e os elastômeros apresentam um comportamento bastante dúctil e por isso podem sofrer grandes deformações antes de romper, por outro lado, polímeros termofixos são frágeis, ou seja, suportam maiores tensões, porém praticamente não sofrem deformação antes da ruptura. Contudo, as propriedades mecânicas dependerão:

• Da estrutura molecular do polímero;
• Da história térmica (processamento, etc);
• Das condições ambientais;
• Da velocidade do ensaio;
• Dos aditivos e cargas;
• Da geometria do corpo de prova.

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Ligações cruzadas na estrutura de um polímero e como alteram as propriedades do polímero

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