Polimeros

Os polímeros

Se dissermos que os polímeros são plásticos toda a gente sabe do que estamos a falar. Mas os polímeros não são apenas os plásticos, eles também entram na constituição do nosso corpo. Por exemplo, o ADN, que contém o código genético que define as características das pessoas e outros seres vivos, é um polímero. Também são polímeros as proteínas e o amido nos alimentos. Assim, existem polímeros naturais e polímeros sintéticos.

Se aprendermos coisas sobre os polímeros que são tão habituais no nosso dia podemos perceber como utilizá-los melhor e como reciclá-los melhorando o ambiente.

• Prefixo poli- seguido do monómero de onde se obtém o polímero. Esta convenção utiliza uma denominação sem uso de parênteses e, em muitos casos, seguindo uma nomenclatura "tradicional". Exemplo: polietileno em vez de "poli(metileno)"; poliestireno em vez de "poli(1-feniletileno)".

• Para co-polímeros, costumam-se listar simplesmente os monómeros que os formam, precedidos da palavra "goma", se é um elastómero, ou "resina", se é um plástico. Exemplos: goma estireno-butadieno; resina fenol-formaldeído.

• É frequente também o uso indevido de marcas comerciais como sinónimos de polímeros, independentemente da empresa que o fabrique. Exemplos: Nylon para poliamida, Teflon para politetrafluoeretileno, Neopreno para policloropreno, Isopor para poliestireno.

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 monómeros). O número de unidades estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização. Em geral, os polímeros contêm os mesmos elementos nas mesmas proporções relativas que seus monómeros, mas em maior quantidade absoluta.

As normas internacionais publicadas pela IUPAC indicam que o princípio geral para nomear os polímeros é utilizando-se o prefixo poli-, seguido da unidade estrutural repetitiva que define ao polímero, escrita entre parênteses. Por exemplo: Poli (tio-1,4-fenileno).

As normas da IUPAC são geralmente usadas para dar nome aos polímeros de estrutura complexa, uma vez que permitem identificá-los sem produzir ambiguidades nas bases de dados de artigos científicos. Porém, não costumam ser usadas para polímeros de estrutura mais simples e de uso comum, principalmente porque esses polímeros foram inventados antes que se publicassem as primeiras normas da IUPAC, em 1952, e por isso seus nomes tradicionais já haviam sido popularizados.

Na prática, os polímeros de uso comum costumam ser denominados da seguinte forma:

A IUPAC reconhece que os nomes tradicionais estão firmemente fixados por seu uso e não pretende aboli-los, apenas reduzindo-os gradativamente em suas utilizações nas publicações científicas.

A sua história

Até à primeira metade do século XIX acreditava-se na chamada Teoria da Força Vital enunciada por Berzelius. Até ao século XIX somente era possível utilizar polímeros produzidos naturalmente, pois não havia tecnologia disponível para promover reações entre os compostos de carbono.

Posteriormente, Friedrich Wöhler, discípulo de Berzelius, prova que a teoria da Força Vital não pode ser aplicada. Após este revés, as pesquisas sobre química orgânica multiplicam-se. Em 1883 Charles Goodyear descobre a vulcanização da borracha natural. Por volta de 1860 já havia a moldagem industrial de plásticos naturais reforçados com fibras, como a goma-laca e a gutta-percha. Em 1910 começa a funcionar a primeira fábrica de rayon nos EUA e em 1924 surgem as fibras de acetato de celulose.

Henri Victor Regnault polimeriza o cloreto de vinilo com auxílio da luz do sol, Einhorn & Bischoff descobrem o policarbonato. Esse material só voltou a ser desenvolvido em 1950 e finalmente em 1970 Bakeland sintetiza resinas de fenol-formaldeído. É o primeiro plástico totalmente sintético que surge em escala comercial.

O período entre 1920 e 1950 foi decisivo para o aparecimento dos polímeros modernos. Durante a década de 1960 surgem os plásticos de engenharia. Na década de 1980 observa-se um certo amadurecimento da Tecnologia dos Polímeros: o ritmo dos desenvolvimentos diminui, enquanto se procura aumentar a escala comercial dos avanços conseguidos.

Finalmente na década de 1990 os catalisadores de metaloceno, reciclagem em grande escala de garrafas de PE e PET, biopolímeros, uso em larga escala dos elastómeros termoplásticos e plásticos de engenharia. A preocupação com a reciclagem torna-se quase uma obsessão, pois dela depende a viabilização comercial dos polímeros.

A partir do final da década de 1990, novas técnicas de polimerização começam a ser investigadas, onde se consegue ter um grande controlo da massa molecular e do índice de polidispersividade do polímero. Assim, começam a ser conhecidas as técnicas de polimerização radicalar controlada.

Reações de polimerização

A polimerização é uma reação em que as moléculas menores (monómeros) 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 poliadição ou policondensação.