Questões Ciências dos Materiais

1. Etimologicamente, a palavra polímero tem origem na fusão de duas palavras gregas, poly (de significado “muitos”) e meros (de significado “partes”). É uma macromolécula formada pela união de substâncias simples, chamadas monômeros
2. Macromolécula formada pela união de substâncias simples, chamadas monômeros.
3. A principal matéria prima dos polímeros é o petróleo.
4. Polímeros naturais: são aqueles presentes nos organismos animais e vegetais e que já são usados há milhares de anos pelo ser humano. Exemplos: amido, o glicogênio e a celulose.
5. Polímeros sintéticos: Eles começaram a ser produzidos em laboratório a fim de imitar os polímeros naturais. Exemplo: Pet, PVP, Náilon, Teflon, etc.
6. As principais vantagens são a redução do peso, redução do custo, melhoria nas propriedades de resistência química.
7. Polímeros de adição são aqueles formados por meio da quebra de ligações dos alcenos, por reações de adição. São exemplos de polímeros de adição: politetrafluoretileno (teflon); policianeto de vinila (poliacrilonitrila); poliacetato devinila (PVA), polieritreno (borracha sintética), etc.
8. Os polímeros de condensação, também conhecidos como polímeros de eliminação, são formados pela reação entre monômeros (que podem ser iguais ou diferentes), com a eliminação de moléculas pequenas. Normalmente, as moléculas liberadas são de água, mas também podem ser de outros compostos de estruturas simples, como o HCl.
9. Termoplásticos, Termorrígidos e Elastómeros.
10. Composto insaturado (mais raramente, em insaturação) é um composto químico que contém ligações pi carbono-carbono tais como um alqueno ou um alquino e seus derivados.
11. Composto saturado estas ligações pi são removidas pela adição de hidrogênio e não existem mais ligações múltiplas.
12.   As relações intermoleculares inibem o movimento relativo das cadeias.  Ligações químicas primárias (covalentes) são responsáveis pelas ligações cruzadas entre cadeias, as quais só são rompidas com a introdução de elevadas quantidades de energia que usualmente levam também ao rompimento das ligações constituidoras das cadeias poliméricas (com a conseqüente degradação - queima - do polímero). Quando uma ligação dupla é desfeita, há a formação de elétrons livres (radicais livres) associados aos átomos de carbono que podem ser usados na formação de novas ligações com outras moléculas dos reagentes (monômeros), levando assim à produção de cadeias polimérica. Ligações duplas entre átomos de carbono são bifuncionais, já que quando abertas, permitem a ligação com dois outros átomos. Quanto maior a magnitude das ligações entre cadeias, maior será a quantidade de energia necessária a permitir que as cadeias se tornem livres para efetuar as transições. Dessa forma, polímeros que apresentam ligações mais fortes entre cadeias, possuem temperaturas de transição vítrea maiores. Quanto menor a energia necessária para rotação de ligações, maior facilidade as cadeias apresentarão de se desentrelaçar e mover umas em relação às outras.Mero é a menor representação de um polímero. A composição de um polímero pode apresentar apenas um único tipo de mero é um homopolímero.
13. Cadeias lineares, ramificadas e com ligações cruzadas.
14. Quando a cadeia é homogênea, diz-se que o polímero é um homopolímero Quando a cadeia seja heterogênea, o polímero é designado copolímero.
15. Em virtude de possuir cadeias muito grandes, os polímeros possuem massa molecular altas (>10.0 g/mol). Há uma tendência de que quando se aumenta a massa molar de um polímero, suas propriedades também aumentam até um determinado patamar, onde ocorre uma estabilidade das propriedades. Com o aumento da massa molecular, aumentam também a temperatura de amolecimento, o fluxo do fundido, a viscosidade e a resistência a tração e ao impacto.
16. Cadeia carbônica e heterogenia. Cadeia homogênea: são aquelas que não possuem nenhum heteroátomo entre os carbonos, ou seja, essas cadeias são constituídas somente por carbonos. Cadeia heterogênea: nesse caso há algum heteroátomo entre os carbonos, que normalmente são o oxigênio (O), o nitrogênio (N), o fósforo (P) e o enxofre (S).
17. Os polímeros nunca são 100% cristalinos. Eles são parcialmente cristalinos. Uma parte de uma cadeia pode ser incluída num arranjo cristalino e outra parte pode ser amorfa.
18. Polímeros Amorfos- Tem apenas temperatura de transição vítrea –Tg. Polímeros Cristalinos – estrutura totalmente organizada e apresentam apenas temperatura de fusão.
19. O grau de cristalinidade de um polímero depende da taxa de resfriamento durante a solidificação bem como da configuração da cadeia.
20. Resistência à tração e o alongamento na ruptura podem ser correlacionados quantitativamente com a estrutura do polímero. Materiais com grande teor de ligações cruzadas, como os utilizados nas espumas rígidas, são fortes e duros, porém quebradiços, e os elastômeros e as espumas flexíveis tem alongamento na ruptura muito maior. Na curva de tensão/deformação, o material exibe perfeita elasticidade, representa a reorganização e alinhamento das cadeias macromoleculares longas e flexíveis.
21. Metais: Condutores elétricos e de calor, fortes, deformáveis e muito usados em aplicações estruturais.

Polímeros: feitos de carbono, hidrogênio e materiais não metálicos, em geral apresentam moléculas grandes, baixa densidade e muito flexíveis.

1. O aumento da temperatura causa aumento do volume específico devido à expansão térmica das cadeias. Ressalta-se a Temperatura de Transição Vítrea (Polímero amorfo rígido torna-se flexível e elástico ao ser aquecido), Temperatura de Fusão Cristalina (Estrutura cristalina se desmancha e se torna amorfa) e Temperatura de Cristalização(Material torna -se gradativamente mais viscoso, até passar a se comportar como uma borracha).
2. A viscoelásticidade é a denominação do comportamento sob tensão pequenas de sólidos semi-cristalinos que estão submetidos a temperaturas intermediárias á temperatura de transição vítrea e a temperatura de fusão. Esse comportamento é caracterizado pelas borrachas. Quando tensões são aplicadas, a deformação elástica é instantânea, o que significa que a deformação total ocorre no instante em que a tensão é aplicada ou aliviada, isto é, a deformação é independente do tempo. Após o alívio da tensão externa, a deformação é totalmente recuperada.
3. São feitos: desenovelamento; dobramento e alinhamento parcial e alongamento das cadeias na direção da força.
4. Reforçamento por adição de fibras, que é muito utilizado comercialmente para melhorar o desempenho mecânico de polímeros.
5.  O comportamento mecânico dos materiais é caracterizado pela resposta que estes apresentam quando submetidos à tensão ou deformação. Para os polímeros, a tensão e a deformação não são relacionadas através de simples constantes de proporcionalidade, como o módulo de elasticidade. As respostas dos polímeros às solicitações mecânicas são acentuadamente dependentes de fatores estruturais e de variáveis externas.
6. Limite de resistência à tração, pois as molécula se tornam maiores.
7. Considerando-se um mesmo polímero, à medida que o grau de cristalinidade aumenta, o módulo elástico, a resistência ao escoamento e a dureza também aumentam. Esse efeito pode ser observado ao se comparar as propriedades mecânicas do polietileno de alta densidade PEAD e o polietileno de baixa densidade que tem graus de cristalinidade diferentes. O efeito do grau de cristalinidade atua da mesma forma que os emaranhamentos (“entanglements” das moléculas), ou seja, os mesmos são pontos que restringem a movimentação molecular.Variações que se observam com a temperatura:

Diminuição do módulo de elasticidade

Diminuição da tensão de rotura e cedência

Aumento do alongamento à rotura (deformação à rotura)

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