Polimeros

POLÍMEROS

Introdução

No presente trabalho, iremos desvendar os materiais poliméricos e seus processos de obtenção, sua estrutura, composição, classificação e utilização. Veremos também que os polímeros sintetizados são resultados de um desenvolvimento não longínquo no ramo da química orgânica, e que esses materiais exercem grande impacto no meio social e ambiental, tendo com isso, extrema importância no ramo químico e no mundo desenvolvido atual.

Polímeros

Muito do que a natureza tem de belo está diretamente ligado ao fato de ela gerar a complexidade a partir da simplicidade ao unir pequenas moléculas produzindo outras bem maiores, chamadas macromoléculas. As macromoléculas são moléculas que se tornam muito grandes, contendo um número de átomos encadeados superiores a uma centena, e podendo atingir valor ilimitado. As propriedades dessas moléculas ganham características próprias e gerais.

A muita semelhança entre macromolécula e polímeros. Literalmente, macromoléculas são moléculas grandes, de elevado peso molecular, o qual decorre sua complexidade química, podendo ou não ter unidades químicas repetidas. A palavra polímero vem do grego ("poly" + "mer", muitas partes) e foi criada por Berzelius, em 1832, para designar compostos de pesos moleculares múltiplos, em contraposição ao termo isômero, empregado para compostos de mesmo peso molecular, porém de estruturas diferentes, como o acetileno e benzeno.

Os polímeros são macromoléculas caracterizadas pelo seu tamanho, estrutura química e interações intra e intermoleculares.

Os polímeros reagem por adição ou condensação, produzindo polímeros com diferentes propriedades físicas, químicas e mecânicas. Essas propriedades variam de acordo com sua composição, método de preparação e processamento tecnológico. Mas como pode-se observar, todos os polímeros são macromoléculas, porém nem todas as macro moléculas são polímeros.

1- Polimerização

São conjuntos de reações químicas que levam monômeros a formar polímeros. Os principais processos de polimerização, do ponto de vista tecnológico, podem ser diferenciados em polimerização em cadeias (baseado na reação de monômero com duas ligações carbono-carbono), e polimerização em etapas (envolvendo, na sua maioria, reações entre monômeros com grupos funcionais reativos, com ou sem a formação de subprodutos de baixo peso molecular).

A "química macromolecular", atualmente muito desenvolvida, pode produzir os polímeros mais diversos possíveis, aparecendo, então várias maneiras de classificá-los. O número de unidades estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização.

1.2- Polímeros de adição

A polimerização de adição ocorre quando não há formação de água como um dos produtos após a polimerização.

Essa classe inclui:

Polímeros vinílicos: Quando o monômero inicial tem o esqueleto c=c, que lembra o radical vinila, a ainda forma os plásticos mais usados na atualidade.

Ex: toalhas, garrafas, caixas, telhas, pratos, isopor.

Polímeros acrílicos: Quando o monômero inicial tem o esqueleto do ácido acrílico CH2=C(CH3)-COOCH3.

Ex: vidro, plástico, lã sintética.

Polímeros diênicos: Quando o monômero inicial tem o esqueleto de um dieno conjugado, C=C-C=C. Esses polímeros constituem as borrachas.

Ex: borrachas sintéticas, borrachas semelhantes a natural.

1.3- Polímeros de condensação

A polimerização de condensação ocorre quando um dos produtos gerados após a polimerização é a água.

Entre os polímeros de condensação destacam-se as poliamidas, como o nylon. A etapa que controla a polimerização é a eliminação de água entre um ácido e uma amina para formar uma ligação amídica. Outros polímeros de condensação importantes são os poliuretanos, empregados para fabricar espumas de almofadas e almofadões. O grupo uretano obtém-se por reação de um isocianato com um álcool. As espumas de poliuretano formam-se a partir de um polímero inicial com grupos hidroxilo terminais aos quais se acrescenta diisocianato para formar as uniões poliuretano. Durante a reação efetua-se uma adição controlada e água para produzir dióxido de carbono que atua como agente espumante.

2- Classificação dos polímeros quanto à ocorrência

Naturais- São polímeros que já existem normalmente na natureza. Dentre os mais importantes estão os carboidratos (celulose, amido, glicogênio, etc.), as proteínas (existentes em todos os seres vivos), e os ácidos nucléicos (existentes no núcleo das células vivas e responsáveis pelas características genéticas dos seres vivos).

Sintéticos- São polímeros fabricados pelo homem, a partir de moléculas simples, dentre elas estão o nylon, o polietileno, o PVC, etc. No setor de fibras têxteis, além de falar-se de fibras naturais (algodão, ceda, juta, etc.), fala-se também em fibras artificiais ou modificadas, como por exemplo o nylon. A fabricação do nylon já parte de uma macro molécula, que são as fibras naturais do algodão é realizada por meio de várias reações químicas, purifica-se a macromolécula e no final faz-se uma nova fiação. Resultam então fios e fibras de composição química idêntica à macromolécula inicial, porém, de muito melhor qualidade, que constitui o nylon.

2.1- Monômeros

São matérias-primas para obtenção de cada polímero. O monômero é uma molécula simples, pelo menos bifuncional, ou seja, capaz de reagir pelo menos duas de suas terminações, que em condições adequadas da origem à unidade de repetição (mero) das muitas cadeias poliméricas que formam o polímero.

O monômero utilizado na polimerização, por exemplo do PVC é o cloreto de vinila (MVC), e o monômero etileno produz o polímero polietileno.

2.3- Homopolímeros

Polímeros