POLÍMEROS Características e Propriedades. JESSICA GALVAN VANESSA ISHIBASHI RENAN SANTOS Prof. Dr....

POLÍMEROSPOLÍMEROSCaracterísticas e Propriedades.

JESSICA GALVANVANESSA ISHIBASHIRENAN SANTOS

Prof. Dr. Umberto KlockAT113 – Química da madeira II

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CONCEITO

• Do grego poli (muitos) e mero (unidade de repetição)

• Macromolécula composta por dezenas de milhares de meros , ligadas por ligação covalente.

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• Monômeros = moléculas menores com bifuncionalidade (dois pontos reativos).

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Fonte: CARAM, 2006

• A união de monômeros cria um polímero.

• Carbono, Oxigênio, Hidrogênio e Nitrogênio, formam as principias classes de polímeros.

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NOMENCLATURA

• IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

• Prefixo “poli” + (Nome monômero “abc”) = poli(abc). Quando o nome do monômero for uma expressão.

Ex.: Poli(tetrafluoretileno)Poli (cloreto de vinila)PolietilenoPolipropileno

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• Polímeros sintéticos muitas vezes são representados por nomes comerciais ou siglas.

Ex.: Poli(tetrafluoretileno) = TeflonPoli (acetato de vinila) = PVAPolipropileno = PPPoli (etileno teraftalato) = PETPoli (cloreto de vinila) = PVC

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TIPOS DE POLIMEROS

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• Polímeros naturais: macromoléculas encontradas naturalmente na natureza

Ex.: Celulose,Proteínas,Amido,Borracha natural (látex)

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• Polímeros Artificiais ou semi-sintéticos: obtidos por de reações químicas a partir de polímeros naturais.

Ex.: Óleo de mamona (Nylon 11 e poliuretano)Óleo de soja (Nylon 9)

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• Hulha ou Carvão Mineral: destilação seca

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• Petróleo: destilação fracionada

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• Polímeros sintéticos

• Elastômeros;• Termoplásticos;• Termofixos.

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TIPOS DE CADEIA• Cadeias Lineares:Apenas uma cadeia principal;Monômeros bifuncionais;Termoplásticos.

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Fonte: CARAM, 2006

• Cadeias Ramificadas:Cadeia principal com prolongamentos;Composta por monômeros iguais ou

diferentes da cadeia principal.

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Fonte: CARAM, 2006

• Cadeias com ligações cruzadas:Cadeias poliméricas ligadas entre si;Polímeros de alta densidade (termofixo) e

baixa densidade (borracha vulcanizada).

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Fonte: CARAM, 2006

PESO MOLECULAR

• Tamanho médio das cadeias e sua distribuição.

• Peso molecular médio: 103 a 106 g/mol.

• Os polímeros são caracterizados principalmente por seu peso molecular.

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Fonte: FELIPETTO(2006)

ESTRUTURA QUÍMICA

• Cadeia carbônica: somente átomos de carbono

Ex.: poliolefinas, polímeros dienos, polímeros estirênicos, polímeros clorados,polímeros fluoradospolímeros acrílicos .

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• Cadeia heterogênea: carbono + outros átomos na cadeia principal.

Ex.: poliéster, policarbonato, poliamidas, poliuretanos, aminoplásticos, derivados da celuloses, siliconas

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MÉTODOS DE PREPARAÇÃO

Fonte: PACHEKOSKI, 2010

ADIÇÃO

Ex.: polipropilenos (PP), policloreto de vinila (PVC)

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Fonte: ALMEIDA, 2004

POLÍMEROS DE ADIÇÃO

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Fonte: http://polimeros.no.sapo.pt/tipos.htm

POLÍMEROS DE ADIÇÃO

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MÉTODOS DE PREPARAÇÃOCONDENSAÇÃO

Fonte: PACHEKOSKI, 2010Ex.: nylon e poliésteres

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MÉTODOS DE PREPARAÇÃOPOLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO


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COPOLÍMEROSMacromolécula contendo dois ou mais tipos de monômeros em sua estrutura. Podem ser:

Fonte: CARAM, 2006

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COPOLÍMEROS

Fonte: wwww.qmc.ufsc.br

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COPOLÍMEROS


Copolímero de Inserção

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COPOLÍMEROS


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COPOLÍMEROS


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CONFIGURAÇÃO DAS CADEIAS

Fonte: FELIPETTO, 2003

ENCADEAMENTO

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CONFIGURAÇÃO DAS CADEIAS


ISOMERIA CIS TRANS EM DIENOS

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CONFIGURAÇÃO DAS CADEIASTATICIDADE

Fonte: FELIPETTO, 2003

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ZONA CRISTALINA E AMORFA


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PROPRIEDADES

• Quanto maior o comprimento da molécula, maior a

resistência mecânica e maior a resistência ao calor;

• Baixa densidade (adequados para a fabricação de

componentes de baixo peso);

• Baixas temperaturas de fusão/amolecimento (fácil

processamento, mas baixas temperaturas de utilização);

• Facilidade em se deformarem;

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PROPRIEDADES

• Baixa condutividade térmica (muito baixa no caso dos

polímeros expandidos);

• Elevada resistividade elétrica;

• Transparência quando obtidos no estado amorfo;

• Elevada resistência química (muito resistentes a quase

todos os tipos de ácidos e bases);

MATERIAIS POLIMÉRICOS

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CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍMEROS:

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PLÁSTICO

Um material sólido na temperatura ambiente

Fonte: google imagens


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TERMOPLÁSTICO

Sob efeito de temperatura amolecem e fluem

Ex: PE, PP e PVC. Fonte: google imagens


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TERMOFIXO

Reagem quimicamente formando ligações cruzadas

Ex: baquelite, adesivo epóxi Fonte: google imagens


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FIBRAS

Termoplástico orientado (com sentido longitudinal ao eixo principal da fibra).

Fonte: google imagensEx: Nylon, poliester


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ELASTÔMEROS

São polímeros que, na temperatura ambiente, podem deformar-se no mínimo duas vezes o seu comprimento inicial, retornando ao comprimento original rapidamente.

Fonte: google imagensEx: : BR (polibutadieno), NR (borracha natural)


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TERMOPLÁSTICOS TERMOFIXOS ELASTÔMEROS

Cadeias lineares ou ramificadas

Estrutura reticulada Reticulações ocasionais

Amolecem quando aquecidos

Infusíveis e insolúveis Grande elasticidade

Recicláveis Moldados apenas durante a reticulação


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CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO DESEMPENHO MECÂNICO

Neste tipo de classificação os materiais poliméricos podem ser divididos em:

→ Termoplásticos convencionais

→ Termoplásticos de uso industrial

→ Termoplásticos de engenharia

→ Termoplásticos de alta performance


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DEGRADABILIDADE

O processo de biodegradação se dá através da ação de micro-organismos,

→ São muito resistentes à degradação no meio ambiente,

→ É necessário mais de cem anos para que ocorra a degradação total,

→ Uma solução seria a produção de polímeros biodegradáveis através de polímeros naturais (amido e celulose).


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RECICLAGEM

O processo de reciclagem mecânica de plásticos não é simples,

→ Devem ser separados por tipos de plásticos,

→ A maioria dos plásticos são misturas de vários plásticos,

→ Esses devem ser separados, lavados, triturados e adicionados a percentagens de matéria virgem,

→ Reciclagem energética e química não necessitam da separação dos plásticos.


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MADEIRA PLÁSTICA

Vantagens: Durabilidade superior, imunidade ao ataque de fungos e cupins, resistência a umidade e rachadura, é impermeável, não exigi nenhum tipo de manutenção, fácil manuseio e auxilia o meio ambiente.

Usos: Pode ser utilizada em praticamente todos os lugares onde se utiliza a madeira comum.

O processo de produção exige o conhecimento nas áreas de misturas poliméricas e de processamento de polímeros


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MADEIRA PLÁSTICA

Estas misturas podem ser feitas com serragem, resíduos de algodão, papel, pneus, fibra de vidro, fibra de coco babaçu, bagaço de cana-de-açúcar, palha de arroz ou até mesmo 100% plástico.

Fonte: google imagens


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ALMEIDA, P. M. M. C. ; MAGALHÃES, V. H. S., Polímeros. Universidade de Fernando de Pessoa, Porto: 2004.

CANEVALORO JR, S. V. Ciência dos Polímeros: um texto básico para tecnólogos e engenheiros. São Paulo: Artliber Editora, 2002. CARAM, R. Estrutura e Propriedades dos Materiais Poliméricos. Disponível em < http://www.fem.unicamp.br/~caram/8.%20MATERIAIS%20POLIMERICOS%20GRAD.pdf> Acesso em maio de 2012. FELIPETTO. E. Processamento de Polímeros. Departamento de Engenharia Mecânia e Mecatrônica - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 2003. Disponível em < http://www.tifnet.com.br/disciplinas/polimeros_aula_01.pdf> Acesso em maio de 2012.

REFERÊNCIAS

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HADDAD, M.; SAMPAIO, R. de A. Polímeros – propriedades, aplicações e sustentabilidade na construção civil. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006. Disponível em < http://pcc5726.pcc.usp.br/Trabalhos%20dos%20alunos/Polimeros.pdf> Acesso em maio de 2012. PACHEKOSKI, W. M. Classificação dos Polímeros. Disponível em < http://xa.yimg.com/kq/groups/24030724/1437782433/name/Classifica%C3%A7%C3%A3o+dos+pol%C3%ADmeros.pdf> Acesso em maio de 2012.

PAULA, R.M. de; COSTA, D.L. Madeira plástica: aliando tecnologia e sustentabilidade. XII Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e VIII Encontro Latino Americano de Pós-graduação – Universidade do Vale do Paraíba. Polímeros e Materiais Poliméricos. Disponível em < http://educa.fc.up.pt/ficheiros/noticias/69/documentos/108/Manual%20Pol%A1meros%20e%20Materiais%20polimericos%20NV.pdf> Acesso em maio de 2012.

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