Polímeros Sintéticos

Tudo Sobre Polímeros Sintéticos

1. Polímeros Sintéticos

2. POLÍMEROS Os polímeros são materiais orgânicos ou inorgânicos, naturais ou sintéticos, de alto peso molecular, cuja estrutura molecular consiste na repetição de pequenas unidades, chamadas meros. (Sua composição é baseada em um conjunto de cadeias poliméricas; cada cadeia polimérica é uma macromolécula constituída por união de moléculas simples ligadas por covalência. Devido ao seu tamanho avantajado, a molécula de um polímero é chamada macromolécula. A reação que produz o polímero é denominada reação de polimerização. A molécula inicial (monômero) vai, sucessivamente, se unindo a outras, dando o dímero, trímero, tetrâmero. . . até chegar ao polímero . Os Polímeros têm diversas aplicações desde a Medicina aos Plásticos. A maioria dos objetos que nós utilizamos tem polímeros na sua constituição. Como exemplo: plástico, borracha, etc. No entanto, os polímeros também causam bastantes problemas ao ambiente, pois são bastante poluidores. Por isso, temos que pensar em reciclá-los, reutilizá-los, mas principalmente em reduzi-los tentando poupar o ambiente ao máximo.

3. Como são feitos os polímeros Toda a matéria é constituída por pequenas unidades a que chamamos moléculas. Os polímeros são grandes moléculas. A razão pela qual são tão grandes é porque são formadas por moléculas menores e que estão todas ligadas como blocos numa construção de lego. A palavra “poli” em “polímero” significa “muito”. Estas moléculas menores, que formam o polímero, são chamadas monômeros. A palavra “mono” em “monômero” significa “um”. As figuras ao lado é o monômero que forma um polímero.

4. Polietileno São vários estirenos unidos (Lego montado com várias peças) Apesar de não podermos ver as moléculas de polímero individualmente, podemos ver os polímeros, porque eles são constituídos por bilhões ou t rilhões destas moléculas juntas. Elas formam aquilo que são os materiais nossos conhecidos, de que falamos no começo, como os plásticos e a borracha . De fato os polímeros são dos materiais mais usados no nosso dia a dia. Para qualquer lado que nos viremos encontramos um exemplo de um polímero. Exemplos de polímeros são: o polietileno, dos sacos de plástico das compras e dos brinquedos; o policarbonato, dos Cd´s ; o poliestireno, dos copos que mantém as bebidas frias ou quentes; o polipropileno, das películas para embrulhar os alimentos e dos cordéis, o Teflon, dos revestimentos antiaderentes das frigideiras; o poliéster, das roupas; o nylon, das roupas, das cordas e dos tapetes; o spandex, dos fatos de banho e o Kevlar, das canoas e dos coletes à prova de bala.

5. E lastómeros Um elastómero consiste num material com propriedades semelhantes às da borracha, que tem a possibilidade de sofrer deformações por ação de uma força, recuperando a sua forma original quando essa força é retirada. Uma borracha natural ou sintética ou um material borrachoso como é o caso do policloropreno e copolímeros de butadieno são elastómeros . São ainda exemplos de elastómeros a buna, o mipolam, o opanol, entre outros. As cadeias moleculares enroladas que constituem estes materiais são facilmente desenroladas por aplicação de forças e retomam a sua forma original quando estas deixam de ser aplicadas devido ao reduzido número de ligações cruzadas entre as cadeias .

6. Tipos de polímeros Os polímeros podem também ser classificados pelo tipo de reação que lhe deu origem. Vamos tratar essa classificação separadamente e com mais detalhes, por ser a mais importante delas . Polímeros de Adição: Esse tipo de polímero é formado pela adição de moléculas de um só monômero . Polímeros vinílicos - Quando o monômero inicial tem o esqueleto C=C, que lembra o radical vinila. Polipropileno : É obtido a partir do propileno (propeno), sendo mais duro e resistente ao calor, quando comparado com o polietileno. É muito usado na fabricação de artigos moldados e fibras. Polietileno: É obtido a partir do etileno (eteno). Possui alta resistência à umidade e ao ataque químico, mas tem baixa resistência mecânica. O polietileno é um dos polímeros mais usados pela indústria, sendo muito empregado na fabricação de folhas (toalhas, cortinas, invólucros, embalagens etc. ), recipientes (sacos, garrafas, baldes etc.), canos plásticos, brinquedos infantis, no isolamento de fios elétricos etc. Poliisobuteno: É obtido a partir do isobuteno (isobutileno). Constitui um tipo de borracha sintética denominada borracha butílica, muito usada na fabricação de "câmaras de ar" para pneus.

7. Poliestireno: É obtido a partir do estireno (vinil-benzeno). Esse polímero também se presta muito bem à fabricação de artigos moldados como pratos, copos, xícaras etc. É bastante transparente, bom isolante elétrico e resistente a ataques químicos, embora amoleça pela ação de hidrocarbonetos. Com a injeção de gases no sistema, a quente, durante a produção do polímero, ele se expande e dá origem ao isopor. Cloreto de Polivinila (PVC): É obtido a partir do cloreto de vinila. O PVC é duro e tem boa resistência térmica e elétrica. Com ele são fabricadas caixas, telhas etc. Com plastificantes, o PVC torna-se mais mole, prestando-se então para a fabricação de tubos flexíveis, luvas, sapatos, "couro-plástico" (usado no revestimento de estofados, automóveis etc.), fitas de vedação etc. Acetato de Polivinila (PVA): É obtido a partir do acetato de vinila. É muito usado na produção de tintas à base de água (tintas vinílicas), de adesivos e de gomas de mascar . Politetrafluoretileno ou Teflon: É obtido a partir do tetrafluoretileno. É o plástico que melhor resiste ao calor e à corrosão por agentes químicos; por isso, apesar de ser caro, ele é muito utilizado em encanamentos, válvulas, registros, panelas domésticas, próteses, isolamentos elétricos, antenas parabólicas, revestimentos para equipamentos químicos etc. A pressão necessária para produzir o teflon é de cerca de 50 000 atmosferas.

8. Polímeros acrílicos - Quando o monômero inicial tem o esqueleto do ácido acrílico: H2C=C(CH3)-COOCH3 . Polimetacrilato : É obtido a partir do metacrilato de metila (metil- acrilato de metila). Este plástico é muito resistente e possui ótimas qualidades óticas, e por isso é muito usado como "vidro plástico", conhecido como plexiglas ou lucite. É muito empregado na fabricação de lentes para óculos infantis, frente às telas dos televisores, em parabrisas de aviões, nos "vidros-bolhas" de automóveis etc. Normalmente o plexiglas é transparente, mas pode ser colorido pela adição de outras substâncias . Poliacrilonitrila : É obtido a partir da nitrila do ácido acrílico (acrilonitrila). É usado essencialmente como fibra têxtil - sua fiação com algodão, lã ou seda produz vários tecidos conhecidos comercialmente como orlon, acrilan e dralon, respectivamente, muito empregados especialmente para roupas de inverno . Polímeros diênicos - Quando o monômero inicial tem o esqueleto de um dieno conjugado, C=C-C=C. Esses polímeros constituem as borrachas sintéticas . Polibutadieno ou Buna: É obtido a partir do 1,3-butadieno (eritreno), por adições 1,4. Este polímero constitui uma borracha sintética não totalmente satisfatória, e por esse motivo o 1,3-butadieno costuma ser copolimerizado com outras substâncias, como veremos mais adiante.

9. Policloropreno ou Neopreno: É obtido a partir do 2-cloro-butadieno-1,3 (cloropreno). O neopreno é uma borracha sintética de ótima qualidade: resiste muito bem a tensões mecânicas, aos agentes atmosféricos e aos solventes orgânicos. É também empregado na fabricação de juntas, tubos flexíveis e no revestimento de materiais elétricos Poliisopreno: É obtido a partir do metil-butadieno-1,3 (isopreno). Este polímero possui a mesma fórmula da borracha natural (látex) e é muito empregado na fabricação de carcaças de pneus .

10. Copolímeros Esses polímeros são formados a partir de dois ou mais monômeros diferentes . Saran : É obtido a partir do cloroetano (cloreto de vinila) e do 1,1-dicloroeteno. É um polímero muito resistente aos agentes atmosféricos e aos solventes orgânicos, sendo empregado na fabricação de tubos plásticos para estofados de automóveis, folhas para envólucros de alimentos etc . Buna-S , Borracha GRS ou Borracha SBR: É obtido a partir do estireno e do 1,3-butadieno, tendo o sódio metálico como catalisador. Essa borracha é muito resistente ao atrito, e por isso é muito usada nas "bandas de rodagem" dos pneus . Buna-N ou Perbunam: É obtido a partir da acrilonitrila e do 1,3-butadieno. É uma borracha muito resistente aos óleos minerais, e por isso é muito empregada na fabricação de tubos para conduzir óleos lubrificantes em máquinas, automóveis etc .

11. Poliuretana: É obtido a partir do diisocianato de parafenileno e do etilenoglicol (1,2-etanodiol). Possui resistência à abrasão e ao calor, sendo utilizado em isolamentos revestimento interno de roupas, aglutinantes de combustível de foguetes e em pranchas de surfe. Quando expandido a quente por meio de injeção de gases, forma uma espuma cuja dureza pode ser controlada conforme o uso que se quiser dar a ela. Veja o mecanismo da síntese da poliuretana e como efetuar essa reação em laboratório .

12. Vulcanização A vulcanização é um processo de reticulação pelo qual a estrutura química da borracha, matéria-prima, é alterada. A mudança de estado torna o material elástico, restaura a elasticidade possuída no início pelo material ou alarga o intervalo de temperaturas em que a elasticidade é observada de princípio ao fim . O látex obtido da seringueira é precipitado, dando origem a uma massa viscosa que é a borracha natural. Essa borracha é prensada com o auxílio de cilindros, originando lâminas moles de pequena resistência e elasticidade. A utilização desse tipo de borracha é limitada, pois ela se torna quebradiça em dias frios e extremamente gosmenta em dias quentes. Em 1839, Charles Goodyear descobriu que o aquecimento dessa massa viscosa com enxofre produzia um material bastante elástico, que praticamente não se alterava com pequenas variações de temperatura. A esse processo foi dado nome de vulcanização (Vulcano = Deus do fogo).

13. Na vulcanização, as moléculas de enxofre são rompidas, interagindo com as duplas ligações das cadeias que compõem a borracha. O enxofre tem a propriedade de unir as várias cadeias que compõem o polímero, através das chamadas pontes de enxofre, diminuindo o número de insaturações. As pontes de enxofre também têm a propriedade de alinhar as cadeias de tal maneira que, quando o material é tencionado, ele não se deforma. Esquematicamente, temos: Se a tensão for muito grande, poderá provocar a ruptura das cadeias. mesmo se tratando de borrachas vulcanizadas. Aproximadamente 70% de toda borracha vulcanizada é utilizada para a produção de pneus, devido ao fato de ela ser elástica, praticamente indeformável e mais resistente às variações de temperatura e ao atrito. Os pneus de automóveis e caminhões são uma mistura de borrachas natural e sintética vulcanizadas, enquanto os pneus de aviões são constituídos de borracha natural vulcanizada. A vulcanização da borracha é feita pela adição de 3% a 8% de enxofre à borracha. Aumentando a percentagem de enxofre, ocorrerá um aumento do número de pontes de enxofre, diminuindo a sua elasticidade. Quando essa percentagem atinge valores próximos a 30%, obtém-se uma borracha denominada ebonite, que é rígida e apresenta grande resistência mecânica, sendo empregada como isolante eléctrico e na produção de vários objetos , como pentes. vasos etc .

14. Polímeros de Condensação Esses polímeros são formados a partir de monômeros iguais ou diferentes, havendo eliminação de moléculas simples (H2O, NH3 ). Os polímeros de condensação, também denominados polímeros de eliminação, são aqueles em que seus monômeros iguais ou diferentes se unem com a eliminação simultânea de moléculas de água ou outras pequenas moléculas de compostos que não farão parte do polímero. Os principais compostos liberados além da água são: cloreto de hidrogênio (HCl), amônia (NH3) e o cianeto de hidrogênio (HCN). Poliamida é um polímero termoplástico composto por monômeros de amida conectados por ligações peptídicas, podendo conter outros grupamentos. O náilon é uma poliamida ( polímero pertencente á classe funcional amida), obtido por meio da condensação do ácido adípico com a hexametilenodiamina. As poliamidas têm em geral alta resistência são facialmente moldados.

15. Características das poliamidas São polímeros semi-cristalinos São resistentes a solventes orgânicos e hidrocarbonetos – Como a gasolinas , óleos, gorduras ... Estabilidade termo-oxidativa - Aplicação na indústria automóvel - compartimento do motor com resistência à hidrólise .

16. Aramida é o nome de uma fibra sintética muito resistente e leve, suas principais características são a elevada tenacidade, baixo alongamento e resistência ao calor. produzida pela Du Pont , com o nome comercial de ¨Kevlar¨ uma marca registada da Du Pont, cada uma das cadeias possuem massa molecular ao redor de 10 5 u, da união de duas moléculas diferentes com liberação de moléculas de água muito resistente e leve é usada na fabricação de cintos de segurança, cordas, coletes à prova de balas, raquetes de tênis, etc. A aramida é , proporcionalmente, sete vezes mais resistente do que o aço. Poliéster é uma categoria de polímeros que contém o grupo funcional éster na sua cadeia principal. Apesar de existirem muitos poliésteres, o substantivo masculino "poliéster" como material específico refere-se ao polietileno tereftalato (PET). Os poliésteres também são usados como matéria-prima para a fabricação de garrafas de plástico, filmes, tarpaulin, canoas, ecrãs LED, hologramas, filtros, filmes dielétricos para condensadores, tinta em pó e verniz, etc. Características do poliéster : Resistente ao encolhimento, alongamento e outras deformações; Resistente a maioria dos ácidos e produtos clorados; Resistente a branqueadores e agentes oxidantes; Baixa absorção de água.

17. Poliuretana Poliuretano (ou PU) é qualquer polímero que engloba uma cadeia de unidades orgânicas unidas por ligações uretânicas. É amplamente usado em espumas rígidas e flexíveis, em elastômetros duráveis e em adesivos de alto desempenho, em selantes, em fibras, vedações, gaxetas, preservativos, carpetes, peças de plástico rígido entre outros. O poliuretano é um produto sólido, com textura de espuma, e aparência entre a cortiça e o poliestireno expandido ("ISOPOR"); pertence a um grupo de plásticos que aliam características de elastômetros, com possibilidade de transformação, devido a variação de durezas. Essa variedade de densidades e de durezas, mudam de acordo com o tipo de monômero usado e de acordo com a adição ou não de substâncias modificadoras de propriedades. Os aditivos também podem melhorar a resistência à combustão, a estabilidade química, entre outras propriedades.

18. Usos Os produtos do poliuretano têm muitos usos. Mais de três quartos do consumo global de poliuretano são na forma de espumas, com os tipos flexível e rígido grosseiramente iguais quanto ao tamanho de mercado. Em ambos os casos, a espuma está geralmente escondida por trás de outros materiais: as espumas rígidas estão dentro das paredes metálicas ou plásticas da maioria dos refrigeradores e freezers, ou atrás de paredes de alvenaria, caso sejam usadas como isolação térmica na construção civil; as espumas flexíveis, dentro do estofamento dos móveis domésticos, por exemplo. Verniz, cola, mobília, pneus, assentos de automóveis, preservativos, calçados, etc. PROPRIEDADES: Resistência à abrasão - uma das maiores qualidades do Poliuretano Elevada resistência à tração Elevada resistência à propagação de rasgos Boa elasticidade ao choque Boa flexibilidade à baixas temperaturas Boa resistência às intempéries e Ozônio Grande capacidade de suportar cargas Boa resistência à hidrólise Possui boa resistência dielétrica (mas não é recomendado como material isolante )

19. Silicone - constituição e aplicações Os polímeros de silicone, ou borrachas de silicone, introduzidos no mercado em 1943 têm diversas aplicações, em virtude da sua grande estabilidade física. Quando ouvimos falar a palavra “silicone” logo pensamos em próteses mamárias colocadas por meio de cirurgias plásticas. No entanto, o silicone é um material que tem várias finalidades, incluindo seu uso em produtos que consumimos comumente em nosso dia a dia. Mas antes de ver essas aplicações, veja qual é a constituição química do silicone e como ele é produzido. O  silicone  é um  polímero de condensação , ou seja, suas longas cadeias moleculares são formadas por meio de reações de polimerização por condensação, nas quais os monômeros, ao se unirem, liberam água ou outra substância simples.

20. A  estrutura  fundamental do silicone está representada abaixo. Observe que no lugar do carbono (C) temos o silício (Si) como elemento central, pois a cadeia principal do silicone é constituída de átomos de silício alternados com átomo de oxigênio. Isso é possível porque o silício pertence à mesma família, na Tabela Periódica, que o carbono, vindo no período logo após o do carbono. Assim sendo, o silício apresenta propriedades semelhantes às do carbono e, portanto, pode se ligar a grupos orgânicos (R ). O  policarbonato  é tipo de polímero (plástico) composto por carbonatos, ou seja, ligações de carbono com oxigênio, quando aquecidos amolecem e ao ser resfriado endurecem, por isso são chamados de termoplásticos. Este tipo de plástico é facilmente moldado em diversos formatos sem precisar de emendas. São empregados na indústria e também em construções onde são utilizados em telhados e paredes de áreas externas como jardins de inverno, garagens, estufas e piscinas, onde há a necessidade da passagem de luz natural. Durante a aplicação é preciso deixar espaços para a dilatação térmica do material. As chapas são instaladas sobre estruturas de aço. Também estão presentes na fabricação de óculos e visores de segurança e capacetes, revestimento de cabines de máquinas agrícolas, blindagem de veículos e portas e paredes de bancos, eletrodomésticos, entre outros. Policarbonato

21. Vantagem ao optar pelo policarbonato : Possuem  transparência de até 90%; Alta  resistência à impactos, 200 vezes maior que o vidro e 250 vezes maior que o vidro temperado; Impede a passagem das radiações UV, pois não transmitem luz ultravioleta; Suportam temperaturas de -50ºC à +135ºC; Resistência à abrasão, devido a sua dureza São pouco inflamáveis, ou seja, queima com certa dificuldade, necessitando de uma fonte de combustão para mantê-lo queimando; Considerado leve, facilitando seu manuseio, um metro quadrado de espessura 6mm pesa 7,2 Kg; o vidro nas mesmas condições pesa 15KG; Efeito estético; As ferramentas para a instalação são comuns ao dia a dia de operários da construção civil, tais como, serra circular e fita entre outras ferramentas de uso diário . Apresentação São disponíveis no mercado em  forma de chapas e telhas, sendo encontrados três  tipos de chapas: as alveolares, as compactas e as refletivas e as cores encontradas são: cristal, bronze, branco, verde, azul e cinza .

22. Cuidados : O policarbonato é um material que proporciona facilidade no manuseio e de fácil aplicação, no entanto é preciso tomar alguns cuidados na armazenagem e limpeza do mesmo: Na limpeza do policarbonato não se deve usar produtos abrasivos á base de amoníaco, para não atacar o material, o ideal é usar sabão neutro e água; Lavar à sombra e levemente; Armazenar em local seco e limpo. Se esses cuidados forem tomados, possivelmente não haverá a abrasão do material e assim poderá garantir longa vida ao mesmo. Mas, é possível aplicar sobre as chapas de policarbonato, uma película anti-abrasiva, a fim de preservá-lo por muito mais tempo .

23.   Polímeros do tipo polifenol são resistentes ao impacto e estáveis com relação ao aquecimento. São usados em materiais elétricos (tomadas e interruptores), cabos de panela, revestimento de freios e na forma de chapas decorativas para revestir móveis. Usualmente são produzidos de forma que apresentem uma complexa estrutura em que várias das cadeias se encontram unidas. A Baquelite é um polifenol proveniente da relação entre fenol e formaldeído. POLIFENOL

24. USO DA PALAVRA PLÁSTICO Os polímeros termoplásticos são compostos de longos fios lineares ou ramificados. A vantagem deste material está na remoldagem, pois estes plásticos podem ser reciclados várias vezes. Já os termofixos, como o próprio nome diz, possuem uma estrutura mais rígida, tudo se explica pela estrutura que os compõem: ligações cruzadas unem os fios de polímeros. Durante o preparo deste tipo de plástico, o mesmo é aquecido para formar pontes fixas na estrutura polimérica. A baquelita é um exemplo de plástico termofixo, ela é usada para compor cabos de frigideira por ser dura, resistente e não condutora (o cabo não se aquece no fogo). Reciclagem é um conjunto de técnicas que tem por finalidade aproveitar os detritos e reutiliza-los no ciclo de produção de que saíram. E o  resultado de uma série de atividades, pela qual materiais  quase tornariam lixo, ou estão no lixo, são desviados , coletados , separados e processados para serem usados como matéria-prima na manufatura de novos produtos.

25. Fibras Têxteis Entende-se por Fibra Têxtil, todo elemento de origem química ou natural, constituído de macromoléculas lineares, que apresente alta proporção entre seu comprimento e diâmetro e cujas características de flexibilidade, suavidade e conforto ao uso, tornem tal elemento apto às aplicações têxteis . Fibra Têxtil Natural: As chamadas fibras naturais são todas as fibras que já se apresentam prontas na natureza necessitando apenas alguns processos físicos para transformá-las em fios. Elas estão divididas em: Fibra Têxtil Animal: Seda, lã, Lhama, etc. Fibra Têxtil Vegetal: Algodão, Linho, Sisal, coco, etc. Fibra Têxtil Mineral: Amianto. Fibra Têxtil Química: É formada de macromoléculas lineares obtidas através de artifícios ou sínteses químicas, logo é um grupo de fibras não naturais que englobam as fibras artificiais e sintéticas . É também conhecida como fibra manufaturada, fibra feita pelo homem, tecnofibra ou man-made-fiber. Vejamos a seguir como elas estão divididas :

26. Fibra Têxtil Artificial & Fibra Têxtil Sintética •Fibra Têxtil Artificial: As chamadas Fibras Artificiais são todas as fibras que se apresentam na natureza numa forma não utilizável. O homem através de artifícios químico as coloca em condições de uso. Ex: Viscose, Modal, Cupro, Liocel, Acetato, Triacetato, etc. •Fibra Têxtil Sintética: As chamadas Fibras Sintéticas não existem na natureza. O homem através de sínteses químicas as coloca em condições de uso, ou seja, são formadas por macromoléculas criadas (sintetizadas) pelo homem. Ex: Poliéster, Poliamida, Polipropileno, Acrílico, Elastano, etc. Fibras Naturais Vegetais: Celulósicas de sementes Algodão Classificação Geral Fibras Têxteis * Suave e confortável. *Possui boa solidez. *Amassa facilmente. *Hidrofílico, o que significa que o algodão têm excelente capacidade de absorção. Roupas feitas de algodão absorvem suor, mantendo, assim, um maior conforto. * Algodão pode ser misturado com qualquer outro tipo de fibra. * Tecido 100% algodão cru tem brilho fosco agradável. * Hipoalergênico, o que significa que tem uma baixa tendência para provocar reações alérgicas.

27. Fibras Têxteis *Aparência rústica. *Possui grande solidez. *Resistente e durável. *Absorvente. É protegido contra raios ultravioleta e tem uma propriedade chamada termodinâmica que deixa a roupa fresca no verão e quente no inverno. -Mistura-se facilmente com outras fibras. O cânhamo tem origem nas fibras do caule da planta de cannabis ruderallis. Tanto o cânhamo quanto a maconha são membros da família da cannabis, mas são cultivos diferentes dentro dessa família.

28. Componentes Andresa Tainara Jaqueline Cavalcante Francisca Deyany Isyane Lima Janaina Araújo Lília Santana Produção: José Karllos