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O que são polímeros?
Os polímeros são macromoléculas formadas pela repetição de unidades estruturais menores
chamadas monômeros. Eles apresentam propriedades únicas, como resistência e leveza.
O plástico é um dos polímeros mais comuns do nosso dia a dia.
Crédito da Imagem: Shutterstock
Você sabe o que são polímeros? Os polímeros são macromoléculas formadas pela repetição de unidades estruturais menores,
os monômeros, e podem ser encontrados em materiais naturais, como proteínas e celulose, ou ser produzidos
sinteticamente, como os plásticos. Nesse sentido, sua capacidade de serem moldados em diferentes formas, aliada à
resistência e leveza, torna-os fundamentais em setores como embalagens, construção civil, medicina e eletrônica. Além
disso, há os polímeros biodegradáveis, que surgem como uma alternativa sustentável aos plásticos convencionais,
contribuindo para a redução da poluição ambiental.
Leia também: O que são os polímeros de condensação?
Resumo sobre os polímeros
Polímeros são macromoléculas formadas pela repetição de monômeros.
Podem ser naturais (proteínas, celulose) ou sintéticos (plásticos, polímeros condutores).
São utilizados na produção de plásticos, na construção civil, medicina, eletrônica, entre outros.
São formados pelo processo de polimerização, que pode ser por adição e por condensação.
Sua estrutura geral pode ser dividida em três partes: a cadeia principal, as ramificações e os grupos laterais.
Suas propriedades variam de acordo com a estrutura molecular e o processo de polimerização.
A estrutura e as propriedades dos polímeros podem ser alteradas por meio de aditivos, como plastificantes, cargas,
corantes e estabilizantes.
Os polímeros são assim classificados:
quanto à origem dos monômeros: polímeros naturais e polímeros sintéticos;
quanto à reação de polimerização: polímeros de adição e polímeros de condensação;
quanto às propriedades mecânicas: plásticos, fibras (sintéticas) e elastômeros (borrachas);
quanto aos polímeros plásticos: polímeros termoplásticos e polímeros termorrígidos.
Polímeros biodegradáveis são uma alternativa mais sustentável aos plásticos convencionais.
A importância dos polímeros está na sua versatilidade e variedade de aplicações, contribuindo para a eficiência,
durabilidade, segurança e sustentabilidade de muitos produtos e processos.
Afinal, o que são os polímeros?
Os polímeros são macromoléculas formadas pela repetição dos monômeros, unidades estruturais menores. Eles podem ser
encontrados em materiais naturais, como proteínas e celulose, ou ser produzidos sinteticamente, como os plásticos e os
polímeros condutores.
https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/polimeros-condensacao.htm
Para que servem os polímeros?
Os polímeros sevem para diversas aplicações no que tange à diversidade de materiais, pois são amplamente utilizados na
produção de plásticos, sendo leves, resistentes, flexíveis e moldáveis, ideais para uma variedade de aplicações, como
embalagens, utensílios domésticos e peças automotivas.
Além disso, polímeros como poliéster e nylon são usados na fabricação de fibras sintéticas, amplamente empregadas em
roupas, tecidos para móveis e carpetes devido à sua resistência, durabilidade e facilidade de manutenção.
O poliéster é um polímero sintético amplamente utilizado na fabricação de tecidos e vestuário.
Já na construção civil, polímeros como o PVC (policloreto de vinila) são utilizados na fabricação de tubos, janelas, portas e
outros materiais devido à sua resistência ao desgaste e à corrosão, e à sua facilidade de limpeza.
Sem contar que, na medicina, são usados na fabricação de dispositivos médicos, implantes, embalagens de medicamentos e
materiais de sutura devido à sua biocompatibilidade e capacidade de moldagem em formas complexas.
Por fim, na eletrônica, são utilizados na fabricação de telas sensíveis ao toque, sensores e baterias devido às suas
propriedades elétricas e mecânicas.
Formação dos polímeros
A formação dos polímeros ocorre por um processo chamado polimerização, que pode ser classificado em duas categorias
principais: polimerização por adição e polimerização por condensação. Sendo assim, vejamos um pouco sobre cada um desses
processos:
Polimerização por adição: os monômeros se ligam entre si sem a eliminação de qualquer subproduto. Isso ocorre
quando os monômeros têm ligações duplas (insaturações), que podem ser quebradas para formar novas ligações com
outros monômeros. Um exemplo comum é a polimerização do etileno para formar o polietileno, em que as ligações
duplas do etileno são quebradas e os monômeros se ligam, formando uma cadeia longa de polímero.
Reação de polimerização por adição do polietileno. Note que os monômeros são representados em colchetes.
Polimerização por condensação: os monômeros se ligam entre si, com a eliminação de um subproduto, como água,
álcool ou ácido. Isso ocorre quando os monômeros têm grupos funcionais que reagem entre si para formar ligações
covalentes. Um exemplo é a polimerização da glicose com a frutose para formar a sacarose, na qual ocorre a
eliminação de água como subproduto da reação, conforme pode ser visto na reação abaixo:
Reação de polimerização por condensação para formar a sacarose.
Em ambos os processos, a polimerização pode ser iniciada por diversos métodos, como calor, radiação ou catalisadores.
Diante disso, o tipo de monômero e as condições de polimerização determinam as propriedades do polímero resultante, como
sua estrutura molecular, peso molecular, grau de ramificação e propriedades físicas e químicas.
Acesse também: Polietileno — detalhes sobre esse polímero formado da polimerização por adição
Estrutura e propriedade dos polímeros
A estrutura dos polímeros pode variar significativamente, dependendo dos monômeros e das condições de polimerização. No
entanto, a estrutura geral pode ser dividida em três partes principais: a cadeia principal, as ramificações e os grupos
laterais. Nesse sentido, a seguir, falaremos um pouco sobre cada uma delas.
Cadeia principal: é formada pela repetição dos monômeros ao longo da molécula, criando uma estrutura linear ou
ramificada, que determina muitas das propriedades físicas e químicas do polímero. Em meio a isso, a estrutura da
cadeia principal pode ser regular (homopolímeros), com unidades repetidas idênticas, ou irregular (copolímeros), com
diferentes tipos de unidades.
https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/polietileno.htm
Os copolímeros diferem dos homopolímeros pela alternância de diferentes monômeros na cadeia.
Ramificações: ocorrem quando grupos laterais são ligados à cadeia principal do polímero, podendo afetar
significativamente as propriedades do polímero, como a flexibilidade, a resistência e a temperatura de transição
vítrea. Nesse caso, polímeros com muitas ramificações tendem a ter uma estrutura mais amorfa e menos cristalina.
Grupos laterais: são grupos químicos que estão ligados à cadeia principal do polímero, os quais podem afetar as
propriedades do polímero, como sua solubilidade, reatividade química e capacidade de formar ligações
intermoleculares. Nesse sentido, eles podem ser introduzidos durante a síntese do polímero ou podem ser grupos
funcionais presentes nos monômeros.
O ácido poliláctico é um exemplo de polímero que apresenta tanto uma ramificação (-CH3) quanto um grupo lateral (oxigênio da carbonila, C
Em síntese, as propriedades dos polímeros são determinadas por sua estrutura molecular, que, por sua vez, é influenciada
pela estrutura dos monômeros, a forma como os monômeros se ligam para formar a cadeia polimérica e as condições de
polimerização. Dessa forma, algumas das propriedades mais importantes desses compostos incluem a massa molecular, o
grau de cristalinidade, a temperatura de transição vítrea, a solubilidade, a resistência mecânica e a resistência química.
São essas propriedades que fazem dos polímeros materiais versáteis e amplamente utilizados em uma variedade de
aplicações, desde embalagens e eletrônicos até medicina e construçãocivil.
Quais são os tipos de polímeros?
Os polímeros podem ser classificados de várias formas, com base em suas propriedades químicas, estruturais e de
processamento. Sendo assim, vejamos, a seguir, quais são os tipos de polímero de acordo com suas propriedades.
→ Tipos de polímeros quanto à origem dos monômeros
Polímeros naturais: ocorrem naturalmente e são produzidos por organismos vivos. Exemplos incluem proteínas (como
a queratina, encontrada no cabelo e nas unhas), polissacarídeos (como a celulose, encontrada em plantas) e
polinucleotídeos (como o DNA e o RNA, encontrados em células).
Polímeros sintéticos: são polímeros produzidos por processos químicos com base em matérias-primas petroquímicas.
Por exemplo, polietileno, polipropileno, PVC, poliestireno e poliuretano são amplamente utilizados na indústria de
plásticos.
→ Tipos de polímeros quanto à reação de polimerização
Polímeros de adição: são formados pela adição de monômeros insaturados, como os alcenos, em que as ligações duplas
são quebradas e novas ligações simples são formadas. Como exemplo, temos os materiais plásticos: polietileno e o
polipropileno.
Polímeros de condensação: são formados pela condensação de monômeros que contêm grupos funcionais que reagem
entre si, eliminando um subproduto, como água. Exemplos: poliésteres, náilons e policarbonatos.
Veja também: O que são os polímeros de adição 1,4?
→ Tipos de polímeros quanto às propriedades mecânicas
Plásticos: podem ser moldados quando aquecidos e solidificam quando resfriados.
Fibras (sintéticas): têm uma estrutura molecular longa e linear, o que lhes confere alta resistência e rigidez. Eles
são usados na fabricação de tecidos e materiais têxteis.
Elastômeros (borrachas): exibem propriedades elásticas, ou seja, podem ser esticados e retornam à sua forma
original quando a tensão é removida. Isso ocorre devido a sua estrutura molecular reticulada, que lhes confere essa
capacidade de retorno.
→ Tipos de polímeros quanto aos polímeros plásticos
Polímeros termoplásticos: podem ser amolecidos e moldados repetidamente por meio de calor e pressão. Eles são
geralmente lineares ou levemente ramificados, como o polietileno, polipropileno, PVC e poliestireno.
Polímeros termorrígidos: uma vez moldados, não podem ser derretidos e remoldados devido às ligações cruzadas
tridimensionais em suas estruturas. Sendo assim, eles tendem a ser mais rígidos e resistentes ao calor do que os
termoplásticos. Podemos citar as resinas epóxi e fenólicas.
Polímeros biodegradáveis
Os polímeros biodegradáveis podem ser decompostos por microrganismos em componentes simples, como água, dióxido de
carbono e biomassa, em um período razoável. Desse modo, esse tipo de polímero é considerado uma alternativa mais
sustentável aos polímeros convencionais, que podem persistir no meio ambiente por centenas de anos sem se decomporem.
Além disso, eles podem ser produzidos de fontes renováveis, como amido de milho, cana-de-açúcar, batata, óleos vegetais e
celulose. Essas fontes são biodegradáveis e contribuem para reduzir a dependência de recursos fósseis. Já quanto à
biodegradação, ocorre em condições adequadas de umidade, temperatura e presença de microrganismos, que quebram as
ligações químicas do polímero em unidades mais simples, podendo variar de alguns meses a vários anos, dependendo do tipo de
polímero e das condições ambientais.
Podem ser utilizados em uma variedade de aplicações, como embalagens, utensílios descartáveis, sacolas e filmes plásticos,
bem como em produtos médicos, agrícolas e de higiene, entre outros. Sendo assim, oferecem várias vantagens ambientais,
como a redução da quantidade de resíduos plásticos nos aterros sanitários e a diminuição da poluição causada pelo descarte
inadequado de plásticos no meio ambiente.
https://www.manualdaquimica.com/quimica-dos-alimentos/proteinas.htm
https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/alcenos.htm
https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/polimeros-adicao-1-4.htm
O ácido poliláctico (PLA) é um exemplo de polímero biodegradável usado, entre outras aplicações, na fabricação de utensílios.
Contudo, apesar das vantagens, esse tipo de polímeros necessita de instalações de compostagem adequadas para a
biodegradação eficiente. Portanto, é importante garantir que os polímeros biodegradáveis sejam compostáveis em
condições naturais e que não causem impactos negativos no meio ambiente.
Qual a importância dos polímeros?
A importância dos polímeros está na sua versatilidade e variedade de aplicações. Uma vez que eles são amplamente utilizados
na fabricação de plásticos, borrachas, fibras sintéticas, adesivos, revestimentos, cosméticos, medicamentos e muitos
outros materiais citados ao longo deste artigo. Assim, o desenvolvimento de materiais poliméricos contribui para a
eficiência, durabilidade, segurança e sustentabilidade de muitos produtos e processos, impulsionando a inovação e
melhorando a qualidade de vida das pessoas.
Fontes
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Fonte: Manual da Química - https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/o-que-sao-os-polimeros.htm