8 MATERIAIS POLIMERICOS GRAD

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ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS 
MATERIAIS
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Prof. Rubens Caram
R. Caram - 2
HISTÓRICO
„ ANTIGUIDADE: RESINAS E GRAXAS USADAS PARA VEDAR 
VASILHAMES E COLAR DOCUMENTOS, PELOS EGÍPCIOS E ROMANOS
„ SÉC. XV: COLOMBO DESCOBRE NO HAITI O LATEX (CAOUTCHOUC) E 
LEVA-O A EUROPA
„ SÉC. XVII: ORIGEM DO LATEX NAS AMÉRICAS: EXTRAÍDO DA HEVEA 
BRASILIENSIS (SERINGUEIRA) 
„ 1770: PRIESTLEY DEU NOME À BORRACHA NATURAL
„ 1839: CHARLES GOODYEAR – ACIDENTALMENTE DESCOBRIU A 
VULCANIZAÇÃO DA BORRACHA DE LATEX – SUA PATENTE GEROU 
MAIS DE 150 PROCESSOS EM 12 ANOS – MORREU ENDIVIDADO EM 1860
„ 1846: SCHÓNBIEN, ALGODÃO + ÁCIDO NÍTRICO, OBTEVE A 
NITROCELULOSE (1º. POLÍMERO SEMI-SINTÉTICO) – ACIDENTE COM 
HNO3+H2SO4 + CELULOSE : 
„ NITRATO DE CELULOSE: INFLAMÁVEL
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HISTÓRICO
„ 1897: KRISHE E SPITTLER, FORMALDEIDO + 
CASEINA, OBTEVE UM PRODUTO 
ENDURECIDO
„ 1912: BAEKELAND, 
FENOL+FORMALDEÍDO=BAQUELITE (RESINA 
FENÓLICA)
„ 1924: STAUDINGER, TEORIA DOS PLÁSTICOS
„ 1929: CAROTHERS DESCOBRIU QUE OS 
POLÍMEROS SÃO FORMADOS POR 
MONÔMEROS
„ 1938: CAROTHERS SINTETIZOU O NYLON
„ NYLON: “NOW YOU ARE LOST OLD 
NIPPON”
„ NYLON: “NEW YORK – LONDON”
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MATERIAIS POLIMÉRICOS
NATURAL
POLISSACARÍDEOS (CELULOSE, AMIDO)
PROTEINAS (BIOPOLÍMEROS, LÃ)
NATURAL (POLIISOPRENO)
SINTÉTICO
BORRACHAS
PLASTICOS
FIBRAS
ADESIVOS, RECOBRIMENTOS
NATURAL
ARGILAS, AREIA
SINTÉTICO
FIBRAS (FIBRAS ÓTICAS)
BORRACHAS (SILICONES)
O
R
G
Â
N
I
C
O
S
I
N
O
R
G
Â
N
I
C
O
S
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MATERIAIS POLIMÉRICOS
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS:
BAIXO CUSTO
BAIXA DENSIDADE*
BAIXA REATIVIDADE
ALTA RESISTÊNCIA ELÉTRICA
BAIXA CONDUTIVIDADE ELÉTRICA
DENSIDADES:
AÇO = 8 g/cm3
Al = 2,7 g/cm3
VIDRO = 2,6 g/cm3 
POLÍMEROS = 0,9 - 1,5 g/cm3
R. Caram - 6
PROPRIEDADES X APLICAÇÕES
ƒ AEROESPACIAL (ESTABILIDADE TÉRMICA E OXIDATIVA)
ƒ ENGENHARIA (SUBSTITUIÇÃO DE METAIS)
ƒ FIBRAS DE ALTO MÓDULO, PARA USO EM CORDAS DE 
PNEUS
ƒ POLÍMEROS NÃO INFLAMÁVEIS (MÓVEIS E CONSTRUÇÃO 
CIVIL)
ƒ POLÍMEROS DEGRADÁVEIS (LIBERAÇÃO CONTROLADA DE 
DROGAS, PESTICIDAS, FERTILIZANTES)
ƒ APLICAÇÕES MÉDICAS (SUTURAS DEGRADÁVEIS, ÓRGÃOS 
ARTIFICIAIS)
ƒ ELETRÔNICA (PLACAS DE CIRCUITOS IMPRESSOS, 
ISOLANTES, BATERIAS)
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DE ONDE VEM OS POLÍMEROS?
São necessárias ~ 30 ton de petróleo para se produzir ~ 1 
ton de PP ou PE















∗
∗
∗
∗
∗








→
→
→∗
∗
∗
→
(17%)Asfalto
(20%)teslubrificanÓleos
(20%)sparafínicaGraxas
(5%)Diesel
(10%)Querosene
(14%)Outros
(5%)Butileno
(3%)Propano
(24%)Propileno
(8%)Etano
(31%)Etileno
(16%)Metano
(1%)Hidrogênio
(12%)Nafta
(14%)Gasolina
(2%)GLP
PETRÓLEO
enoPolipropil
oPolietilen
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„ NOMENCLATURA BASEADA NA ESTRUTURA DO(S) 
MONÔMERO(S):
„ PREFIXO POLI AO NOME DO MONÔMERO, QUANDO O 
NOME DO MONÔMERO É UMA EXPRESSÃO ELE DEVE 
APARECER ENTRE PARÊNTESES. EX.:
„POLIETILENO,
„POLIPROPILENO,
„POLI (CLORETO VINILA), 
„POLI (METACRILATO DE METILA), POLI(ETILENO 
TERAFTALATO). 
„PODE-SE AINDA USAR O NOME ESTRUTURAL DOS 
MONÔMEROS.
NOMENCLATURA
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SIGLAS
„ PVA Poli(acetato de vinila)
„ PTFE Poli(tetrafluoretileno)
„ PS Poliestireno
„ LDPE Polietileno de baixa densidade
„ HDPE Polietileno de alta densidade
„ ABS Poli(acrilonitrila-butadieno-estireno)
„ PP Polipropileno
„ PMMA Poli(metacrilato de metila)
„ HPS Poliestireno de alto impacto
„ PET Poli(etileno teraftalato)
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SIGLAS E RECICLAGEM
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MATERIAIS POLIMÉRICOS: PRODUTOS 
POLICARBONATO
POLIÉSTER
CELULOSE
POLIESTIRENO
NYLON, PE
POLIBUTILENO, POLI(ESTIRENO-
ISOPRENO), KEVLAR
MAIS DE 25.000 NOMES COMERCIAIS
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ETILENO POLIETILENO
PROPILENO POLIPROPILENO
MATERIAIS POLIMÉRICOS: PRODUTOS 
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ACRILONITRILA-BUTADIENO-
ESTIRENO
POLIBUTADIENO
CELULOSE
MATERIAIS POLIMÉRICOS: PRODUTOS 
POLIURETANA
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FORMADO PELA COMBINAÇÃO DE UM GRANDE NÚMERO 
DE UNIDADES DE REPETIÇÃO (MONÔMEROS)
MASSA MOLAR: 103 A 106 g/mol
AS PRINCIPAIS CLASSES, OS POLÍMEROS SÃO 
CONSTITUÍDOS DE: C, H, O, N
O QUE É UM POLÍMERO?
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TAMANHO DA MOLÉCULA 
SUBSTÂNCIA NÚMERO DE UNIDADES ESTADO FÍSICO
REPETITIVAS
ETANO 2 GÁS
HEXANO 6 LÍQUIDO
ÓLEO MINERAL 20-30 LÍQUIDO VISCOSO
PARAFINA 100-200 CÊRA
POLIETILENO 7000-18000 PLÁSTICO
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TAMANHO DA MOLÉCULA
HIDROCARBONETOS CONSTITUINTES DO PETRÓLEO
Hidrocarboneto Faixa de Ebulição, oC Nome
C1 a C4 -160 a 0 gás
C5 a C11 30 a 200 gasolina
C10 a C16 180 a 400 querosene, óleo diesel
C17 a C22 acima de 350 lubrificantes
C23 a C34 sólidos de baixo parafinas
ponto de fusão
> C35 sólidos asfalto
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Monômeros de Vinil-cloreto
cada monômero apresenta dois
átomos de carbono com ligações
duplas covalentes.
Polímero – poli vinil cloreto PVC
cada ligação dupla fornece
uma ligação para “conectar” com 
outro monômero formando um 
polímero.
POLÍMEROS
„ TERMO “POLÍMERO” SIGNIFICA MUITOS “MEROS”, 
UNIDADES DE FORMAÇÃO DE UMA MOLÉCULA 
LONGA 
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MACROMOLÉCULAS
„ CADA CLIPE PODE SER 
ENTENDIDO COMO UMA 
UNIDADE DE REPETIÇÃO
„ PONTOS DE DERIVAÇÃO SÃO 
“CARBONOS” QUE SE LIGAM EM 
DIREÇÕES DIFERENTES
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PLÁSTICO VS POLÍMERO
„ MUITAS VEZES UTILIZADOS COMO SINÔNIMOS 
E CHEGAM A SER CONFUNDIDOS
„ MATERIAIS PLÁSTICOS, DE FATO, SÃO 
ESTRUTURAS POLIMÉRICAS
„ PLÁSTICO DERIVA DO GREGO PLASTIKÓS, QUE 
SIGNIFICA “RELATIVO ÀS DOBRAS DO BARRO”, 
EM LATIM TRANSFORMOU–SE EM PLASTICU, 
QUE SIGNIFICA: “QUE PODE SER MOLDADO”.
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AS MACROMOLÉCULAS
„ ÁTOMOS DE CARBONO DO EIXO DA MOLÉCULA PODEM 
GIRAR E AINDA MANTER O ÂNGULO CORRETO. 
„ É POSSÍVEL FORMAR POLÍMEROS COM FORMAS 
COMPLEXAS
„ LIGAÇÕES COVALENTES ENTRE OS ÁTOMOS DE 
CARBONO EM UMA CADEIA POLIMÉRICA.
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PRINCÍPIOS DE POLIMERIZAÇÃO
„ REAÇÃO ENTRE UM OU VÁRIOS TIPOS DE MONÔMEROS, 
PRODUZINDOS POLÍMEROS
PRODUTO FINAL
CONFORMAÇÃO
POLÍMEROS 
SINTÉTICOS
POLÍMEROS 
NATURAISFONTES DE MATÉRIA-PRIMA
PROCESSOS QUÍMICOS E/OU 
FÍSICOS
SUBSTÂNCIAS 
INTERMEDIÁRIAS
PROCESSOS QUÍMICOS 
INTERMEDIÁRIOS
MONÔMEROS
POLIMERIZAÇÃO
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MONÔMEROS
„ MONÔMEROS SÃO SUBSTÂNCIAS CONSTITUÍDAS POR 
PEQUENAS MOLÉCULAS CUJAS LIGAÇÕES SÃO 
COVALENTE
„ MONÔMERO DEVE TER PELO MENOS 2 PONTOS REATIVOS 
EM CADA MOLÉCULA
„ PONTOS REATIVOS CORRESPONDEM ÀS LIGAÇÕES 
INSATURADAS ENTRE ÁTOMOS DE CARBONO E GRUPOS 
FUNCIONAIS OXIGENADOS OU NITROGENADOS
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PROCESSOS DE POLIMERIZAÇÃO
EXISTEM 2 TIPOS DE BÁSICOS DE PROCESSOS DE 
POLIMERIZAÇÃO
„ POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
„ POLIMERIZAÇÃO POR CONDENSAÇÃO
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POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
„ PONTOS REATIVOS DO MONÔMERO SURGEM DA 
RUPTURA DA LIGAÇÃO DUPLA C=C E FORMAÇÃO DE 
DUAS LIGAÇÕES
„ NÃO EXISTE A FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
„ OCORRE EM TRÊS ETAPAS:
„ INICIAÇÃO: APLICAÇÃO DE CALOR, LUZ, PRESSÃO 
OU CATALIZADOR PARA A RUPTURA DE LIGAÇÕES 
DUPLAS
„ PROPAGAÇÃO: CRESCIMENTO DE CADEIAS 
POLIMÉRICAS
„ TÉRMINO: DESAPARECIMENTO DE PONTOS 
REATIVOS
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POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
REPRESENTAÇÃO GERAL
POLIETILENO
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POLIMERIZAÇÃO POR CONDENSAÇÃO
„ OCORRE PELA REAÇÃO DE DUAS OU MAIS 
SUBSTÂNCIAS DIFERENTES
„ FORMAÇÃO DE CADEIAS POLIMÉRICAS 
ENVOLVE A ELIMINAÇÃO DE SUBPRODUTOS: 
ÁGUA, HCl ...
„ MONÔMEROS BIFUNCIONAIS: CADEIAS 
LINEARES
„ MONÔMEROS TRIFUNCIONAIS: RETÍCULOS 
TRIDIMENSIONAIS
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POLIMERIZAÇÃOPOR CONDENSAÇÃO
„ BIFUNCIONAIS EXEMPLO
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POLIMERIZAÇÃO POR CONDENSAÇÃO
„ TRIFUNCIONAIS BAQUELITE
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COPOLIMERIZAÇÃO
„ POLIMERIZAÇÃO PELA ADIÇÃO DE DOIS OU MAIS 
MONÔMEROS DISTINTOS: COMONÔMEROS
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CLASSIFICAÇÃO DOS COPOLÍMEROS
Copolímero alternado diferentes meros dispostos
alternadamente na cadeia
----- A – B – A – B – A – B ----
Copolímero bloco em alternância entre 
seqüências (blocos) dos 
meros diferentes
---- A – A – A – B – B - B – A – A – A ----
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BLENDAS POLIMÉRICAS
„ MISTURA FÍSICA OU MECÂNICA DE DOIS OU MAIS 
POLÍMEROS
„ INTERAÇÃO INTERMOLECULAR SECUNDÁRIA (COMO 
FORÇAS DE VAN DER WAALS, FORÇAS DE DISPERSÃO, 
ETC) 
„ NÃO OCORRE QUALQUER REAÇÃO QUÍMICA TRADICIONAL 
ENTRE AS CADEIAS MOLECULARES DOS DIFERENTES 
POLÍMEROS
„ MUITAS BLENDAS POLIMÉRICAS SÃO UTILIZADAS COMO 
PLÁSTICOS DE ENGENHARIA, COM MUITAS APLICAÇÕES, 
PRINCIPALMENTE NAS INDÚSTRIAS AUTOMOBILÍSTICA E 
ELETRO-ELETRÔNICA
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BLENDAS
„ BLENDAS: MISTURA MECÂNICA DE POLÍMEROS
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CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍMEROS
„ EM RELAÇÃO AO CALOR:
„ TERMOPLÁSTICOS
„ TERMOFIXOS
„ELASTÔMEROS
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TERMOPLÁSTICOS
„ MATERIAIS QUE PODEM SER AMOLECIDOS SOB AÇÃO DE 
CALOR, DEFORMAM-SE SOB AÇÃO DE TENSÕES E APÓS O 
RESFRIAMENTO RECUPERAM A NATUREZA SÓLIDA. 
PROCESSO PODE SER REPETIDO
„ DE USO COMUM: SÃO AQUELES FEITOS EM GRANDE 
QUANTIDADE E DE APLICAÇÕES MAIS SIMPLES. 
EX: PE, PP, PVC
„ DE ENGENHARIA: SÃO AQUELES QUE POSSUEM 
PROPRIEDADES MELHORES E TEM APLICAÇÕES TÉCNICAS. 
EX : PTFE, PA, ETC
„ DE USO ESPECIAL: SÃO AQUELE FEITOS EM QUANTIDADES 
MENORES COM PROPRIEDADES ESPECIAIS. 
EX: POLI(SULFONA), POLI (ÉTER-ÉTER-CETONA), 
POLI(AMIDA)
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TERMOFIXOS
„ MATERIAIS QUE PODEM SER AMOLECIDOS SOB AÇÃO 
DE CALOR, DEFORMAM-SE SOB AÇÃO DE TENSÕES E 
APÓS O RESFRIAMENTO RECUPERAM A NATUREZA 
SÓLIDA. PROCESSO NÃO PODE SER REPETIDO
„ EXEMPLO: SILICONES, POLIURETANO, EPÓXI
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BORRACHAS OU ELASTÔMEROS
„ NATURAIS OU SINTÉTICAS
„ EXIBEM ELASTICIDADE EM LONGAS FAIXAS DE 
DEFORMAÇÃO NA TEMPERATURA AMBIENTE APÓS O 
PROCESSO DE VULCANIZAÇÃO
„ CADEIAS COM LIGAÇÕES CRUZADAS, SEMELHANTE 
ÀS DOS TERMOFIXOS, PORÉM EM MENOR 
DENSIDADE DE RETICULAÇÃO
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ESTRUTURA
„ ESTRUTURA QUÍMICA
„ PONTO FUNDAMENTAL DA ESTRUTURA POLIMÉRICA:
„FORMAÇÃO DE LONGAS CADEIAS DE ÁTOMOS 
COM LIGAÇÕES COVALENTES
„COMBINAÇÃO DE ESTRUTURA QUASE QUE 
ILIMITADA, O QUE PERMITE OBTER INÚMEROS 
MATERIAIS DISTINTOS
„VARIEDADE DE POLÍMEROS ESTÁ ASSOCIADA À
TETRAVALÊNCIA DO CARBONO
„ EXISTEM DOIS TIPOS DE CADEIAS:
„CARBÔNICAS
„HETEROGÊNEAS
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CADEIAS CARBÔNICAS
R. Caram - 39
CADEIAS HETEROGÊNEAS
R. Caram - 40
CONFIGURAÇÃO FÍSICA
„ CADEIAS POLIMÉRICAS 
PODEM SER:
„ LINEARES
„ RAMIFICADAS
„ RETICULADA 
(COM LIGAÇÕES 
CRUZADAS)
R. Caram - 41
CONFIGURAÇÃO FÍSICA
„ TIPOS DE CADEIAS
R. Caram - 42
CADEIAS LINEARES
„ SÃO FORMADAS POR 
MONÔMEROS 
BIFUNCIONAIS
„ MOLÉCULAS 
ADJANCENTES SÃO 
UNIDAS POR FORÇAS 
SECUNDÁRIAS
„ PLASTICIDADE AUMENTA 
COM A TEMPERATURA
„ SÃO TERMOPLÁSTICOS
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CADEIAS RAMIFICADAS
„ SÃO FORMADAS POR 
CADEIAS LINEARES COM 
LIGAÇÕES 
PERPENDICULARES AO 
CORPO DO MONÔMEROS
„ RAMIFICAÇÕES 
AUMENTAM O 
ENTRELAÇAMENTO DE 
CADEIAS
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CADEIAS COM LIGAÇÕES CRUZADAS
„ POLÍMEROS COM ALTA DENSIDADE DE LIGAÇÕES 
CRUZADAS: TERMOFIXOS
„ POLÍMEROS COM BAIXA DENSIDADE DE LIGAÇÕES 
CRUZADAS: ELASTÔMEROS
„ VULCANIZAÇÃO: ENXOFRE UNE DUAS MOLÉCULAS
R. Caram - 45
VULCANIZAÇÃO
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PESO MOLECULAR E SUA DISTRIBUIÇÃO
„ TAMANHO DA MOLÉCULA SERÁ
DETERMINADO PELO NÚMERO 
DE UNIDADES REPETIDAS QUE A 
FORMAM
„ INFLUENCIA O 
COMPORTAMENTO DO 
POLÍMERO
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PESO MOLECULAR
„ POLÍMEROS SÃO 
FORMADOS POR 
MACROMOLÉCULAS 
QUE NA 
POLIMERIZAÇÃO 
CRESCEM ATÉ
TAMANHOS FINAIS 
DIFERENTES
„ ADOTA-SE A 
EXISTÊNCIA DE UM 
PESO MOLECULAR 
MÉDIO “M”
„ PESO MOLECULAR 
MÉDIO VARIA DE 103 A 
106
10.000 A 1.000.000ACETATO DE 
CELULOSE
200.000 A 400.000BORRACHA 
NATURAL
70.000 A 200.000POLIESTIRENO
40.000 A 200.000POLIPROPILENO
15.000 A 40.000POLIETILENO
PM MAIS COMUMPOLÍMERO
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PESO MOLECULAR E SUA DISTRIBUIÇÃO
„ MOLÉCULAS NÃO 
APRESENTAM SEMPRE O 
MESMO TAMANHO
„ PM DE UM POLÍMERO 
ESTÁ LIGADO AO 
TAMANHO MÉDIO DAS 
CADEIAS 
MACROMOLECULARES 
FORMADORAS DESTA 
ESTRUTURA E SUA 
DISTRIBUIÇÃO
TAMANHO DAS MOLÉCULAS
1
18
45
60
76
70
58
27
10
10
20
30
40
50
60
70
80
15 16 17 18 20 21 22 23 24
Tamanho dos fios
Q
u
n
a
t
i
d
a
d
e
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GRAU DE POLIMERIZAÇÃO
„ PESO MOLECULAR ESTÁ ASSOCIADO AO TAMANHO DAS CADEIAS 
POLIMÉRICAS
„ TAMANHO DAS CADEIAS É AVALIADO PELO GRAU DE POLIMERIZAÇÃO 
“GP”
„ GP = (PESO MOLECULAR DO POLÍMERO) 
(PELO MOLECULAR DO MERO)
„ EXEMPLO:
GRAU DE POLIMERIZAÇÃO DO PVC
PESO MOLECULAR = 31000
MERO – 2 ÁTOMOS DE C; 3 ÁTOMOS DE H E 1 ÁTOMO DE Cl
GP= 31000/(2X12+3X1+1X35)=500 MEROS/MOLÉCULA
R. Caram - 50
POLÍMEROS: CRISTALINIDADE
„ ARRANJO MOLECULAR MOSTRANDO AS FASES 
CRISTALINAS E AMORFA
„ NÃO SÃO COMPLETAMENTE CRISTALINOS, MAS PODEM 
SER COMPLETAMENTE AMORFOS
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PROPRIEDADES
„ EM GERAL: QUANTO MAIOR O COMPRIMENTO DA MOLÉCULA, 
MAIOR A RESISTÊNCIA MECÂNICA E MAIOR A RESISTÊNCIA AO 
CALOR
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PROPRIEDADES – DEGRADAÇÃO
„ DEGRADAÇÃO É QUALQUER REAÇÃO QUÍMICA 
DESTRUTIVA DOS POLÍMEROS, PODE SER CAUSADA 
POR AGENTES FÍSICOS E/OU AGENTES QUÍMICOS
„ CAUSA MODIFICAÇÕES IRREVERSÍVEIS NAS SUAS 
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
„ PODE AFETAR A CADEIA PRINCIPAL, OS GRUPOS 
LATERAIS OU O ARRANJO MOLECULAR ORIGINAL , 
PORTANTO, OCORRE MUDANÇA NAS PROPRIEDADES 
DOS POLÍMEROS
Químicos
Térmicos
Físicos
Fatores