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Polímeros 
Química Aplicada à Engenharia Civil 
 
Profª. Fernanda A. F. Lima 
Constituição 
 Hidrocarbonetos: compostos de 
hidrogênio e carbono - ligações 
intramoleculares covalentes. 
 
 Hidrocarbonetos insaturados e saturados 
 
Definição 
 Polímeros são macromoléculas 
caracterizadas por seu tamanho, estrutura 
química e unidades de repetição. 
 
 ( 2x ) dímero, 
 ( 3x ) trímero, 
 ( nx ) polímero. 
Exemplos 
 dímero: 
repetição de duas moléculas do etino (acetileno) 
produz o butenino. 
Exemplos 
 trímero: 
repetição de três moléculas do etino (acetileno) 
produz o benzeno. 
 
 
Exemplos 
 polímero: 
repetição de n moléculas do eteno (etileno) 
produz o polietileno. 
Grau de polimerização (GP ou DP) 
Chama-se Grau de polimerização o n da 
equação. O GP médio para o polietileno varia 
de 3500 a 25000, correspondente a massas 
moleculares médias de 100000 a 700000 g/mol. 
Grau de polimerização (GP ou DP) 
GP = MW polímero / MW monômero 
Onde MW é a massa molar dada em g/mol. 
 
Este deve ser calculado baseado na média dos pesos 
moleculares de todos os monômeros. 
 
Ex. 1: Para o polietileno, cujo único monômero que o 
compõe é C2H4, a massa molecular é 150000 g/mol, então 
temos: 
MW monômero = (12g/mol C x 2) + (1g/mol H x 4) = 28 g/mol 
 
Então, GP = 150000 / 28 GP = 5357 
Propriedades do polímero 
As propriedades mecânicas e o comportamento do 
polímero durante o processamento são altamente 
dependentes do tamanho médio e da distribuição dos 
monômeros nas cadeias poliméricas. 
 
Pesos moleculares diferentes podem mudar 
completamente as propriedades do polímero (propriedades 
físicas, mecânicas, térmicas, reológicas, de processamento 
e outras), e por esta razão, os polímeros são caracterizados 
principalmente por seu peso molecular. 
 
Tanto o peso molecular quanto a distribuição de pesos 
moleculares são determinadas pelas condições operacionais 
da reação. 
Classificação dos polímeros 
1. Quanto à ocorrência 
• polímeros naturais Ex.: queratina, celulose, amido, 
borracha natural (látex). 
 
1. Quanto à ocorrência 
• polímeros sintéticos (produzidos a partir de moléculas 
orgânicas). 
 
2. Quanto ao método de obtenção 
Polímeros de adição: ocorre pelo rompimento 
de duplas ou triplas ligações 
a) obtidos pela adição de um único monômero: 
HOMOPOLÍMERO 
b) obtidos pela adição de dois ou mais 
monômeros diferentes: COPOLÍMERO 
Polímeros de condensação: obtidos pela 
adição de dois monômeros diferentes com 
eliminação de substância inorgânica 
(geralmente água ou gás amoníaco). 
 
Polimerização por Adição 
Polimerização por Condensação 
2. Quanto ao método de obtenção 
2. Quanto ao método de obtenção 
2. Quanto ao método de obtenção 
3. Quanto à estrutura molecular 
Lineares: são geralmente, termoplásticos. 
 Cada monômero é ligado a outros dois monômeros 
por suas extremidades. Permite flexibilidade. 
Ex: polietileno, policloreto de vinila, poliestireno, nylon, 
polimetilmetacrilato e fluorcarbonos. 
Ramificados: Um monômero pode se ligar a mais de 
dois outros monômeros, resultando em ramificações 
que permitem ganho no volume, baixa 
compactação e baixo peso molecular. Atuam como 
plastificantes. Ex: Poliacetato de vinila e polietileno. 
3. Quanto à estrutura molecular 
Ligação cruzada: Obtidas pela inserção de átomos 
ou moléculas adicionais que se conectam 
covalentemente à cadeia do polímero. Processo 
chamado vulcanização (aquecimento com 3 a 8% 
de enxofre), reage nos pontos de insaturação do 
polímero e alinha a estrutura, conferindo resistência 
a deformações. Ex: borrachas vulcanizadas 
(pneus). 
3. Quanto à estrutura molecular 
Polímeros em rede: Possuem três ou mais ligações 
covalentes ativas formando redes tridimensionais. 
Ex: Epóxis, poliuretanos, fenol-formaldeído. 
3. Quanto à estrutura molecular 
Polímero amorfo: As cadeias do polímero estão em 
desordem, arranjadas em espirais randômicas sem 
que haja um ponto de derretimento fixo. 
Polímero cristalino: As cadeias do polímero estão 
em estado ordenado, com forma definida. Existe um 
ponto de derretimento definido. 
Polímero Semi-cristalino: As cadeias se apresentam 
ora ordenadas, ora desordenadas, de forma que se 
encontram em um estado intermediário de 
cristalinidade. 
4. Quanto ao estado de conformação 
Polímero amorfo 
 
 
 
Polímero cristalino 
 
 
 
Polímero Semi-cristalino 
4. Quanto ao estado de conformação 
 A natureza química da cadeia do polímero é o principal 
fator que influencia na probabilidade de um polímero 
exibir uma estrutura cristalina. 
 Polímeros capazes de formar ligações intermoleculares 
distribuídas ao longo da cadeia favorecem um maior grau 
de cristalinidade. 
 Homopolímeros possuem maiores condições de formar 
uma estrutura mais cristalina do que copolímeros 
randômicos. Isto porque os copolímeros possuem uma 
distribuição não uniforme de forças intermoleculares. 
 Pressão e temperatura podem influenciar na 
cristalinidade. 
Fatores que afetam a cristalinidade 
 Está relacionada à forma com a qual os grupos funcionais R 
estão dispostos na molécula: 
Estereoregularidade ou Taticidade 
 A estereoregularidade pode ser crítica para controlar a 
cristalinidade e a transição térmica de alguns 
polímeros. 
 A temperatura pode ser muito importante no controle 
da colocação do monômero na cadeia do polímero, 
determinando a estereoregularidade do polímero. 
Estereoregularidade ou Taticidade 
*Tg = temperatura de transição vítrea ocorre com 
polímeros amorfos ou semi-cristalinos (80% ). 
 
Quando um polímero está a uma temperatura abaixo da 
sua Tg, o movimento de cadeia está congelado (~ 
sólido). À medida que a temperatura vai aumentando, 
ocorre um ganho da mobilidade da fase desordenada. 
Conhecer a passagem do estado vítreo para o 
elastomérico/borrachoso (Tg) é muito importante para 
conhecer o comportamento do polímero. 
As mudanças podem ser reversíveis. 
Transições Térmicas 
No esquema é mostrado um 
polímero semicristalino, com 
fases cristalina e vítrea. A 
primeira é representada por 
cadeias paralelas e está 
associada à fusão (Tf). Já a 
fase vítrea é representada por 
cadeias desordenadas, 
enoveladas, associadas à 
transição vítrea (Tg). 
*Quando há ligações cruzadas 
no polímero, sua densidade é 
aumentada e o movimento 
molecular é restringido e 
portanto, a Tg aumenta. 
 
 
Transição Vítrea 
 Quando há ligações cruzadas no polímero, sua densidade 
é aumentada e o movimento molecular é restringido e 
portanto, a Tg aumenta. 
 Quando há maior ramificação na cadeia, menor é o valor 
da Tg. Onde há mais ramificações, ocorre o afastamento 
entre as cadeias e a interação vai diminuindo, os 
segmentos do polímero ficam mais livres para 
movimentarem-se e, portanto, a transição vítrea ocorre em 
uma temperatura menor. 
 
 
Transição Vítrea 
A Tm ou Tf é uma transição de 1ª ordem e é a temperatura 
de fusão dos domínios cristalinos de uma amostra de 
polímero. 
 
A Tg é uma transição de 2ª ordem e é a temperatura na 
qual o domínio amorfo de um polímero readquire 
progressivamente a sua mobilidade. 
 
Tg e Tm determinam a faixa de temperatura na qual o 
polímero pode ser empregado. Verifique a faixa de 
trabalho para os termoplásticos abaixo: 
Transições Térmicas 
Temperaturas de fusão e transição vítrea para algunsmateriais 
poliméricos mais comuns. 
Transições Térmicas 
As propriedades mecânicas dos polímeros podem ser 
especificadas pelo módulo de elasticidade. Este dado 
prediz o limite de resistência à tração e as resistências 
ao impacto e à fadiga, sendo que para muitos 
polímeros, utiliza-se de gráficos tensão-deformação 
para a caracterização de alguns destes parâmetros 
mecânicos. 
Propriedades Mecânicas 
Comportamento tensão-deformação para polímeros 
A curva A ilustra o comportamento de polímeros frágeis, que apresentam ruptura no 
trecho elástico. 
A curva B caracteriza o trecho inicial elástico, seguido por escoamento e por uma região 
de deformação plástica até a ruptura à tração (limite de resistência à tração LRT). 
A curva C é totalmente elástica, típica da borracha (característica da classe dos 
Elastômeros). 
Propriedades Mecânicas 
A principal propriedade ótica a ser considerada neste 
trabalho é a transparência, apresentada por polímeros 
amorfos ou com muito baixo grau de cristalinidade, 
quantitativamente expressa pela transmitância (razão 
entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a 
quantidade de luz que incide perpendicularmente à 
superfície, podendo alcançar até 92% nos plásticos 
comuns). Materiais poliméricos muito cristalinos tornam-
se translúcidos ou semitransparentes, ou mesmo 
opacos. 
Propriedades Óticas 
Oxidação: Resistência aumenta em macromoléculas apenas 
com ligações simples entre átomos de carbono. Ex: PE, 
PP. Resistência é menor particularmente em borrachas 
rompendo as cadeias e na presença de ozônio. 
 
 
 
 
 
Calor: Maior resistência abaixo da temperatura de transição 
vítrea. Ex: PVC. 
Resistência a intempéries 
Raios Ultra-Violeta: Menor resistência em macromoléculas 
com dupla ligação entre átomos de carbono. Ex: PP ou 
LDPE, expostos à luz do sol. 
 
 
 
Umidade: Polímeros que absorvem água sofrem alteração de 
volume, podendo aumentar o peso do material. Resinas 
fenólicas, por exemplo, no caso de cura incompleta dos 
laminados, incham, mudam de tamanho e sofrem 
delaminação. 
Resistência a intempéries 
Ácidos: O contato com ácidos pode causar parcial destruição 
das moléculas poliméricas. Ex: Resinas melamínicas e 
produtos celulósicos sofrem alteração. 
 
 
 
 
Bases: Soluções alcalinas, usualmente aquosas, são 
bastante agressivas a polímeros cuja estrutura apresente 
certos agrupamentos como carboxila, hidroxila, fenólica e 
éster. Ex: Resinas fenólicas e epoxídicas. 
Resistência a intempéries 
Ácidos: O contato com ácidos pode causar parcial destruição 
das moléculas poliméricas. Ex: Resinas melamínicas e 
produtos celulósicos sofrem alteração. 
Bases: Soluções alcalinas, usualmente aquosas, são 
bastante agressivas a polímeros cuja estrutura apresente 
certos agrupamentos como carboxila, hidroxila, fenólica e 
éster. Ex: Resinas fenólicas e epoxídicas. 
Solventes e Reagentes: Solventes polares solubilizam 
moléculas polares, solventes apolares solubilizam 
moléculas apolares. Se o solvente possui afinidade pelo 
polímero, ocorre a penetração entre as cadeias 
macromoleculares, gerando interações físico-químicas 
(pontes de hidrogênio, ligações dipolo-dipolo ou mesmo 
forças de Van der Waals). 
Resistência a intempéries 
Classificação quanto à Aplicação 
 Os plásticos que sofrem fusão sem decomposição, são 
chamados de termoplásticos, isto é, podem ser 
remoldados sucessivamente. São relativamente macios e 
possuem estrutura linear ou pouco ramificada. Ex.: 
poletileno, polipropileno, politetrafluoretileno (teflon)... 
 Elastômeros são polímeros que à temperatura ambiente 
podem ser alongados repetidamente, com grande grau de 
elongação, e ao retirar-se o esforço, volta a sua forma 
original. Ex: borrachas. 
 Os plásticos que sofrem decomposição por alto 
aquecimento, não se dissolvem e não permitem serem 
remoldados, são chamados de termoendurecíveis, 
termofixos ou termorrígidos. Obs: Termorrígidos não 
apresentam Tm após o processo de cura. Ex: borrachas 
vulcanizadas, resinas epoxi e fenólicas, silicone... 
Classificação quanto à Aplicação 
Para Instalações residenciais, comerciais e industriais 
(tubulações de água e esgoto sanitário, captação e 
condução de águas pluviais) – PVC (poli cloreto de vinila) 
para temperatua ambiente e CPVC (policloreto de vinila 
clorado) para água quente. 
Componentes em PVC possuem menor custo de material e de 
mão-de-obra em relação aos materiais tradicionalmente 
utilizados, são resistentes à corrosão, a lisura das paredes 
internas resulta em maior velocidade do fluxo e menos 
formação de depósito, não são condutores de eletricidade, 
coeficiente de expansão térmica muito maior que outros 
matérias, são praticamente imunes ao ataque de bactérias 
e fungos, possuem densidade menor que materiais 
tradicionais como cerâmica e ferro galvanizado. 
Classificação quanto à Aplicação 
Para Instalações elétricas (fios e cabos de instalações 
elétricas, telefônicas, antenas de televisão e FM, 
eletrodutos, componentes terminais da instalação - caixas, 
espelhos, tomadas, interruptores) – PVC (poli cloreto de 
vinila), PS (poliestireno), PE (polietileno), PP (polipropileno), 
PPO (polióxifenileno) e o PCTFE (politrifluorcloroetileno). 
Os fios são filamentos formados por um condutor e os cabos, 
formados por vários condutores. 
Os eletrodutos poliméricos são destinados ao alojamento e 
proteção dos fios elétricos e podem ser rígidos ou flexíveis 
e possuem em comum a elevada resistência à compressão, 
o que permite que sejam embutidos em lajes, paredes e 
pisos. 
Classificação quanto à Aplicação 
Para Fechamento de fachadas (esquadrias e portas) – PVC 
(poli cloreto de vinila) já corresponde a 50% da matéria-
prima utilizada, mas ainda há muita resistência em substituir 
totalmente o alumínio e os vidros. 
 
A fabricação das portas de PVC baseia-se na mesma 
formulação utilizada para a fabricação de janelas em PVC 
rígido. Atualmente a porta sanfonada em PVC rígido é um 
produto bem sucedido devido à sua facilidade de limpeza, 
instalação e funcionamento, cujas funções são dividir e 
decorar os ambientes. Quando recolhidas ocupam pouco 
espaço e podem ser instaladas em paredes que já 
receberam acabamento. 
Classificação quanto à Aplicação 
Para Fechamento de coberturas (telhas) – PVC rígido, 
policarbonato, fibra de vidro e polipropileno. 
O PVC neste caso pode se apresentar de forma translúcida ou 
opaca, com boa resistência química e absorção acústica e 
térmica. 
As telhas de fibra de vidro são de baixo peso, com fácil 
manuseio na aplicação e economia no transporte; alta 
resistência mecânica; boa resistência química; menor custo 
de acabamento. 
As telhas de polipropileno (PP) são uma nova tecnologia que 
consiste num sistema de módulos com encaixes, formadas 
por agrupamentos de até seis telhas de PP, reproduzidas 
com o mesmo design de telhas tradicionais. 
Classificação quanto à Aplicação 
Para pisos, revestimentos e forros – PVC ou copolímeros 
de cloreto de vinila. Oferecem facilidade e economia na 
aplicação, são versáteis, podendo ser aplicados em 
diferentes ambientes, resistência comprovada com relação 
à dureza e impacto, boa resistência a agentes químicos 
com bases, sais e ácidos. 
Papéis de parede confeccionados em PVC são capazes de 
suportar a lavabilidade e possuem estabilidade da cor. 
O forro possui uma diversidade de funções como acabamento 
interior, isolamento térmico, absorções sonoras, delimitação 
espacial e ocultação de redes de instalação. Os painéis 
mais utilizadossão os de gesso, fibras vegetais, resinas 
sintéticas (principalmente PVC e acrílico), de madeira e de 
metal. 
Classificação quanto à Aplicação 
Para tintas e vernizes – compostas principalmente de 
emulsões acrílicas-estirenadas, emulsões acrílicas puras, 
as vinilacrílicas e os PVAs (poliacetato de vinila). Estas 
substâncias conferem baixo módulo de elasticidade, uma 
grande resistência a intempéries e ótima aderência ao 
substrato onde é aplicada. 
Tem a finalidade de proteger de corrosão e ataques químicos 
e melhorar esteticamente as superfícies. 
Processamento de polímeros 
Termoplásticos, elastômeros, termofixos e compósitos são 
processados com várias técnicas de conformação: 
 
 1) Completo preenchimento das cavidades de um molde: 
Moldagem por Injeção (termoplásticos, elastômeros), por 
Compressão (termofixos). 
 
 2) Manufatura contínua de um produto, com seção 
transversal constante: Extrusão (termoplásticos, 
elastômeros). 
 
Polietileno (PE) 
Polietileno de alta densidade HDPE 
Polietileno de baixa densidade LDPE 
Polipropileno 
Poliestireno (PS) 
 
PVC 
 
PVA 
 
Teflon 
 
PMMA 
 
Poliuretano 
 
Bioespuma 
 
Baquelite 
 
Baquelite 
PET = Polietileno Tereftalato 
 
Poliamidas = nylon 
 
Vulcanização 
 
Processo de Polimerização por 
emulsificação