Aula 05 QUIMICA DOS MATERIAIS

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Química dos Materiais
Prof. João Mattos
Aula 5
Polímeros (Definição)
A etimologia da palavra polímero vem do grego poli (muitos) e mero (unidades de repetição). Um polímero é, portanto, a macromolécula formada por muitas (dezenas de milhares) de unidades de repetição denominadas meros, ligadas umas às outras por meio de uma ou mais ligações covalentes. 
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Polímeros (Definição)
As macromoléculas são majoritariamente constituídas de “C” e “H”, sendo comum a presença de materiais não metálicos, como F, O e N. 
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Polímeros (Definição)
Polímero  Monômero + Monômero...+ Monômero
Monômero
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Polímeros (Características Gerais)
Baixo ponto de amolecimento e ponto de fusão.
Baixa densidade.
Alta maleabilidade.
Baixa resistência mecânica (comparada a dos metais). 
Baixa dureza.
Isolantes térmicos e elétricos.
Resistentes a degradação por produtos inorgânicos e por alguns produtos orgânicos.
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Polímeros (Classificações)
Quanto a Origem: natural ou sintético. 
 Quanto a Reação de Preparação: adição ou condensação. 
Quanto a Estrutura Química: linear, ramificado ou reticulado. 
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Polímeros (Classificação)
Características de fusibilidade: termoplástico ou termofixo. 
Heterogeneidade da cadeia: homopolímero ou copolímero.
Comportamento mecânico: plásticos, elastômeros ou fibras.
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Polímeros Naturais
Polímeros Naturais são aqueles que encontramos na natureza, como borracha da seringueira, proteínas, celulose, polissacarídeos etc. 
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Polímeros Sintéticos
Polímeros sintéticos são aqueles produzidos artificialmente.
1828: Wolher (Alemanha) – obtenção da uréia.
1838: Regnault (França): realiza pesquisa associada ao policloreto de vinila - PVC. 
1835 – 1900: surgem derivados sintéticos de celulose. 
1839 (EUA): descobre a vulcanização. 
1879: surgem os primeiros polietilenos de baixo peso molecular. 
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Polímeros Sintéticos
1898: descoberta do policarbonato.
1907: Baekeland (USA) – obtenção das resinas de fenol-formaldeído (Baquelite®) 
1910: construção da primeira fábrica de rayon (seda artificial) nos EUA. 
1912: realização da polimerização do cloreto de vinila utilizando luz solar.
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Polímeros Sintéticos
1920 – 1950: desenvolvimento da maioria dos plásticos, motivado principalmente pelas guerras. 
1924: surgimento das fibras de acetato de celulose. 
1928: descoberta da primeira poliamida.
1938: surgimento do Nylon® (poliamidas) e do Teflon® (politetrafluoretileno).
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Polímeros (obtidos por condensação)
A reação química acontece entre dois monômeros com eliminação de um composto químico. 
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Polímeros (obtidos por adição)
Nesta possibilidade de produção, todos os átomos do monômero são incorporados na cadeia do polímero, não havendo eliminação de outro composto. 
Etileno
Catalisador
Polietileno
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Polímeros (Tipos de Estrutura Química)
Linear
Ramificada
Tridimensional
Com Reações 
Cruzadas
(cross-linked)
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Polímeros (Homopolímero e Copolímero)
Homopolímero: formado apenas de um único monômero.
Copolímero: formado de mais de um monômero.
Copolímero
Homopolímero
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Polímeros (Plásticos, Elastômeros ou Fibras)
Plásticos: apresentam-se sólidos na temperatura de utilização, normalmente a temperatura ambiente, ou próximo a ela, podem ser subdivididos em: termoplásticos, termorrígidos e baroplásticos.
Elastômetros: polímeros que na temperatura ambiente podem deformar-se no mínimo duas vezes o seu comprimento inicial, retornando ao comprimento original rapidamente depois de retirado o esforço.
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Polímeros (Plásticos, Elastômeros e Fibras)
Fibras: termoplástico orientado (com um sentido longitudinal dito eixo principal da fibra) satisfazendo a condição geométrica de L/D =1/100. Como exemplos, têm-se as fibras de poliacrilonitrila (PAN), os “náilons” (Nylon®) e o poliéster.
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Polímeros (Termofixos)
Polímeros Termofixos: enrijecem com o aumento de temperatura e não voltam a ser maleáveis com o resfriamento. Existem ligações cruzadas, dificultando o deslizamento entre as cadeias.
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Polímeros (Exemplos de Termofixos)
Resinas Epóxi: encapsulamentos, materiais para calafetar, materiais isolantes, pisos industriais, pranchas de surfe, tintas anticorrosivas etc.
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Polímeros (Exemplos de Termofixos)
Resinas Fenólicas: geralmente são utilizadas como parte de um compósito que possui fibras de vidro, amianto, madeira, formando materiais laminados.
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Polímeros (Exemplos de Termofixos)
Resinas Poliéster Insaturadas: roupas de “poliéster” puro ou misturadas com algodão.
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Polímeros (Termoplásticos)
Polímeros Termoplásticos: tornam-se macios e deformáveis com o aumento de temperatura. As ligações entre as cadeias são geralmente de Van der Waals  são recicláveis.
 
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Polímeros (Exemplos Termoplásticos)
O polipropileno, o polietileno, e o policloreto de vinila (popularmente conhecido como PVC).
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Química dos Materiais
Prof. João Mattos
Suponha que você tenha que projetar quimicamente um polímero que tenha ação lubrificante. 
Você consideraria ligações cruzadas ou não em sua estrutura molecular?