Polímeros

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Polímeros são materiais compostos por macromoléculas. Essas macromoléculas são cadeias compostas pela repetição de uma unidade básica, chamada mero. Daí o nome: poli (muitos) + mero.
Os meros estão dispostos um após o outro, como pérolas num colar. Uma macromolécula assume formato muito semelhante ao de um cordão.
Logo, pode-se fazer uma analogia: as moléculas de um polímero estão dispostas de uma maneira muito semelhantes a um novelo de lã. É difícil extrair um fio de um modelo de lã. Também é difícil remover uma molécula de uma porção de plástico, pois as cadeias “seguram-se” entre si.
Por exemplo, o polietileno (ou, abreviadamente, PE) - plástico extremamente comum usado, por exemplo, em saquinhos de leite - é composto pela repetição de milhares de unidades da molécula básica do etileno (ou eteno):
onde n normalmente é superior a 10.000. Ou seja, uma molécula de polietileno é constituída da repetição de 10.000 ou mais unidades de etileno.
O parâmetro n é definido como sendo o Grau de Polimerização do polímero, ou seja, o número de meros que constitui a macromolécula.
Vejamos agora a definição formal de polímero: materiais, cujo elemento essencial é constituído por ligações moleculares orgânicas, que resultam de síntese artificial ou transformação de produtos naturais.
Alguns polímeros podem ser constituídos da repetição de dois ou mais meros. Neste caso, eles são chamados copolímeros. Por exemplo, a macromolécula da borracha sintética SBR é formada pela repetição de dois meros: estireno e butadieno:
Para enfatizar que um polímero é formado pela repetição de um único mero, ele é denominado homopolímero.
COMO SÃO PRODUZIDOS OS POLÍMEROS?
A matéria prima que dá origem ao polímero chama-se monômero. No caso do polietileno (PE) é o etileno (ou eteno).
Por sua vez, o monômero é obtido a partir do petróleo ou gás natural, pois é a rota mais barata.
É possível obter monômeros a partir da madeira, álcool, carvão e até do CO2, pois todas essas matérias primas são ricas em carbono, o átomo principal que constitui os materiais poliméricos. Todas essas rotas, contudo, aumentam o preço do monômero obtido, tornando-o não competitivo.
No passado, os monômeros eram obtidos de resíduos do refino do petróleo. Hoje o consumo de polímeros é tão elevado que esses “resíduos” de antigamente tem de ser produzidos intencionalmente nas refinarias para dar conta do consumo!
COMO SE DIVIDEM OS POLÍMEROS?
Há diversas maneiras de se dividir os polímeros. A classificação conforme as características mecânicas talvez seja a mais importante. Ela decorre, na verdade, da configuração específica das moléculas do polímero.
Sob este aspecto, os polímeros podem ser divididos em termoplásticos, termorrígidos (termofixos) e elastômeros (borrachas).
Termoplásticos:
São os chamados plásticos, constituindo a maior parte dos polímeros comerciais.
A principal característica desses polímeros é poder ser fundido diversas vezes. Dependendo do tipo do plástico, também podem dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, uma característica bastante desejável nos dias de hoje.
As propriedades mecânicas variam conforme o plástico: sob temperatura ambiente, podem ser maleáveis, rígidos ou mesmo frágeis.
Estrutura molecular: moléculas lineares dispostas na forma de cordões soltos, mas agregados, como num novelo de lã.
Exemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), poli(tereftalato de etileno) (PET), policarbonato (PC), poliestireno (PS), poli(cloreto de vinila) (PVC), poli(metilmetacrilato) (PMMA)...
Termorrígidos (Termofixos):
São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura.
Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado a altas temperaturas promove decomposição do material antes de sua fusão. Logo, sua reciclagem é complicada.
Estrutura molecular: na verdade, os cordões estão ligados fisicamente entre si, formando uma rede ou reticulado. Eles estão presos entre si através de numerosas ligações, não se movimentando com alguma liberdade como no caso dos termoplásticos. Pode-se fazer uma analogia com uma rede de malha muito fina.
Exemplos: baquelite, usada em tomadas e no embutimento de amostras metalográficas; poliéster usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, etc., na forma de plástico reforçado (fiberglass).
Elastômeros (Borrachas):
Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos.
Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão, de forma análoga aos termorrígidos.
Estrutura molecular: a estrutura é similar à do termorrígido mas, neste caso, há menor número de ligações entre os “cordões”. Ou seja, é como se fosse uma rede, mas com malhas bem mais largas que os termorrígidos. Exemplos: pneus, vedações, mangueiras de borracha.
Os polímeros correspondem ao agrupamento de monômeros que ao se ligarem formam macromoléculas. A reação que forma os polímeros é chamada de polimerização.
Os polímeros estão divididos em dois grupos diferentes, denominados polímeros de adição e condensação.
Polímeros de adição: formados a partir de um único monômero, através de uma reação de adição. As substâncias usadas na geração de polímeros manifestam de forma obrigatória uma ligação dupla entre os carbonos. Ao momento que ocorre a polimerização, acontece a quebra da ligação  π e também a geração de duas novas ligações simples.
Polímeros de condensação: são gerados pela reação entre dois monômeros diferentes através de uma reação de condensação. Nessa reação ocorre a eliminação de outra molécula, geralmente a água. Nessa modalidade de polimerização, os monômeros não necessitam demonstrar ligações duplas por meio dos carbonos, no entanto, é extremamente necessária a presença de doistipos de grupos funcionais distintos.
 
Os plásticos feitos de polímeros artificiais apresentam várias vantagens no que diz respeito à durabilidade, resistência e baixo custo de produção. Eles são praticamente inertes, impermeáveis, podem ser moldados a baixas temperaturas e são flexíveis e rijos o bastante a ponto de resistirem a impactos.
Essas e outras características apresentadas pelos plásticos fizeram com que a sua produção e seu uso, principalmente em embalagens, se tornassem generalizados e cada vez mais crescentes. Em nossa sociedade é impossível pensar em um único dia em que não tenhamos contato com produtos que contenham polímeros.
Entretanto, se por esse lado os polímeros se mostram vantajosos, quando se trata de seu descarte eles apresentam enormes desvantagens. Dentre elas, a pior é que a grande maioria dos plásticos não é biodegradável, isto é, eles não são decompostos por microrganismos, como fungos e bactérias. Isso significa que mesmo depois de jogados fora, os plásticos continuam por muitos e muitos anos conservando suas propriedades físicas e, dessa forma, continuam poluindo o ambiente e aumentando a quantidade de lixo.
Abaixo, temos uma tabela que mostra como os materiais feitos de polímeros podem levar tempo para sofrer degradação na natureza:
Tempo de degradação na natureza de alguns materiais feitos de polímeros
Assim, os plásticos são agentes poluidores bastante agressivos. Dependendo de onde se lança o lixo, a poluição e a degradação do meio ambiente causadas por esses produtos podem ser muito graves. Vejamos alguns desses:
Mar:se forem lançados no mar, esses polímeros podem causar a morte de vários animais, como peixes e tartarugas que morrem ao engolirem folhas e sacolas plásticas;
Já foram registradas mortes de animais em virtude da ingestão de películas de plásticos
Depósitos a céu aberto: esse tipo de depósito contamina todo o ambiente ao redor;
Aterros sanitários: nesse caso, o lixo é jogado sobre o solo, compactado e coberto com terra. O problema é que com a grande quantidade de plásticos, esses aterros não poderão ser usados futuramente paraconstrução ou agricultura, pois eles contaminam o solo e os lençóis freáticos. E como a quantidade de lixo está cada vez maior, faltam lugares que podem ser usados para essa finalidade. Assim, há a necessidade de se procurar lugares cada vez mais afastados dos centros urbanos, o que aumenta o custo do empreendimento;
A foto mostra uma área que funciona como aterro sanitário
Incineração: ao serem queimados, os plásticos podem lançar ao ar substâncias tóxicas, como o HCl, o NH3, o HCN, entre outros. Isso pode ser evitado se houver controle rigoroso de filtração e neutralização desses gases. Nesse caso, a incineração poderia ser uma excelente alternativa para a eliminação de lixo potencialmente perigoso, como os lixos hospitalares e de certas indústrias. As cinzas são jogadas nos aterros sanitários com menor volume. Além disso, a energia liberada na queima do lixo pode até ser usada para a geração de energia elétrica;
Incineradores como o da fotografia podem queimar materiais a temperaturas superiores a 900ºC, e, assim, diminuir o volume do lixo
Reciclagem: sem dúvida essa é a melhor solução para diminuir o problema do lixo. Essa medida, juntamente com medidas pessoais que visem à diminuição da quantidade de lixo produzido, como não comprar produtos com muitas embalagens e o aproveitamento do lixo, reutilizando tudo o que for possível, podem ajudar em muito na redução desse grande problema mundial.
É importante separar os materiais para reciclagem, como os plásticos, antes de descartá-los
Várias tentativas de se produzir polímeros biodegradáveis já foram feitas, uma delas foi a de se adicionar substâncias fotossintetizantes para ajudar os plásticos a serem decompostos pela luz. Outra tentativa foi a de adicionar amido ao polímero, pois o amido é um polímero natural, portanto, biodegradável, assim, depois que ele é degradado resta no ambiente menos plástico do que se o polímero estivesse sem o amido.
Por isso, é importante que a sociedade cobre medidas dos governos e autoridades, além de contribuir, não só para se descartar corretamente o lixo, mas também para diminuir a sua quantidade.