Aula 1 Fio 3

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TECNOLOGIA DE POLÍMEROS
Conceitos fundamentais
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Definição
poli = muitos
meros = unidades repetitivas
Material polimérico
constituído por cadeias longas formadas por unidades repetitivas
apresentam elevados valores de massa molar
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 Definições
Monômeros
= “Menor Parte” que constitui a macromolécula
Copolímeros
= Macromolécula linear formada por monômeros diferentes
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Síntese de Polímeros
Polimerização
Reação entre um ou mais monômeros que resulta na formação de cadeias poliméricas. Processo de obtenção do polímero, ou seja, aumento do peso molecular 
Polimerização de adição - não gera subprodutos
Exemplo - PS, PEAD, PEBD
Polimerização de condensação - gera subprodutos
Exemplo - PET.
Tipos de Polimerização:
*
Monômero
Moléculas de baixo valor de massa molar, capaz de reagir com moléculas iguais ou diferentes, para formar polímero
Monômeros para o PET
Etileno Glicol
Peso Molecular = 62 mol
 HO--CH2--CH2--OH
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Tipos de Reação de Polimerização
CONDENSAÇÃO
Sustância A
Sustância B
+
Obtenção do Monômero
Polímero
Sub Produto
*
Exemplo
Sustância A
Sustância B
+
Obtenção do Monômero
Polímero
Sub Produto
Poliamida 6.6
Acido Adípico
HexametilenoDiamina
*
Exemplo
Sustância A
Sustância B
+
Obtenção do Monômero
Polímero
Sub Produto
Poliamida 6.6
Acido Adípico
HexametilenoDiamina
Sal Nylon
PA 6.6
*
Exemplo
Sustância A
Sustância B
+
Obtenção do Monômero
Polímero
Sub Produto
Poliamida 6.6
Acido Adípico
HexametilenoDiamina
Sal Nylon
PA 6.6
Água
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Exemplo
Poliamida 6.6
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ADIÇÃO
Sustância A
Sustância B
+
Obtenção do Monômero
*
ADIÇÃO
Sustância A
Sustância B
+
Obtenção do Monômero
Polímero
*
ADIÇÃO
Sustância A
Sustância B
+
Obtenção do Monômero
Polímero
Sub Produto
NÃO FORMA SUB PRODUTO
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ADIÇÃO
Ex.: Polietileno
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Polímero 
Unidade repetitiva da cadeia do PET
*
*
*
PETRÓLEO
ÓLEO COMBUSTÍVEL
ÓLEO DIESEL 
GASOLINA
DIVERSOS
NAFTA
ETILENO
PARAXILENO
ÁCIDO TEREFTÁLICO
DIMETIL TEREFTALATO
ÓXIDO DE ETILENO
MONO ETILENO GLICOL
POLIÉSTER
BENZENO
PROPENO
CAPROLACTAMA
CUMENO
ACRILONITRILA
ADIPONITRILA
NYLON 6.6
ACRÍLICO
NYLON 6
FIBRAS SINTÉTICAS
 
 DIAGRAMA DE OBTENÇÃO
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PETRÓLEO
ÓLEO COMBUSTÍVEL
ÓLEO DIESEL 
GASOLINA
DIVERSOS
NAFTA
BENZENO
PROPENO
CAPROLACTAMA
CUMENO
ACRILONITRILA
ADIPONITRILA
NYLON 6.6
ACRÍLICO
NYLON 6
FIBRAS SINTÉTICAS
 
DIAGRAMA DE OBTENÇÃO
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Massa molar (peso molecular) (M)
M = n M0
massa molar do mero
número de meros na cadeia
oligômero : n (10 a 100) ; M ~ 1000
polímero : n > 100 M > 1000
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Homopolímero – arranjo estrutural dos átomos
linear
ramificada
reticulada
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Poliestireno - PS
unidade repetitiva = mero
monômero
polímero
*
unidade repetitiva = mero
poli(cloreto de vinila) - PVC
monômero
polímero
*
celulose
unidade repetitiva = mero
glicose
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Poli(tereftalato de etileno) 
Polimerização em massa
Policondensação com catalisador
óxidos ou sais metálicos
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Catalisadores:
 Acetato de manganês= promove a destilação do subproduto(metanol):
TEPA= inibidor da reação acima:
Trióxido de Antimônio - promove a policondensação( com auxílio de alta temperatura e pressão de vácuo < 1mmHg. 
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Polimerização 
reação de formação do polímero a partir do(s) monômero(s)
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Grau de Polimerização (GP) ou (n)
Número de meros na cadeia polimérica 
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Grau de Polimerização (GP) ou (n)
Número de meros na cadeia polimérica 
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Reação de Polimerização
Adição de Monômeros
Auto Clave
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Adição de Monômeros
Auto Clave
Reação de Polimerização
*
Adição de Monômeros
Auto Clave
Temperatura
Agitador
Reação de Polimerização
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Adição de Monômeros
Auto Clave
Temperatura
Pressão
Agitador
Reação de Polimerização
*
Adição de Monômeros
Auto Clave
Temperatura
Pressão
Início do Processo:
Baixo peso molecular
Baixa Viscosidade
Alta Fluidez
Agitador
Baixo Ponto de Fusão
Reação de Polimerização
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Adição de Monômeros
Auto Clave
Aumento do Comprimento das moléculas
Agitador
Reação de Polimerização
*
Adição de Monômeros
Auto Clave
Aumento do Comprimento das moléculas
Final do Processo:
Alto peso molecular
Agitador
Reação de Polimerização
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Adição de Monômeros
Auto Clave
Aumento do Comprimento das moléculas
Final do Processo:
Alto peso molecular
Alta Viscosidade
Agitador
Reação de Polimerização
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Adição de Monômeros
Auto Clave
Aumento do Comprimento das moléculas
Final do Processo:
Alto peso molecular
Alta Viscosidade
Baixa Fluidez
Agitador
Reação de Polimerização
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Reação de Polimerização
Adição de Monômeros
Auto Clave
Aumento do Comprimento das moléculas
Final do Processo:
Alto peso molecular
Alta Viscosidade
Baixa Fluidez
Agitador
Alto Ponto de Fusão
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Adição de Monômeros
Auto Clave
Aumento do Comprimento das moléculas
Final do Processo:
Alto peso molecular
Alta Viscosidade
Baixa Fluidez
Agitador
Alto Ponto de Fusão
Dióxido de Titânio
Reação de Polimerização
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O processo de Polimerização
 é interrompido 
quando a massa polimérica atinge a 
viscosidade ideal
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O QUE É OLIGÔMERO?
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O QUE É OLIGÔMERO?
Macromoléculas de Baixo Peso Molecular, ou seja, de Baixo Grau de Polimerização
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O QUE É OLIGÔMERO?
Macromoléculas de Baixo Peso Molecular, ou seja, de Baixo Grau de Polimerização
Influenciam na Polidispersão Molecular 
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INFLUÊNCIA DOS POLÍMEROS NAS CARACTERÍSTICAS DO 
PRODUTO FINAL
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COMPRIMENTO DA MACROMOLÉCULA
Monofilamento
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COMPRIMENTO DA MACROMOLÉCULA
Monofilamento
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COMPRIMENTO DA MACROMOLÉCULA
Monofilamento
Ligações Intermoleculares
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COMPRIMENTO DA MACROMOLÉCULA
Monofilamento
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COMPRIMENTO DA MACROMOLÉCULA
Monofilamento
Ligações Intermoleculares
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Quanto Maior o Comprimento da Macromolécula
Maior Quantidade de Ligações Intermoleculares
Maior Resistência à Tração 
Maior Viscosidade
Maior Ponto de Fusão
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Tipos de Ligações Intermoleculares
TECNOLOGIA DE POLÍMEROS
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Tipos de Ligações Intermoleculares
Ligações de Pontes de Hidrogênio
São ligações fortes formadas
 quando um átomo de hidrogênio é compartilhado 
entre duas moléculas 
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Ligações de Pontes de Hidrogênio
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Tipos de Ligações Intermoleculares
Ligações de Van Der Walls
São forças intermoleculares que ocorrem devido à polarização das moléculas 
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Ligações de Van Der Walls ( Dipólo )
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Ligações de Van Der Walls ( Dipólo )
*
Ligações de Van Der Walls ( Dipólo )
+
+
+
+
-
-
-
-
*
Ligações de Van Der Walls ( Dipólo )
Exemplo
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DISPOSIÇÃO DOS GRUPOS FUNCIONAIS NA MACROMOLÉCULA
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Macromolécula 1 
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Macromolécula 1 
Macromolécula 2 
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Macromolécula 1 
Macromolécula 2 
Ligações Intermoleculares 
*
Macromolécula 1 
Macromolécula 2 
Ligações Intermoleculares 
Aquecimento 
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Macromolécula 1 
Macromolécula 2 
Transformação em massa 
Após Aquecimento 
Rompimento das ligações 
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Macromolécula 1 
Macromolécula 2 
Transformação em Sólido 
Após novo resfriamento...
As ligações voltam a ocorrer 
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Macromolécula 1 
Macromolécula 2 
Redução no Nº de Ligações devido à alteração nas posições dos átomos 
Após novo resfriamento...
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ORIENTAÇÃO DAS MACROMOLÉCULAS NO INTERIOR DA FIBRA
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ORIENTAÇÃO DAS MACROMOLÉCULAS NO INTERIOR DA FIBRA
Zonas Amorfas Desorientadas
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ORIENTAÇÃO DAS MACROMOLÉCULAS NO INTERIOR DA FIBRA
Zonas Amorfas Desorientadas
Zonas Cristalinas Desorientadas
*
ORIENTAÇÃO DAS MACROMOLÉCULAS NO INTERIOR DA FIBRA
Zonas Amorfas Desorientadas
Zonas Cristalinas Desorientadas
Zonas Cristalinas Orientadas
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GRAU DE CRISTALIZAÇÃO
Quantidadede Macromoléculas Orientadas no Interior da Fibra
Define a Estrutura Micelar da Fibra além de Influenciar na Resistência, Alongamento e Absorção.
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PROPRIEDADES DINAMOMÉTRICAS
% Alongamento
Carga
Região Elástica
Região plástica
Região de Escoamento
Resistência Fibra A
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PROPRIEDADES DINAMOMÉTRICAS
% Alongamento
Carga
Região Elástica
Região plástica
Região de Escoamento
Resistência Fibra A
Resistência Fibra B
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Homopolímero
Um único tipo de mero na cadeia polimérica
polietileno
poliestireno
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Copolímero
Dois ou mais tipos de meros na cadeia polimérica
estireno–butadieno-estireno (SBS)
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estireno–acrilonitrila (SAN)
Copolímero
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Terpolímero (3 meros diferentes)
estireno–butadieno-acrilonitrila (ABS)
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Estrutura química
poliésteres
Poli(tereftalato de etileno)
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condensação
poliéster 
A + B  P + x
Estequiometria de obtenção
diácido + dialcool  poliéster + H2O 
dicloreto ácido + glicol  poliéster + HCl 
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Cadeia linear
polietileno - PE
poli(metacrilato de metila) - PMMA
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Cadeia ramificada
polietileno - PE
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Cadeia reticulada
Resina epóxi (EP) ou (ER)
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Homopolímero – configuração
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Polietileno - PE
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Poliestireno - PS
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Polímeros naturais / sintéticos
naturais
celulose
couro
borracha natural
outros
sintéticos
polietileno - PE
polipropileno - PP
poliestireno - PS
poli(cloreto de vinila) - PVC
policarbonato - PC
poli(metacrilato de metila) - PMMA
poliamida - PA 
pooli(tereftalato de etileno) - PET
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FLUXOGRAMA DA POLICONDENSAÇÃO
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VAPOR
TANQUE DE FUSÃO
DWT
CATALISADORES ADITIVOS
FILTRO
CONDENSADOR PARCIAL
EJETOR VÁCUO
RECEPTOR GLICOL
BOBINADORA
MANTA POLIMÉRICA
MOINHO
CHIPS
H2O
METANOL GLICOL
ESTERIFICADOR
CATALISADORES
GLICOL
DMT
RECEPTOR AUXILIAR
GLICOL
DWT
AUTO CLAVE
COMPLEXO DE EXTRUSÃO