8. Materiais Poliméricos

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MATERIAIS POLIMÉRICOS
POLÍMEROS
CONCEITO
Macromoléculas constituídas de unidades
repetitivas, ligadas através de ligações
covalentes.
Moléculas são eletricamente neutras com
ligações secundárias.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Classificação
Naturais: Madeira, borracha, proteínas.
Sintéticos: PVC, poliestireno, poli(metacrilato 
de metila)
celulose
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Exemplos de fontes de monômeros para 
obtenção de alguns polímeros sintéticos
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Natureza das ligações
Fatores de influência:
• Número de ligações entre átomos.
• Comprimento da ligação.
• Intensidade das ligações.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Número de ligações
Elétrons de valência Responsáveis pelo 
número de ligações
Grupo da tabela periódica
4A 5A 6A 7A
C N O F
Si P S Cl
Ge Br
I
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Comprimento e intensidade 
das ligações
Número de ligações
Influência sobre 
comprimento e 
intensidade
Muitas ligações Átomos próximos
Menor comprimento de 
ligação
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Exemplos
Tipo de 
ligação
Comprimento da 
ligação (nm)
Energia de ligação 
(Kcal/mol)
C-C 0,154 88
C=C 0,130 162
C≡C 0,120 213
C=O 0,120 128
C-Cl 0,180 81
C-N 0,150 73
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Configuração física
Linear
Ramificada
Reticulada (Ligação
cruzada)
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Polímeros lineares
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Polímeros ramificados
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Polímeros em rede
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Estrutura do Estado Agregado
Aglomeração das moléculas depende:
• Estrutura molecular.
• Atração entre as moléculas.
• Capacidade de ordenação.
• Capacidade de orientação.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Estados de agregação
A aglomeração das moléculas define
características que afetam diretamente as
propriedades dos polímeros.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Classificação dos polímeros 
Termoplásticos: são polímeros que podem ser
repetidamente processados sob aquecimento.
Possuem cadeias lineares e ramificadas, com
forças de interação relativamente fracas.
Ex: polietileno, PVC, poli(metacrilato de metila)
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Classificação dos polímeros 
Termofixos: não podem ser amolecidos com o
aquecimento, mantendo-se permanentemente
rígidos com o aumento da temperatura. Cadeias
com alta densidade de ligações cruzadas.
Ex: Resinas epóxi, resinas de poliésteres.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Classificação dos polímeros 
Elastômeros: São conhecidos como borrachas,
apresentam grande elasticidade, voltando a
forma anterior após estiramento. São elásticos
porque possuem pequena quantidade de
ligações cruzadas.
Ex: borracha natural, polibutadieno, silicone.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos de polimerização
Polimerização: reação química que conduz a 
formação de polímeros.
Polimerização por adição
Formam polímeros com unidades repetitivas
de fórmula molecular idêntica ao monômero
de partida.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos de polimerização
Etapas polimerização por adição
• Iniciação: rompimento das ligações duplas.
• Propagação: início do processo de
formação das cadeias poliméricas pelos
pontos reativos.
• Término: eliminação dos pontos reativos,
encerrando a polimerização.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos de polimerização
Exemplo adição
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos de polimerização
Polimerização por condensação
• Reação acontece entre dois monôneros, di ou
tri funcionais, com eliminação de uma pequena
molécula, como água ou HCl.
• Monômeros bifuncionais: cadeias lineares
• Monômeros trifuncionais: cadeias
tridimensionais.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos de polimerização
Exemplo de condensação
Ácido tereftálico Etileno glicol
Tereftalato de etilenoo - poliéster
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos industriais de polimerização
Polimerização em massa.
• Apenas o monômero e o iniciador estão
presentes.
• Econômica.
• Polímeros com alto grau de pureza.
• Exotérmica, difícil controle de temperatura e
agitação.
• Utilizada na fabricação de lentes plásticas.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos industriais de polimerização
Polimerização em solução:
• Monômero, iniciador e um solvente para formação
de sistema homogêneo.
• Polímero formado pode ser solúvel ou insolúvel.
• Sistema de fácil agitação, evitando
superaquecimento.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos industriais de polimerização
Polimerização em suspensão:
• Monômero e iniciador são insolúveis no meio
dispersante.
• Agitação é fator importante para evitar a
coalescência das gotículas de monômero-
polímero.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Processos industriais de polimerização
Polimerização em emulsão:
Este processo envolve uma emulsão
estável de água, monômeros do
polímeros, e um surfactante (sabão ou
detergente) como o agente
emulsificante. Os surfactantes formam
micelas, que dissolvem os monômeros,
geralmente hidrofóbicos. Os iniciadores
de radicais livres, quando jogados na
fase aquosa, também migram para a
fase micelar, iniciando a polimerização.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Comparação entre os processos
TIPO VANTAGENS DESVANTAGENS
Massa # Alto grau de pureza
# Requer equipamentos simples
# Difícil controle de temperatura
# Distribuição de peso molecular 
larga
Solução # Fácil controle da temperatura
# A solução polimérica formada pode 
ser diretamente utilizada
# O solvente reduz o peso molecular e 
a velocidade da reação
# Dificuldades na remoção dos 
solventes
Emulsão
# Polimerização rápida
# Obtenção de polímeros com alto 
peso molecular
# Fácil controle da temperatura
# Contaminação do polímero com 
agentes emulsificantes e água
Suspensão # Fácil controle da temperatura
# Obtenção do polímero na forma de 
pérolas
# Contaminação do polímero com 
agentes estabilizantes e água
# Requer agitação contínua
ADITIVOS
ADITIVOS
ADITIVOS
ADITIVOS
ADITIVOS
Técnicas de conformação dos polímeros
Técnicas de conformação dos polímeros
Técnicas de conformação dos polímeros
Técnicas de conformação dos polímeros
Técnicas de conformação dos polímeros
Técnicas de conformação dos polímeros
Técnicas de conformação dos polímeros
Técnicas de conformação dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Principais grupos de materiais poliméricos de acordo com o seu 
comportamento mecânico até a ruptura
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Ensaio de tração de um material polimérico
Propriedades dos polímeros
Alongamento de um corpo-de-prova após a ruptura
Propriedades dos polímeros
Representação esquemática do comportamento tensão-deformação para 
um polímero termoplástico parcialmente cristalino
Propriedades dos polímeros
Diagrama tensão-deformação para um polietileno de baixa densidade a 
diferentes temperaturas
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Propriedades dos polímeros
Tipos de polímeros
Tipos de polímeros
reciclagem
Tipos de polímeros
Tipos de polímeros