Polimeros e Ensaios Fisico-Quimicos

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POLÍMEROS E ENSAIOS 
FÍSICO-QUÍMICOS 
13 e 14 de Outubro de 2011 
Curso Técnico em Química 
Disciplina ―Química dos Polímeros‖ 
Prof. Luiz Gustavo Criado Gonçalves 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 2 
Programação 
 13/10 
 9:00h – 12:30h: Introdução teórica à Química dos Polímeros, 
alinhamento das Bases Tecnológicas. 
 13:30h – 17:00h: Aulas Práticas – Preparação do Rayon, Preparação de 
Resinas (Anilina-Formaldeído, Fenol-Formaldeído, Uréia-Formaleído, 
Poliuretano). 
 
 14/10 
 9:00h – 12:30h: Aulas Práticas – Extração da Caseína do Leite, 
Produção de Cola a partir da Caseína, Obtenção da Geleca (Amoeba), 
Identificação e Propriedades dos Polímeros. 
 13:30h – 17:00h: Propriedades e Aplicações dos Polímeros, 
Considerações Finais. 
 
 
 
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Ciência dos Materiais 
 METAIS – Materiais metálicos consistem normalmente das 
combinações de elementos metálicos. Característica química principal: 
ligação metálica (e suas propriedades). 
 
 CERÂMICAS – Materiais cerâmicos são compostos formados entre 
elementos metálicos e elementos não-metálicos. Na maioria das vezes, 
são compostas por óxidos, nitretos e carbetos metálicos. Característica 
química principal: ligação iônica (e suas propriedades). 
 
 POLÍMEROS – Materiais poliméricos incluem os materiais comuns de 
plásticos e borrachas que são conhecidos. São essencialmente 
formados por cadeias carbônicas ligadas a hidrogênio, oxigênio, 
nitrogênio, enxofre e halogênios. Característica química principal: 
Ligação covalente (e suas propriedades). 
 
Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
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Polímeros 
 
 
 Molécula muito grande constituída de muitas unidades moleculares que 
se repetem, chamadas monômeros. 
 
 A reação que faz com que os monômeros se agreguem para constituir 
o polímero é chamada reação de polimerização: 
 
 n MONÔMERO  --[-POLÍMERO-]--n 
 
 Para que tenha aplicação industrial: 2000 < n < 100.000. 
 
Fonte: ALLINGER, N. L. Química Orgânica. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed Guanabara Dois, 1978. 
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Polímeros 
 
 
 Oligômeros: polímeros que não possuem massa molecular muito 
elevada. 
 
 Polímeros com alta massa molecular são chamados de alto polímeros 
(high polymer), com massas moleculares da ordem de 103 a 106 g/mol. 
 
 O número de meros na cadeia polimérica é chamado grau de 
polimerização. 
 
 O produto do grau de polimerização n e da massa molecular da 
unidade monomérica Mu, é a massa molecular do polímero Mpol: 
 Mpol = n . Mu 
Fonte: NOGUEIRA, J. S. N. Introdução a Polímeros. 1ª. Ed., Cuiabá: Ed GPNM, 2000. 
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Copolímeros 
 Os polímeros formados por um único tipo de monômero são 
designados homopolímeros. 
 
 Quando existem tipos diferentes de meros na composição dos 
polímero, este é chamado de copolímero. 
 
 Copolímero em bloco: A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A-A-A-A 
 
 Copolímero grafitizado: 
 
 B-B-B-B-B-B 
A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A 
 B-B-B-B-B-B 
 
Fonte: NOGUEIRA, J. S. N. Introdução a Polímeros. 1ª. Ed., Cuiabá: Ed GPNM, 2000. 
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Taticidade 
 Orientação dos substituintes em relação ao plano formado pela cadeia 
principal (em zigue-zague, devido à ligação sp3). 
 
 Polímero Isotático: ramificações voltadas para mesmo lado do plano: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: NOGUEIRA, J. S. N. Introdução a Polímeros. 1ª. Ed., Cuiabá: Ed GPNM, 2000. 
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Taticidade 
 Polímero Sindiotático: alternância de orientação em relação ao plano 
da cadeia: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: NOGUEIRA, J. S. N. Introdução a Polímeros. 1ª. Ed., Cuiabá: Ed GPNM, 2000. 
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Taticidade 
 Polímero Atático: não há qualquer regularidade de orientação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: NOGUEIRA, J. S. N. Introdução a Polímeros. 1ª. Ed., Cuiabá: Ed GPNM, 2000. 
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Taticidade 
 Encadeamento: cabeça-cauda, cabeça-cabeça e cauda-cauda: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: NOGUEIRA, J. S. N. Introdução a Polímeros. 1ª. Ed., Cuiabá: Ed GPNM, 2000. 
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Nomenclatura 
 Toma-se por base o nome do monômero, acrescentando o prefixo poli: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: NOGUEIRA, J. S. N. Introdução a Polímeros. 1ª. Ed., Cuiabá: Ed GPNM, 2000. 
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Classificação 
 São classificados quanto à estrutura das cadeias, métodos de 
preparação, características térmicas e mecânicas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: NOGUEIRA, J. S. N. Introdução a Polímeros. 1ª. Ed., Cuiabá: Ed GPNM, 2000. 
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Polímeros de Adição 
 São resultados de poli-reações de adição, a partir de monômeros 
vinílicos ou diênicos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
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Polímeros Vinílicos 
 São derivados de monômeros que possuem o esqueleto ―C = C‖. 
 
 Polietileno: derivado do etileno (eteno). 
 
 
 
 
 
 
 
 Possui alta resistência à umidade e ao ataque químico, porém baixa 
resistência mecânica. 
 Empregado na fabricação de folhas (toalhas, cortinas, envólucros) 
recipientes (baldes, sacos), brinquedos, etc. 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
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Polímeros Vinílicos 
 Polipropileno: derivado do propileno (propeno). 
 
 
 
 
 
 
 
 É mais duro e mais resistente ao calor que o polietileno. 
 
 Muito empregado na fabricação de artigos moldados e fibras. 
 
 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
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Polímeros Vinílicos 
 Poliisobutileno: derivado do isobutileno (isobuteno). 
 
 
 
 
 
 
 
 Constitui um tipo de borracha sintética denominada ―borracha butílica‖. 
 
 Muito empregado na fabricação de câmaras pneumáticas (bóias). 
 
 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 17 
Polímeros Vinílicos 
 Poliestireno: derivado do estireno (vinil-benzeno). 
 
 
 
 
 
 
 
 Muito resistente a ataques químicos, bom isolante elétrico, com boa 
transparência. 
 Muito empregado na fabricação de artigos moldados (pratos, xícaras, 
copos). 
 Quando recebe injeção de gases a quente, expande e dá origem ao 
isopor, com bom isolamento térmico. 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 18 
Polímeros Vinílicos 
 Policloreto de Vinila – PVC: obtido do cloreto de vinila (cloroeteno). 
 
 
 
 
 
 
 
 É duro e tem boa resistência térmica e elétrica. 
 Muito empregado na fabricação de caixas d´água, telhas e tubos. 
 Com plastificantes, torna-se mole e extremamente versátil, sendo 
usado tubos flexíveis, sapatos, luvas e couro sintético (usado em 
revestimento de estofados, automóveis, fitas vedantes, etc. 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros.1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 19 
Polímeros Vinílicos 
 Acetato de Polivinila – PVA: obtido do acetato de vinila. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Empregado na fabricação de tintas a base d´água (tintas vinílicas, de 
adesivos e de gomas de mascar. 
 
 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 20 
Polímeros Vinílicos 
 Politetrafluoretileno – TEFLON: obtido do tetrafluoretileno. 
 
 
 
 
 
 
 É o polímero que tem maior resistência ao calor e à corrosão por 
agentes químicos. Muito caro. 
 Empregado na fabricação de válvulas, registros, revestimento de 
panelas e utensílios de cozinha, próteses, isolamentos elétricos, 
revestimentos para equipamentos químicos. 
 A pressão necessária para produzir o Teflon é de cerca de 50.000 atm. 
 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 21 
Polímeros Acrílicos 
 São derivados de monômeros que possuem o esqueleto do ácido 
acrílico ―H2C=C(CH3)COOCH3‖. 
 Polimetacrilato de Metila – PMMA: obtido do acrilato de meta-
acrilato de metila. 
 
 
 
 
 
 
 
 Possui excelente resistência mecânica e ótimas propriedades ópticas. 
Conhecido como ―vidro plástico‖, Plexiglass ou Lucite. 
 Empregado na fabricação de lentes para óculos, parabrisas de aviões, 
janelas leves, etc. 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 22 
Polímeros Acrílicos 
 Poliacrilonitrila – PAN: obtido da acrilonitrila. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 É usado essencialmente como fibra têxtil, na fiação com algodão, lã ou 
seda. 
 Produz tecidos conhecidos como orlon, acrilan ou dralon, muito 
empregados na confecção de roupas de inverno. 
 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 23 
Polímeros Diênicos 
 São derivados de monômeros que possuem o esqueleto de dienos 
conjugados ―C=C—C=C‖. 
 Polibutadieno – BUNA: obtido do 1-3-butadieno. 
 
 
 
 
 
 
 
 Constitui uma borracha sintética não totalmente satisfatória, sendo 
muito utilizado na confecção de copolímeros. 
 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 24 
Polímeros Diênicos 
 Poliisopreno – Látex: obtido do 2-metil-1-3-butadieno (isopreno). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Muito conhecido como borracha natural, ou simplesmente látex. 
 Muito empregado na confecção de carcaças de pneus, bicos de 
chupetas e de mamadeiras, preservativos, etc., por possuir baixa 
irritabilidade dérmica. 
 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 25 
Polímeros Diênicos 
 Policloropreno ou Neopreno: obtido do 2-cloro-1-3-butadieno 
(cloropreno). 
 
 
 
 
 
 
 
 Constitui uma borracha sintética de ótima qualidade, muito resistente a 
tensões mecânicas, aos agentes atmosféricos e aos solventes 
orgânicos. 
 Muito empregado na fabricação de luvas, juntas, tubos flexíveis e no 
revestimento de materiais elétricos. 
 
Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 26 
Copolímeros 
 São formados por dois ou mais monômeros diferentes. 
 SARAN: obtido a partir do cloreto de vinila e do 1,1-dicloro-etileno. 
 
 
 
 
 
 
 
 É um polímero muito resistente aos agentes atmosféricos e aos 
solventes orgânicos. 
 Muito empregado na fabricação de tubos plásticos para estofados 
automotívos, filmes para envólucros de alimentos, etc. 
 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 27 
Copolímeros 
 PERBUNAM (BUNA-N): obtido a partir da acrilonitrila e do 1,3-
butadieno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 É uma borracha muito resistente aos óleos minerais, sendo muito 
empregada na fabricação de tubos para transporte de óleos 
lubrificantes em indústrias, automóveis, máquinas, etc. 
 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 28 
Estrutura dos Copolímeros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 29 
Polímeros de Condensação 
 São resultados de poli-reações de condensação entre monômeros 
iguais ou diferentes, com eliminação de moléculas simples (H2O, HCl, 
NH3, etc.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 30 
Polímeros de Condensação 
 Polifenol – Resina Fenol-Formaldeído: É o resultado da 
condensação entre o fenol e o formaldeído (metanal). 
 
 
 
 
 
 
 
 No primeiro estágio da polimerização, forma um polímero quase linear, 
de massa molecular baixa,conhecido como Novolae, empregado na 
fabricação de tintas, vernizes e colas para madeira 
 Se a reação prosseguir, forma-se a Baquelite, polímero mais antigo 
de uso industrial (1909). Empregado na fabricação de peças moldadas 
como cabos de panelas, tomadas, plugues, etc. 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 31 
Polímeros de Condensação 
 Resina Uréia-Formaldeído: É o resultado da condensação entre a 
uréia o formaldeído (metanal). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 É um material tridimensional, rígido e transparente, porém se torna 
opaco com o tempo. Com a adição de celulose se torna opaco, sendo 
usado em vernizes, resinas e impregnação de papéis. Muito conhecido 
como Fórmica. 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 32 
Polímeros de Condensação 
 Resina Melamina-Formaldeído: É o resultado da condensação 
entre a melamina o formaldeído (metanal). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 É um material tridimensional, de estrutura muito semelhante à da 
resina uréia-formaldeído, substituindo a uréia pela melamina na 
reação. Foi muito empregada na fabricação de discos musicais antigos. 
 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 33 
Polímeros de Condensação 
 Poliéster: É o resultado da condensação entre poliácidos carboxílicos 
(ou seus anidridos e éteres) e polióis, eliminando água. 
 Polietileno tereftalato – PET: resultado da condensação entre o 
éster metílico do ácido tereftálico e o etileno glicol. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 É um material resistente, empregado na produção de garrafas ou como 
fibra têxtil (Terilene ou Dacron). Misturado a fibras naturais (algodão, 
lã, seda) dá origem ao Tergal. 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 34 
Polímeros de Condensação 
 GLIPTAL: resultado da condensação entre o anidrido ftálico e 
glicerina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 É um material resistente, empregado na fabricação de tintas secativas. 
 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. ApostilaQuímica Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 35 
Polímeros de Condensação 
 Poliamida (ou Nylon): É o resultado da condensação entre ácidos 
dicarboxílicos e diaminas, eliminando água. 
 Nylon-66: resultado da condensação entre o ácido adípico 
(hexanodióico) e haxametileno diamina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 36 
Polímeros de Condensação 
 As poliamidas são conhecidas por Nylons, são fibras duras, de grande 
resistência mecânica. São moldados em forma de engrenagens e 
outras peças de máquinas, em formas de fios e também se prestam à 
fabricação de cordas, tecidos, garrafas, linhas de pesca etc. 
 
 Outros nylons importantes são o Nylon-6 (ou Perlon), obtido por 
aquecimento da caprolactama, e o Nylon-10, obtido da condensação de 
um aminoácido, o ácido 11-amino-undecanóico. 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: FRANQUINI, P. E. Apostila Química Orgânica III – Polímeros. 1ª. Ed., ETECAP, Campinas: 2007. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 37 
Conceitos Básicos 
 
 Termoplásticos: materiais plásticos que apresentam a capacidade de 
ser repetidamente amolecidos pelo aumento de temperatura e 
endurecidos pelo resfriamento. Essa alteração é, portanto, reversível. 
 
 
 Termofixos ou Termorrígidos: materiais plásticos que, quando 
curados, com ou sem aquecimento, não podem ser reamolecidos por 
meio de um aquecimento posterior. O processo de cura consiste em 
uma série de reações químicas que promovem a formação de ligações 
químicas primárias (ligações covalentes) entre as macromoléculas da 
resina termofixa mediante o uso de calor, pressão, radiação ou 
catalisadores, tornando-a rígida, insolúvel e infusível. 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 38 
Estrutura Molecular 
 
 Polímeros Lineares: as unidades monoméricas se unem extremidade 
a extremidade em cadeias únicas. Formam cadeias flexíveis e podem 
ser consideradas como se fossem uma massa de espaguete, unidas por 
ligações de van der Waals e de hidrogênio. Exemplos: PEAD, PVC, PS, 
PMMA, PTFE, Nylons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 39 
Estrutura Molecular 
 
 Polímeros Ramificados: polímeros com cadeias de ramificações 
laterais conectadas às cadeias principais, resultantes de reações 
paralelas que ocorrem durante a polimerização. Exemplo: PEBD. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 40 
Estrutura Molecular 
 
 Polímeros com Ligações Cruzadas: polímeros com cadeias lineares 
adjacentes unidas umas às outras em várias posições por meio de 
ligações covalentes, realizadas durante a síntese do polímero ou 
através de reações irreversíveis, conduzidas sob temperatura e pressão 
altas. Exemplo: borrachas vulcanizadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 41 
Estrutura Molecular 
 
 A vulcanização é um processo de reticulação pelo qual a estrutura 
química da borracha, matéria-prima, é alterada pela conversão das 
moléculas do polímero independente, numa rede tridimensional onde 
ficam ligadas entre si. Converte um emaranhamento viscoso de 
moléculas com longa cadeia numa rede elástica tridimensional, unindo 
quimicamente (reticulação) estas moléculas em vários pontos ao longo 
da cadeia. 
 
 O módulo de elasticidade e a resistência mecânica das borrachas são 
aumentados com a vulcanização. 
 
 Principais agentes vulcanizantes: 
 Enxofre 
 Peróxidos Orgânicos 
 Metais Complexantes 
 
Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 42 
Estrutura Molecular 
 
 Polímeros em Rede: polímeros formados por unidades monoméricas 
trifuncionais, formando três ligações covalentes ativas, ou com muitas 
unidades de ligações cruzadas, que proporcionam propriedades 
mecânicas e térmicas muito interessantes aos materiais. Exemplos: 
resinas epóxi, baquelite. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 43 
Configurações Moleculares 
 Amorfo: Estrutura polimérica onde as macromoléculas se encontram 
no estado de menos energia, permitindo a passagem da luz 
(transparência). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 44 
Configurações Moleculares 
 A estrutura polimérica linear é altamente influenciada pela liberdade de 
movimentação dos carbonos sp3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 45 
Configurações Moleculares 
 Amorfo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
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Configurações Moleculares 
 Cristalino: Estrutura polimérica onde as macromoléculas se 
encontram em estado ―orientado‖, não permitindo passagem da luz 
(opaco). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves 
 
 
 
 
 
 
 
Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 
 
47 
Configurações Moleculares 
 Cristalino: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
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Configurações Moleculares 
 Não existe material 100% amorfo nem 100% cristalino ! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 49 
Propriedades dos Polímeros 
 
 Temperatura de transição vítrea (Tg): Temperatura abaixo da 
qual a movimentação (vibração) das moléculas é diminuída. O polímero 
torna-se duro e quebradiço sempre que está na fase vítrea. 
 
 
 
 Temperatura de fusão (Tm): Temperatura de fusão existe apenas 
para a fase cristalina do polímero e caracteriza-se pela temperatura 
acima da qual não existe arranjo ordenado entre as moléculas (fase 
cristalina). Portanto pode-se dizer que não existe ponto de fusão para 
estruturas amorfas. 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 50 
Propriedades dos Polímeros 
 
 Plástico: Material sólido cujo ingrediente principal é um polímero 
orgânico de alto peso molecular; pode conter aditivos, tais como 
enchimentos, agentes plastificantes, retardadores de chamas e 
materiais afins. 
 
 Plasticidade: Capacidade que um material possui de se deformar sob 
tensão, sem sofrer alteração química. Característica específica dos 
materiais poliméricos (plásticos) e dos metais (dúcteis). 
 
 Elastômero: Material polimérico que pode experimentar deformações 
elásticas grandes e reversíveis. 
 
 Módulo de Elasticidade: Razão entre a tensão e a deformação, 
quando a deformação é totalmenteelástica. Medida da rigidez de um 
material. 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 51 
Gráfico Tensão x Deformação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 52 
Gráfico Tensão x Deformação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 53 
Características das 
Borrachas/Elastômeros 
 Possuir preferencialmente longas cadeias moleculares; 
 O segmento individual da cadeia deve ser flexível para ter movimento 
Browniano, à temperatura ambiente. Assim, as moléculas assumem 
alguma conformação estatisticamente ordenada quando são sujeitas a 
tensões de tração. Uma vez essa tensão removida, elas retomam a sua 
conformação aleatória (estado de entropia máximo), podendo o 
processo de deformação ser descrito termodinamicamente, 
considerando que sob condições ideais, a energia interna do sistema 
não sofre alteração. 
 A temperatura de transição vítrea, Tg, deve ser inferior a -50°C. 
 Deve haver uma interação entre cadeias moleculares, para que não se 
possa mover de uma forma inteiramente livre e independente. Nas 
borrachas vulcanizadas, há uma interação adicional devida à formação 
de pontes intermoleculares (ligação química que reduz a mobilidade 
das cadeias), que melhoram a resistência à tração e a elasticidade. 
 Devem ter uma distribuição do peso molecular tão larga quanto 
possível, para que possam ser processadas utilizando as máquinas 
convencionais. 
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Características das Borrachas 
e Elastômeros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
 
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Peso Molecular Médio 
 É obtido pela relação entre o peso molecular médio das cadeias e 
massa molar do monômero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
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Peso Molecular Médio 
 Distribuição do peso molecular das moléculas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 57 
Peso Molecular Médio 
 Distribuição do peso molecular das moléculas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: CALLISTER Jr., W. D. Materiais. 2ª. Ed., Rio de Janeiro: Ed LTC, 2006. 
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 58 
Polímeros Naturais 
 Estrutura do Amido (Amilose: D-Glicoses unidas por α-1-4 ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: http://www.scielo.br/pdf/cr/2009nahead/a109cr517.pdf - Acesso em 10/10/2011. 
http://www.scielo.br/pdf/cr/2009nahead/a109cr517.pdf
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 59 
Polímeros Naturais 
 Estrutura da Amilopectina (D-Glicoses unidas por α-1-4 e α-1-6). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: http://www.scielo.br/pdf/cr/2009nahead/a109cr517.pdf - Acesso em 10/10/2011. 
http://www.scielo.br/pdf/cr/2009nahead/a109cr517.pdf
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 60 
Polímeros Naturais 
 Estrutura da Celulose. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Cellulose_Sessel.svg - Acesso em 10/10/2011. 
//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/07/Cellulose_Sessel.svg
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 61 
Polímeros Naturais 
 Estrutura do DNA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
: 
 Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:DNA_Overview.png - Acesso em 10/10/2011. 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f0/DNA_Overview.png
Prof. Luiz Gustavo C. Gonçalves Polímeros e Ensaios Físico-Químicos 62 
Polímeros Naturais 
 Ligação Peptídica: 
 
 
 
 
 
 
 Estrutura das Proteínas: 
 
 
 
 
 
 
 
 Fonte: http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microorg/proteinas.htm - 
Acesso em 10/10/2011.