POLÍMEROS

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POLÍMEROS
CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
DOS MATERIAIS
Profª. Juliana Vitali
HISTÓRICO
• Antiguidade: resinas e graxas eram usadas para vedar
vasilhames e colar documentos, pelos egípcios e
romanos;
• Séc. XV: Colombo descobre no Haiti o Látex e leva-o a
Europa;
• Séc. XVII: Utilização do Látex nas Américas: extraído
da Hevea brasilienses (Seringueira);
• 1770: Priestley deu nome a borracha natural;
• 1839: Charles Goodyear – vulcanização da borracha;
HISTÓRICO
• 1846: Schonbein, inventou a Nitrocelulose (1º polímero 
semi-sintético) - algodão + ácido nítrico + ácido sulfúrico;
• 1897: Krishe e Spittler, formaldeído + caseína, obteve um 
produto endurecido;
• 1912: Baekeland, Fenol + Formaldeído = Baquelite (resina 
fenólica);
• 1924: Staudinger, teoria dos plásticos (moléculas grandes);
• 1929: Carothers descobriu que os polímeros são formados 
por monômeros;
• 1938: Carothers sintetizou o Nylon.
O QUE SÃO POLÍMEROS
Os polímeros são
macromoléculas
(moléculas muito
grandes) formadas pela
união de várias
moléculas pequenas,
chamadas de
monômeros, e o
processo pelo qual isso
é feito é denominado
polimerização.
O QUE SÃO POLÍMEROS
As macromoléculas estão ligadas
através de ligações covalentes;
Essas moléculas são eletricamente
neutras com ligações secundárias.
DEFINIÇÕES
• Moléculas dos polímeros: nos polímeros, as moléculas
(macromoléculas) são constituídas por muitas unidades ou
segmentos repetidos, que são chamadas meros.
• Monômero: molécula constituída por um único mero.
• Polímero: macromolécula constituída por vários meros.
• Polimerização: reações químicas intermoleculares pelas
quais os monômeros são ligados, na forma de meros, à
estrutura molecular da cadeia.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Monômeros de Vinil-Cloreto. Cada molécula é
insaturada e os átomos de carbono apresentam
ligações covalente dupla entre si.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Poli-Vinil-Cloreto (PVC). Cada ligação dupla
fornece uma ligação para conectar com outro
monômero, formando um polímero.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Os átomos de carbono do eixo da molécula
podem girar e ainda manter o ângulo correto.
Dessa forma, é possível formar polímeros com
formas complexas.
POLIMERIZAÇÃO
POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
→ Polimerização por adição: A condição básica é que
haja ligações duplas de átomos de carbono;
Polietileno: é o polímero mais importante produzido
industrialmente a partir do eteno. Em reatores na
presença de catalizador e peróxidos, produz
polietileno de alta densidade e de baixa densidade.
→ Polietileno de baixa densidade :
– materiais maleáveis
– cadeia linear
→ Polietileno de alta densidade :
– materiais mais rígidos
– cadeia ramificada
POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
→ Polipropileno: derivado do propeno que da
mesma forma sofre a polimerização por
rearranjo, formando estruturas moleculares
maiores; usado em parachoques de automóveis
→ Policloreto de vinila (PVC): é utilizado na
produção de tubos e conexões, pisos e capas para
guarda-chuvas. Este polímero não propaga
chamas, sendo utilizado na indústria como
isolante elétrico;
POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
→ Teflon: Derivado do tetraflúor eteno e tem uma
característica de dificilmente participar de
reações químicas. Por ter um coeficiente de atrito
extremamente baixo é utilizado na produção de
panelas anti-aderentes, fita veda-rosca e em
isolante elétricos;
→ Poliestireno: Derivado do estireno e matéria
prima básica para a produção do isopor.
POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
→ Outros tipos de polímeros produzidos por adição:
POLIMERIZAÇÃO POR CONDENSAÇÃO
→ Polímerização por condensação: Ocorre entre
grupamentos funcionais: ácidos carboxílicos e
aminas, bem como ácidos carboxílicos e álcoois;
Poliamida (Nylon 66): derivado da reação do
ácido hexanodióico e o 1-6 diaminhexano;
Polietileno tereftalato (PET): derivado da reação
do ácido tereftálico e o etileno glicol.
POLIMERIZAÇÃO POR CONDENSAÇÃO
FORMAS DAS CADEIAS POLIMÉRICAS
Além do peso molecular médio, a arquitetura molecular
do polímero e sua conformação molecular irão
influenciar em suas propriedades.
FORMAS DAS CADEIAS POLIMÉRICAS
→ Nos polímeros lineares, cada monômero é ligado somente
a outros dois monômeros existindo a possibilidade de
ramificações pequenas que são parte da estrutura do
próprio monômero.
Exemplo: estireno e polimetilmetacrilato
→ Nos polímeros ramificados, um monômero pode se ligar a
mais de dois outros monômeros, sendo que as ramificações
não são da estrutura do próprio monômero.
Exemplo: poliacetato de vinila e polietileno.
→ Nos polímeros em rede – crosslink – as ramificações do
polímero se interconectam formando um polímero com
grande peso molecular.
HOMOPOLÍMERO E COPOLÍMERO
• Homopolímero: polímero derivado de apenas uma 
espécie de monômero;
• Copolímero: polímero derivado de duas ou mais 
espécies de monômero.
COPOLÍMEROS
Formados pela combinação de mais do que um tipo
de monômero. Maior diversidade de propriedades.
MONÔMEROS E POLÍMEROS
CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A ORIGEM
• Polímeros Naturais
• Polímeros Sintéticos
Seiva da seringueira (borracha natural);
Celulose (fibra das árvores);
Resina natural (colas e vernizes).
Celofane;
Poliamida (nylon);
Polietileno (plástico);
Poliestireno;
Teflon;
Isopor.
CLASSIFICAÇÃO TERMOMECÂNICA
• Termoplásticos
• Termofixos
• Elastômeros
TERMOPLÁSTICOS
• Possuem cadeias poliméricas lineares ou ramificadas,
mas não com ligações cruzadas;
• São facilmente moldados quando submetidos ao
calor;
• Permitem vários ciclos de aquecimento, conformação
e resfriamento;
• Facilmente recicláveis;
• Como as cadeias são ligadas apenas por forças de Van
der Waals, essas ligações podem ser rompidas por
ativação térmica.
TERMOPLÁSTICOS
Exemplos:
– polietileno (PE): recipientes, brinquedos, filmes para
embalagens, isolamento de cabos elétricos;
– polipropileno (PP): similar ao polietileno, temperatura de
fusão mais elevada;
– poli cloreto de vinila (PVC): tubos, chapas, mangueiras,
cortinas;
– poliestireno (PS): carcaças de aparelhos, brinquedos,
isopor (quando expandido);
– acrílicos: painéis, lentes, fibras;
– politetrafluoretileno (PTFE): teflon;
– náilon: fibras.
TERMOFIXOS
• Possuem cadeias poliméricas com ligações
cruzadas e não se deformam sob calor;
• Podem ser conformados plasticamente apenas
em um estágio intermediário de sua fabricação;
• Enrijecem com a temperatura e não se tornam
novamente maleáveis;
• Reciclagem restrita;
• Os termoplásticos se tornam termofixos através
de crosslinks (ramificações).
TERMOFIXOS
Exemplos:
– resinas epoxi;
– baquelite: cabos de ferramentas e utensílios,
chaves e interruptores elétricos;
– poliuretanos termofixos: colas, espumas;
– elastômeros (quantidade controlada de
ligações cruzadas): borrachas, silicones.
ELASTÔMEROS
• Classe intermediária entre os termoplásticos e 
termofixos;
• Não sofrem fusão facilmente;
• Difícil reciclagem;
• Ex.: borrachas.
ELASTÔMEROS
Borracha natural é macia e pegajosa e tem pouca
resistência à abrasão.
As propriedades podem ser substancialmente
melhoradas através do processo de vulcanização.
ELASTÔMEROS
ADITIVOS
É possível melhorar algumas características dos materiais
poliméricos com a inserção de aditivos:
- Plastificantes: melhoram a moldagem do material, permitindo
baixas temperaturas de moldagem (aumenta a flexibilidade,
ductilidade e tenacidade);
- Cargas: modificação de propriedades do polímero
(comportamento mecânico e térmico). Ex.: serragem e areia;
- Corantes ou pigmentos: alteram a cor do material;
- Lubrificantes: melhoram a moldagem (atrito com matrizes
metálicas é reduzido);
- Retardantes de chama: reduzem risco de combustão;
- Estabilizantes: para aumentar a resistência à ação de luz
ultravioleta e oxidação.
CONSUMO
Os tipos de polímeros mais consumidos atualmente são os:
→ Poliesters
→ Poliuretanos
→ Polietilenos
→ Prolipopilenos
→ Poliestirenos
Devido à sua grande produção e utilização, sãochamados
de polímeros commodities.
CONSUMO
Outras classes de polímeros, como os poliacrilatos,
policarbonatos e fluorpolímeros têm tido uso crescente.
Vários outros polímeros são fabricados em menor escala
por terem uma aplicação muito específica ou devido ao
seu custo ainda ser alto e, por isso, são chamados de
plásticos de engenharia.
PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
• Extrusão: passagem forçada de material por orifício
de matriz que possui a geometria do perfil desejado.
PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
1- Rosca sem fim; 
2 – Alimentador; 
3 – Matriz; 
4 – Produto extrudado.
TERMOPLÁSTICOS
• Moldagem por injeção: consiste no amolecimento do
material num cilindro aquecido e sua consequente
injeção em alta pressão para o interior de um molde
relativamente frio, onde endurece e toma a forma final.
PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
Etapas:
1. Fechamento do molde 
2. Injeção
3. Dosagem
4. Resfriamento
5. Abertura do molde
6. Extração
TERMOPLÁSTICOS
• Sopro: consiste em expandir uma pré-forma de
material plástico, aquecida, pela ação de uma carga
de ar comprimido no interior de um molde. Em
contato com o molde refrigerado, o material
endurece, podendo ser extraído do molde.
PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
TERMOPLÁSTICOS
PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS
• Moldagem por vácuo: Uma lâmina é colocada sobre
um molde que possui orifícios. Recipiente do molde
é fechado, lâmina é aquecida e o ar através do
recipiente é retirado. Diferença de pressão conforma
a peça sobre o molde.
1. A placa é fixada na máquina;
2. A placa é aquecida;
3. A placa toma a forma do molde com 
o auxílio de vácuo;
4. A peça é resfriada para ser 
removida;
5. As rebarbas são removidas
TERMOFIXOS
POLÍMEROS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Construção Civil Segundo maior 
mercado de polímeros