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Materiais para a Indústria Química - Prof. Dr. Dereck Nills Ferreira Muche GRUPO II Alessandro Bestetti Alves - RA: 744765 Larissa Jonaly Rodrigues - RA:754239 Milena Jimenes Manzolli Lopes Sanches - RA: 744819 Pedro Henrique Cavalcante Pinto - RA: 744828 Rogério Felito da Silva - RA: 744425 Ynaê Rossetti de Freitas - RA: 744842 1. Tendo conhecimento do mero (unidade de repetição polimérica) de 3 classes de polímeros (elastômero, termoplástico, termofixo), diferencie esses materiais acerca de como se dá suas ligações químicas. a) Termoplástico: Polietileno tereftalato (PET) b) Elastômero: Borracha natural (NR) c) Termofixo: Polimelamina-formaldeído (MF) 1. DEFINIÇÕES Os termoplásticos são polímeros que derivam de ligações químicas flexíveis, devido a sua estrutura química ser composta de cadeias lineares ou ramificadas com forças de interação relativamente fracas (Van der Waals). Os monômeros termoplásticos, têm apenas duas extremidades reativas para o crescimento da cadeia linear. Estes materiais podem ser ramificados caso, na polimerização, haja a adição de algum elemento que modifique a composição e a estrutura do polímero, entretanto sem modificar suas propriedades de termoplástico. Os termofixos, também conhecidos como termorrígidos, possuem estrutura molecular ramificada rígida e cadeias com alta densidade de ligações cruzadas, o que dificulta a livre movimentação dos átomos. O monômero termofixo deve ter três ou mais extremidades reativas, com suas cadeias moleculares reticuladas em três dimensões. Vale ressaltar que a polimerização dos termofixos é irreversível. Por sua vez, os elastômeros são polímeros onde algumas cadeias estão ligadas umas às outras através de ligações atômicas reticulações. Essas ligações são conhecidas como pontos de encadeamento, e não se rompem quando são esticadas. As cadeias moleculares dos materiais elastoméricos estão distribuídas desordenadamente, com poucas reticulações ao longo da macromolécula, além de espaçamento elevado entre elas. Esse tipo de estrutura molecular proporciona ao material maleabilidade. Vale ressaltar que o processo de vulcanização é um utilizado para adicionar pontos de encadeamento, sendo que este se baseia em unir diferentes cadeias ao utilizar pontes de átomos de enxofre. Nesse processo pode-se adicionar calor para romper as ligações duplas, assim forma-se uma “lacuna” para que o enxofre se ligue às cadeias poliméricas. 2. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS Ao analisar o mero polietileno tereftalato (PET) nota-se que este possui duas extremidades reativas, e nenhuma ligação dupla entre os carbonos lineares, assim as ligações entre eles serão de forma linear, o que caracteriza um polímero termoplástico. A Figura 1 apresenta a ligação linear de 3 meros do PET. Figura 1: Estrutura química do polietileno tereftalato (PET). (Fischer-Colbrie et al., 2004) Já no mero da borracha natural (NT) é possível observar a presença de uma ligação dupla, assim com o processo de vulcanização é possível tornar essa substância líquida e pegajosa, em um elastômero com propriedades de interesse comercial. A Figura 2 mostra reação de quebra da ligação dupla e a adição de enxofre para formar ramificações no polímero. Figura 2: Reação de vulcanização da borracha natural (NT). (CTB, 2021) Por fim, é possível notar no mero de polimelamina-formaldeído (MF) a presença de três regiões reativas, assim este polímero terá como estrutura química tridimensional e com um número de ramificações suficiente para caracterizá-lo como termofixo. Figura 3: Polimerização da polimelamina-formaldeído (MF). (Merline, D. J., Vukusic, S., Abdala, A. A., 2013) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Minessota Rubber & Plastics, Quadion LLC. Thermoset Plastics vs Thermoplastics. Disponível em:<https://www.mnrubber.com/tools-resources/design-guide/plastic-thermoplastic-elastomer-mate rials/thermoset-plastics-vs-thermoplastics/#:~:text=When%20classified%20by%20chemical%20str ucture,a%20two%2Dstage%20polymerization%20process>. Acesso em: 03 de mar. 2021. PennState, College of Earth and Mineral Sciences. Thermoplastic and Thermosetting Polymers. Disponível em:<https://www.e-education.psu.edu/matse81/node/2209>. Acesso em: 03 de mar. 2021. Merline, D. J., Vukusic, S., Abdala, A. A. Melamine formaldehyde: curing studies and reaction mechanism. Polymer Synthesis and Reactions. v.45, p.413-419, 2013. Roda, D. T. Estruturas Poliméricas. Tudo Sobre Plásticos, 2016. Disponível em:<https://www.tudosobreplasticos.com/polimerizacao/estrutura.asp>. Acesso em 03 de mar. de 2021. Lima, C. Polímeros. Educa+Brasil. Disponível em:< https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/quimica/polimeros>. Acesso em: 03 de mar. 2021. Mancini, S. D. Materiais e Reciclagem: 10-Polímeros. Universidade Estadual Paulista - UNESP, 2020. Disponível em:<https://www.sorocaba.unesp.br/Home/Graduacao/EngenhariaAmbiental/SandroD.Mancini/10- --polimeros.pdf>. Acesso em 03 de mar. 2021. CTB. A Descoberta da Vulcanização. Disponível em:<https://www.ctborracha.com/borracha-sintese-historica/vulcanizacao/>. Acesso em 04 de mar. 2021. Fischer-Colbrie, Gudrun & Heumann, Sonja & Liebminger, Stefan & Almansa, Eva & Cavaco-Paulo, Artur & Guebitz, Georg. New enzymes with potential for PET surface modification. Biocatalysis and Biotransformation - BIOCATAL BIOTRANSFORM. 22, 2004. https://www.tudosobreplasticos.com/polimerizacao/estrutura.asp https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/quimica/polimeros https://www.sorocaba.unesp.br/Home/Graduacao/EngenhariaAmbiental/SandroD.Mancini/10---polimeros.pdf https://www.sorocaba.unesp.br/Home/Graduacao/EngenhariaAmbiental/SandroD.Mancini/10---polimeros.pdf https://www.ctborracha.com/borracha-sintese-historica/vulcanizacao/
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