*POLMEROSESTRUTURA E PROPRIEDADES

*

*

* Os golfinhos (sua pele) tambm so constitudos de polmeros chamados colgenos.Os polmeros naturais, existentes nas baleias so chamados queratinas.So macromolculas parecidas com as protenas, que constituem as unhas e cabelos de pessoas, chifres de animais.

*Poliestireno (PS)Polietileno (PE) poliacrilonitrila (PAN) (orlon) SPANDEX-LYCRA

*

*

VANTAGENS: baixo custo, peso reduzido, grande resistncia, facilidade de moldagem e produo de diferentes peas.

DESVANTAGENS: descarte no meio ambiente e durabilidade, dificuldade de degradao.

O plstico tem substitudo os metais, a madeira e os vidros, na vida prtica.

*A composio do lixo plstico varia conforme a regio, mas pode-se considerar a seguinte distribuio, em mdia:

*Polmero Termo que vem do grego (poli - muitas e mero partes)

molculas grandes ou macromolculas, formadas de vrias unidades repetitivas (monmeros).POLIETILENO

*Podemos fazer uma analogia do polmero, com uma corrente de clipes, isto , vrias unidades repetidas.

*http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/quimica/paginahtml/polimeros7.htmPOLMEROS COMUNSPEPSPVAcPPPVA (polivinillcool)

*Borracha sintticaBorracha naturalPANPUPMMAPTFE

*Spandex- PULYCRASPANDEX-LYCRAPU-ESPUMA

*PET

*policetonanResina epxiPolicarbonato-PCResina fenol-formaldeido

*PCLpolicaprolactonaBiodegradveis sintticos POLI-HIDROXI ALCANOATOS- Polisteres bacterianosPHBPHVPHB-co-PHVbiodegradveis biopolmeros, bioplsticosPCLPLAPGAPGLA

*PVCPPCONFIGURAES- Influncia na cristalinidade e propriedades

*LIGNINAMACROMOLCULANO UM POLMERO

*PROPRIEDADES FSICAS DE POLMEROS

As principais propriedades incluem: ponto de fuso, ponto de ebulio, solubilidade e fora tensil.

*PONTO DE FUSO

No ocorre a uma temperatura definida.O polmero amolece, sua viscosidade muda numa faixa de 500C. A fuso ocorre em termoplsticos.

Um polmero cristalino possui um ponto de fuso definido (Tm).

* SOLUBILIDADE

A maioria dos polmeros so insolveis em gua e solveis em solventes orgnicos. A no solubilidade importante para dar qualidade a um produto final e um problema difcil para o engenheiro qumico que sintetiza

*FORA TENSIL Mede a dificuldade de quebrar uma amostra de polmero quando uma fora aplicada para pux-la, esticando-a.

Fora tensil com o da massa molecular.

Exemplos: PEBD 1000-2400 Mpa (MEGAPASCAL)PEAD - 4400PTFE - 3500PP - 5000

*CLASSIFICAOIII

*http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/polimeros.html Estrutura bsica de polmerosLINEAR

*RETICULADO

*III- Quanto fusibilidade (fuso)Termoplsticos

Fundem ao serem aquecidos, solidificam ao serem resfriados. Ex: PE, PET, PAN, nylon

Termorrgidos Ao serem aquecidos formam ligaes cruzadas so infusveis e insolveis. Ex: resina fenol-formol, uria-formol

*IV Quanto ao comportamento mecnico

1. Plsticos (grego: adequado moldagem) Moldados por aquecimento ou presso PE, PP, PS

2. Elastmeros ou borrachas Aps sofrerem deformao sob a ao de uma fora retornam forma original, quando a fora removida.Ex: Polibutadieno, borracha nitrlica, poli (estireno-co-butadieno)

3. FibrasCorpos em que a razo entre comprimento e as dimenses laterais elevada. Orientao longitudinal Polisteres, poliamidas, poliacrilonitrila

*V Quanto ao tipo de aplicao

Uso geralPE, PS, PMMA, PVC

Plsticos de engenharia Polmeros empregados em substituio de materiais clssicos de engenharia como madeira, metais e vidros

Poliacetais, PC, PTFE, PET

*MASSA MOLECULAR (MOLAR) e DISTRIBUIO DE MASSA MOLECULAR (MOLAR)

Os polmeros so formados de cadeias de vrios tamanhos, isto , so polidispersos, dependendo do processo de sntese.

A massa molecular de uma substncia macromolecular, representada por um valor mdio curva de distribuio.

*Polmero heterogneo: presena de molculas pequenas, mdias e grandes (curva de distribuio larga).

Polmero homogneo: presena de molculas com massas moleculares em torno de um valor mdio (curva de distribuio mais estreita).

*CURVA DE DISTRIBUIO DE MASSAS MOLECULARESmassa

*Massa molecular mdia em nmero Massa total de todas as molculas (1mol) / nmero total de mol de molculas presentes.

Ni nmero de mol de espcies iMi massa molecular de espcies iNi Mi massa real de espcies i muito sensvel presena de uma frao pequena de macromolculas de baixa massa molecular.

*Massa molecular mdia em massa uma mdia ponderada, cada molcula contribui para Mw na proporo do quadrado de sua massa.

Mw sensvel molculas mais pesadas.Mw sempre maior que Mn, exceto para polmeros monodispersos (Mw/Mn=1).

*CROMATROGRAFIA POR EXCLUSO DE TAMANHO (SEC)

*CRISTALINIDADE

Gelo um cristal, ordenado.Cloreto de sdio (NaCl) um cristal, ordenado.Cl- Na+Na+ Cl_

*SLICA SiO2 ESTADO CRISTALINO QUARTZO

*Vidro um slido amorfo sem ordem.

*A maioria dos polmeros pode ficar assim, cadeias esticadas. Ex: Polietileno (PE):

Ou assim, cadeias esticadas a curta distncia e dobradas

Podem, ainda formar pilhas de cadeias dobradas, lamelas:

*O cristal polimrico no to ordenado assim: parte das cadeias faz parte da regio cristalina da lamela e parte faz parte da regio amorfa:

*Modelo da mesa telefnica

*Um cristal polimrico pode crescer de maneira radial, a partir de um ncleo:ESFERULITO

*POLIETIELENO - MODELOPE semi-cristalinoMicela-franjada (Hermann, 1930)Regies amorfasRegies cristalinas

*POLMERO CRISTALINOPOLMERO AMORFO

*Nenhum polmero completamente cristalino.

Se for cristalino: o material forte, mas quebradio.

Se for amorfo: o material no to forte, mas flexvel, plstico.

*

POLMEROS CRISTALINOS

polipropilenopoliestireno sindiotticonylonkevlarpolicetonas

POLMEROS AMORFOS

Poli(metacrilato de metila)poliestireno atticopolicarbonatopoliisoprenopolibutadieno

*PORQUE ALGUNS POLMEROS SO CRISTALINOS E OUTROS AMORFOS??

Dois fatores so importantes:

estrutura polimrica foras intermoleculares

*Se o polmero regular e ordenado, ele empacota em cristais facilmente.

poliestireno sindiottico poliestireno attico ordenado sem ordemCRISTALINOAMORFO

*POLARIDADE E CRISTALINIDADE LIGAES DE HNYLON 6,6ORDENAOFIBRAS

*Polister ( polietileno tereftalato):

Os grupos polares tornam os cristais mais fortes. Os anis se agrupam ordenadamente.

*

Poli( metacrilato de metila) (PMMA) e Cloreto de polivinila (PVC) so amorfos.Polipropileno (PP) e Politetrafluoretileno (PTFE) so muito cristalinos

Polietileno (PE) pode ser cristalino (linear) ou amorfo (ramificado)PE linear PE ramificado

*O que mantem as macromolculas juntas?FORAS INTERMOLECULARESFORAS DE DISPERSO LONDONLIGAES DE HIDROGNIO (H)ATRAO ELETROSTTICAINTERAES DE V. DER WAALS

*DISPERSO DE LONDONMOLCULAS APOLARES

*Interao dipolo-dipolo+ - + -H Cl ----- H Cl

*LIGAES de H ou PONTES de HEste tipo de ligao um caso especial de ligao dipolo-dipolo, s ocorrendo entre molculas polares. H2OHFNH3

*Elastmero (borracha)Poliisopreno ou borracha natural, polibutadieno, poliisobutileno e poliuretanas so elastmeros, isto , podem ser esticados e retornar ao tamanho natural, sem sofrer deformao. As cadeias polimricas podem ser representadas de 2 maneiras: como uma pea de elstico emaranhadaalta entropiaesticada ou ordenada baixa entropia

*Polmeros vtreos ou elastomricos?Nem todos polmeros amorfos so elastomricos.Porque?

Depende da TEMPERATURA DE TRANSIO VTREA ou Tg:

Temperat acima da qual o polmero se torna flexvel e elastomrico e abaixo da qual se torna rgido ou vtreo.

*Se um polmero amorfo tem a Tg abaixo da Tambiente ele um elastmero, pois flexvel a Tambiente.

Se um polmero amorfo tem a Tg acima da Tambiente ele um termoplstico, pois rgido e vtreo a Tambiente.

*

Elastmeros tem baixa Tg

Termoplsticos tem alta Tg

*O que torna a Tg alta ou baixa?Como as cadeias polimricas se movem?

Quanto mais facilmente uma cadeia se move, menor a energia necessria para que o polmero passe do estado rgido ou vtreo para o estado elastomrico ( de borracha).

*A mobilidade de uma cadeia polimrica depende de:

flexibilidade da cadeia

grupos ligados cadeia

*O poli(dimetilsiloxano) tem uma Tg baixa: -1270 C. Suas cadeias so to flexveis que este polmero lquido temperatura ambiente e utilizado como espessante de shampoos e condicionadores.FLEXIBILIDADE da CADEIA

* O poli(fenileno sulfona) to rgido que no tem Tg. Decompe acima de 5000 C, sem passar por uma transio vtrea.

* O poli(eter sulfona) tem a Tg mais baixa, 1900 C, pois os grupos teres tornam o polmero mais flexvel.

*GRUPOS LIGADOS CADEIA PRINCIPALUm grupo grande ligado cadeia polimrica age como uma ncora e limita o movimento das cadeias.

Ex: poli(ter cetona), com adamantano

Tg = 255 0C

*Tg = 199 0CPOLI(TER CETONA)

*Cadeias grandes abaixam a Tg, como um plastificante faz.

Essas cadeias limitam o empacotamento das cadeias, mais facilmente elas se movem, mais espao elas tm.

CADEIAS ALQULICAS LIGADASMaior o volume livre, mais baixa a Tg.

*Ex: POLI(METACRILATOS)

*Compsitos de kevlar/grafite so utilizados em estruturas de Boeings 757 e 767, em tacos de golfe, esquis e mastros de navios.POLIAMIDAS AROMTICAS (ARAMIDAS)

Introduzidas no mercado em 1961, pela Du Pont.[poli(m-fenileno-isoftalamida)][poli(p-fenileno tereftalamida)].

*ARAMIDAS COMO FIBRASARAMIDA TRANS, OS GRUPOS HIDROCARBONETOS ESTO DE LADOS OPOSTOS DA LIGAO PEPTDICA

*NYLON 6,6

*KEVLAR DIFERENTE

* POLMEROS NATURAIS

QUITINA uma molcula complexa encontrada nos crustceos: caranguejos, siris, lagostas, camares.Tambm existe em insetos, fungos, cogumelos e minhocas.Quitina

*CELULOSE

* QUITOSANA

Polmero derivado da quitina, utilizado em aplicaes mdicas e em programas de perda de peso.

Possui significativa compatibilidade com tecidos vivos e melhora a cicatrizao de ferimentos.QUITOSANA

*Usado como laxante e espessante de shampoos e para limpar melhor o cabelo, devido a formao de colides ao redor da sujeira.Hidroxietilcelulose (HEC) Hidroxietilcelulose

*Cadeias de HEC (presentes nos shampoos), se enrolam ao redor da sujeira

*CONCLUSESESTRUTURA TUDOPROPRIEDADESPOLMEROS NATURAIS MAIS HIDROFLICOSPOLMEROS SINTTICOS MAIS HIDROFBICOS