nossos descendentes, no futuro, talvez se refiram à nossa época como sendo a era dos plásticos
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Nossos descendentes, no futuro, talvez se refiram à
nossa época como sendo a era dos plásticos.
Embora o primeiro polímero sintético só tenha sido obtido em 1907, hoje os plásticos já estão onipresentes em nosso
cotidiano. Muitos dos utensílios domésticos,
automóveis, embalagens e até mesmo roupas, são feitas
com polímeros.
Seria possível a vida humana, mantendo
os atuais padrões de conforto, sem os
plásticos?
Um polímero é uma macromolécula formada pela
repetição de pequenas e simples unidades químicas
(monômeros), ligadas covalentemente.
Estrutura Molecular dos Polímeros
Dependendo da natureza química dos monômeros e da
técnica empregada para a polimerização, os polímeros podem exibir diferentes tipos
de arquiteturas.
Os mais comuns são os de estrutura linear, ramificada ou
em rede. A primeira figura, ilustra o polietileno de alta
densidade (HDPE): uma molécula de cadeia longa e
linear, feita pela polimerização do etileno, um composto cuja fórmula estrutural é CH2=CH2.
A indústria também produz uma outra variedade de polietileno,
que possui cadeias ramificadas. Este é conhecido como
polietileno de baixa densidade (LDPE). O impedimento espacial provocado pelas ramificações
dificulta um "empilhamento" das cadeias poliméricas.
As forças intermoleculares que mantém as cadeias poliméricas
unidas tendem a ser mais fracas em polímeros ramificados. Por isso o
LDPE é bastante flexível e pode ser utilizado como filme plástico para
embalagens, enquanto que o HDPE é bastante duro e resistente, sendo utilizado em garrafas, brinquedos,
etc.
Se somente uma espécie de monômero está presente na estrutura do polímero, este é
chamado de homopolímero. Se espécies diferentes de
monômeros são empregadas, o polímero recebe a denominação
de copolímero.
Polímeros biológicos fundamentam a existência da vida, e existem
desde o surgimento da primeira célula na superfície da terra. Os
polímeros naturais têm sido empregados pelo homem desde os mais remotos tempos: asfalto era utilizado em tempos pré-bíblicos;
âmbar já era conhecido pelos gregos e a goma pelos romanos.
Os polímeros sintéticos, porém, somente surgiram no
último século.
Um grande marco na história da indústria de plásticos foi a descoberta
do processo de vulcanização da borracha em 1839 (a partir do látex, um polímero natural, que já era largamente
empregado) pela Goodyear.
O próximo grande passo foi a nitração da celulose, resultando
na nitrocelulose, produto comercializado primeiramente
por Hyatt, em 1870. De seu produto foi obtido o celulóide,
alavancando a indústria cinematográfica.
Em 1865 foi descoberto o processo de acetilação da celulose, resultando em produtos comerciais de
grande uso no início deste século, como fibras de rayon,
celofane, entre outros.
Entretanto, o primeiro polímero puramente sintético somente
surgiu em 1907; resinas de fenol-formaldeído foram produzidas por Baekeland - entre elas, o
primeiro polímero sintético de uso comercial: o "Bakelite".
Desde então, a indústria e o uso de polímeros não para de
crescer.
Hoje, mesmo roupas e demais vestimentas são feitas com fibras
poliméricas sintéticas. Roupas especiais, como o uniforme de
astronautas, vestes dos corredores de fórmula 1, e roupas de mergulho submarino também são produzidas
com polímeros especiais, que possuem as propriedades desejadas, em cada caso.
Alguns polímeros foram verdadeiros salva-vidas. A
polimerização do N-vinilpirrolidona foi recebida com
grande ímpeto durante a Segunda Guerra Mundial,
quando os alemães usaram soluções salinas do polímero
como um substituto do plasma sangüíneo nos soldados feridos
de suas tropas.
O PVP - poli(vinilpirrolidona), possui um baixo grau de toxidade e tem
sido utilizado também em cosméticos, adesivos, indústria têxtil, lentes de contato, e numa
variedade de fármacos, incluindo a manufaturação de materiais micro-
encapsulados. Um complexo de PVP com iodeto é um dos anti-sépticos
mais utilizados.
Os polímeros são produzidos sinteticamente através da
reação de polimerização de seus monômeros. Um dos
métodos mais utilizados, nas indústrias, para a produção de polímeros de vinilas é a
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.
As vantagens deste método incluem o baixo consumo de energia (a reação pode ser
feita mesmo na temperatura ambiente) e a obtenção de
polímeros com grande massa molar.
Muitas vezes, o polímero é formado pela união de dois
ou mais monômeros diferentes. Estes polímeros
são chamados de copolímeros, em contraste
aos homopolímeros, que são formados pela repetição de
somente um monômero.
A estrutura molecular de cada polímero é demonstrada,
esquematicamente, com as unidades de repetição de cada
polímero.Tais combinações permitem aos químicos criar
polímeros com diferentes propriedades, baseados nas
estruturas obtidas.
De acordo com a aplicação, podem-se preparar diferentes
blendas, de distintas composições, resultando em
polímeros com diferentes propriedades físico-químicas.
Plásticos (polímeros) são conhecidos por
serem bons isolantes: não conduzem
eletricidade. Certo?
Depende. Um grupo
especial de polímeros
conduz eletricidade.
Além disso, emitem luz quando submetidos a um
determinado potencial elétrico. Estes polímeros
estão abrindo possibilidades fantásticas na indústria
tecnológica, como monitores de plástico e músculos
artificiais.
Alguns destes polímeros tinham outra propriedade: emitiam luz
quando conduziam eletricidade, dependendo do potencial aplicado.
Estes polímeros são conhecidos como LEP - light emitting polymers.
Imagine que você esteja vestindo uma camisa amarela. Você gira um botão oculto na manga da camisa e ela fica de
outra cor. Mais um giro no botão e o bolso de sua camisa passa a exibir a sua novela favorita. Esta
é apenas uma das inovações tecnológicas prometidas pelos
LEPs...
Estes polímeros possuem ligações pi conjugadas - permitindo a mobilidade
eletrônica ao longo da cadeia
Uma outra aplicação para os polímeros condutores é de
sensor químico. Pesquisadores na Itália já preparam um "
nariz artificial", capaz de detectar centenas de diferentes espécies químicas, com uma tecnologia
baseada nos polímeros condutores.
Polímeros condutores também são utilizados em impressoras jatos de tinta.
E num futuro muito próximo...
Relógio LEP multi-uso
Carteira-monitor LEP
painel LEP ativo para
automóveis
monitores de alta-resolução LEP
Os polímeros condutores também podem ser utilizados como
músculos artificiais. Alguns podem se estender ou contrair, dependendo
do potencial elétrico aplicado.
Tal como um músculo natural. Estes músculos
podem servir como mecanismos de propulsão
alternativos, ou mesmo como substituto de músculos
humanos lesados.
Os resultados mostram que este polímero é mais forte do
que o músculo humano.
Fonte: QMCWEB