Ciência e Tecnologia dos Polímeros

Prof. André Simões

Classificação Química dos Polímeros

Thamiris Corrêa

Rio de Janeiro, 20 de Fevereiro de 2015

Dada a diversidade de estruturas que as macromoléculas podem apresentar, a divisãodos polímeros em grupos não é fácil, no entanto, uma classificação muito usual para ospolímeros é a apresentada no diagrama abaixo.

Os polímeros sintéticos são obtidos, em sua grande maioria através da industria petroquímica.

Polímeros

Naturais Semi-Sintéticos (Artificiais) Sintéticos

Elastômeros Termoplásticos Termorrígido

Mas podem ser obtidos também através da Hulha (carvão mineral) que quando submetida a uma destilação seca pode produzir gases de hulha, amônio, alcatrão da hulha e coque (resíduo). Destes subprodutos são obtidos:

Do gás de hulha:

Etileno, metano, amônia, uréia e aminas: PE, res. formaldeído

O alcatrão da hulha:

Benzeno: Poliestireno (PS), Poliuretano (PU)

Do coque:

Acetileno: Polietileno (PE), Policloreto de vinila (PVC)

Os polímeros ainda podem ser classificados como:

Resinas:

Qualquer matéria-prima polimérica no estado termoplástico, fusível e insolúvel em água, mas solúveis em outros meios líquidos.

Homopolímeros:

Polímero onde a cadeia principal é formada por um único mero.

Copolímeros:

Cadeia de polímero constituída por dois ou mais meros diferentes. Pode ser considerado uma mistura química de polímeros;

1. Aleatório – Etileno / acetato de vinila (EVA e Estireno-Butadieno (SBR); 2. Alternado – Anidrido maleicoestireno;3. Em Bloco – Estireno-butadieno-Estireno (SBS) e Estireno Acrilonitrila (SAN)4. Enxertado – ABS - acrilonitrila / butadieno / estireno

Blenda:

Mistura física de dois ou mais polímeros sem que haja reação química entre eles. XENOY: Policarbonato + Poli(butileno tereftalato) (ou outros poliésteres).

Compósito :

Material sintético constituído de duas ou mais fases físicas e/ou quimicamente distintas.E de acordo com o:

Tipo de cadeia polimérica:

Cadeias lineares Cadeias ramificadas Cadeias com poucas ligações cruzadas Cadeias com muitas ligações cruzadas

Comportamento Mecânico:

Plásticos Borrachas Fibras

Tipo de Aplicação:

Commodities (convencional) Polímeros de Engenharia Polímeros de Alta-Performance

Os polímeros também podem ser classificados quimicamente:

Poliolefinas: Monômeros de hidrocarbonetos alifáticos insaturados com 1 duplaligação C=C reativa. Ex: PE, PP;

Dienos: Derivados de monômeros com dienos: duas duplas ligações C=C

Polímeros Estirênicos: Derivados do estireno

Clorados Fluorados

Acrílicos: Derivados do ácido acrílico e meta-acrílico

Poliésteres: Polivinil ésteres Poli(fenos-formaldeído) - Baquelite: Resinas obtidas pela policondensação do fenol

com formaldeído.

1. Polímeros de Cadeia Homogênea:

Poliolefinas:

Apresentam somente átomos de carbono na cadeia principal e originam-se de monômeros de hidrocarbonetos alifáticos insaturados. O Polietileno (PE) e o Polipropileno(PP) representam metade de todos os polímeros produzidos mundialmente.

PE PP

Polímeros Dienos:

Derivados de monômeros dienos com cadeias poliméricas flexíveis que possuem uma dupla ligação residual que pode gerar uma reação posterior.

Polibutadieno (BR)

Mistura dos isômeros cis e trans; Usado em conjunto com borracha;

natural para produção de pneus;

Policloropreno (Neoprene, CR):

Isômeros cis e trans; Alta resistência ao intemperismo;

Borracha Natural (NR):

Extraído do látex; Produtos flexíveis: pneus, mangueiras, correias;

Polímeros Estirênicos:

Poliestireno (PS): baixo custo, facilidade de processamento, boas propriedades mecânicas;

Na forma expandida: isopor; Copolímeros de poliestireno: SAN, ABS, SBR, SBS, etc.

PS SAN

Polímeros Clorados e Fluorados:

Presença de Cloro ou Flúor na cadeia polimérica sendo estes átomos bastante eletronegativos que aumentam as forças intermoleculares.

PVC: Boas propriedades mecânicas; PTFE (Teflon): Alta estabilidade térmica, baixo atrito, inerte.

PVC

Polímeros Acrílicos:

Derivados do ácido acrílico e metacrílico

Polimetilmetacrilato (PMMA): acrílico; Poliacrilonitrila (PAN): utilizada na fiação;

Copolímero butadieno acrilonitrila: borracha nitrílica – alta resistência a combustíveis e solventes orgânicos.

PAN

2. Polímeros de Cadeia Heterogênea:

Presença de heteroátomos:

Poliéteres

Poliésteres

Cadeias saturadas: termoplásticos Cadeias insaturadas: termofixos

Caracterizados pela ligação – O – CO – O –

Policarbonatos (PC): Cadeias lineares com presença de aromáticos. Possuem excelente resistência mecânica e são utilizados na confecção de chapas transparentes p/substituição do vidro.

Caracterizados pela ligação – NH – CO –

Poliamidas: Podem ser de origem natural (seda, lã) ou sintéticos (náilon). São termoplásticos de engenharia pois oferecem alta resistência mecânica além de possuir alta permeabilidade a água devido as ligações de hidrogênio.

Caracterizados pela ligação – NH – CO – O -

Poliuretanos: São versáteis (termoplásticos, termofixos, elastômeros, fibras). Podem estar ou não na forma expandida, havendo H2O no meio há a formação de bolhas de CO2 (espumas).

Apresentam a ligação Si – O

Siliconas: As duas outras ligações do Si podem ser ocupadas por radicais diferentes e a silicona mais simples é o Polidimetil silicona (silicone):

Silicone

Referências:

http://www.fem.unicamp.br/~caram/8.%20MATERIAIS%20POLIMERICOS

%20GRAD.pdf

http://www.pmt.usp.br/pmt5783/Pol%C3%ADmeros.pdf

http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/carlad/materiais/

02_EstruturaMolecular.pdf

Apostila MiniCurso CRQIV-2011_Tecnologia de Materiais Poliméricos