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2. Polímeros 2. Polímeros Polímeros naturais Polímeros naturais

2. Polímeros Polímeros naturais. Polímeros sintéticos (plásticos) A maioria dos plásticos são fabricados a partir de pequenas moléculas derivadas do carvão

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  • 2. Polmeros Polmeros naturais
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  • Polmeros sintticos (plsticos) A maioria dos plsticos so fabricados a partir de pequenas molculas derivadas do carvo e do petrleo. Substituem metais, vidros e madeira em algumas aplicaes devido s propriedades satisfatrias e menor custo
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  • Hidrocarbonetos: So materiais orgnicos compostos por hidrognio e carbono. So materiais orgnicos compostos por hidrognio e carbono. Na molcula de hidrocarboneto cada tomo de carbono pode compartilhar at 4 eltrons de valncia, o que define ligaes covalentes entre os tomos (ligaes intramoleculares). Na molcula de hidrocarboneto cada tomo de carbono pode compartilhar at 4 eltrons de valncia, o que define ligaes covalentes entre os tomos (ligaes intramoleculares). l l l l C C = = C = C C C = = C = C l
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  • Molculas saturadas possuem ligaes simples Molculas insaturadas possuem ligaes duplas ou triplas Hidrocarbonetos saturados (parafinas)
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  • Molculas ismeras possuem mesma composio mas diferentes arranjos atmicos Molculas ismeras possuem mesma composio mas diferentes arranjos atmicos Qualquer um dos seguintes grupos orgnicos pode fazer parte de uma estrutura polimrica: Qualquer um dos seguintes grupos orgnicos pode fazer parte de uma estrutura polimrica: R e R = radicais orgnicos so grupos de tomos que se ligam para formar um hidrocarboneto; os radicais mantm sua estrutura durante as reaes qumicas Ex. CH3 metila C2H5 - etila
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  • Sntese de polmeros Definio de polmeros: consistem de uma grande quantidade de molculas gigantes formadas por reaes qumicas entre pequenas molculas de hidrocarbonetos. Estas reaes so conhecidas por polimerizao.
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  • A grande cadeia carbnica composta por unidades estruturais que se repetem, conhecidas por meros A grande cadeia carbnica composta por unidades estruturais que se repetem, conhecidas por meros Forma molecular
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  • Polimerizao por adio (reao em cadeia): caracterizada pela fixao dos monmeros, um de cada vez, formando uma cadeia linear longa; a macromolcula resultante composta de um mltiplo exato de monmero que iniciou a reao. Polimerizao por condensao (reao em estgios): reaes em que esto envolvidos mais de um tipo de monmero, ocorrendo entre molculas etapa por etapa. Nesta reao normalmente forma-se um sub-produto de pequeno peso molecular (ex. gua) reaes em que esto envolvidos mais de um tipo de monmero, ocorrendo entre molculas etapa por etapa. Nesta reao normalmente forma-se um sub-produto de pequeno peso molecular (ex. gua)
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  • As propriedades de um polmero dependem As propriedades de um polmero dependem do peso molecular do peso molecular da forma molecular da forma molecular da estrutura molecular da estrutura molecular da configurao molecular da configurao molecular peso molecular mdio M = x i. M i peso molecular mdio M = x i. M i x i = frao de molculas da faixa de tamanho i x i = frao de molculas da faixa de tamanho i M i = peso molecular mdio da faixa de tamanho i M i = peso molecular mdio da faixa de tamanho i
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  • Estrutura molecular
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  • Configuraes moleculares = tomo ou grupo de tomos do hidrognio = tomo ou grupo de tomos do hidrognio mero cabea-a-cauda cabea-a-cabea mero cabea-a-cauda cabea-a-cabeaEstereoisomerismo: Isottico sindiottico attico Isottico sindiottico atticoIsomerismo Geomtrico cis trans
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  • Copolmeros Pesquisam-se polmeros que geralmente apresentam melhores propriedades e custo reduzido de fabricao. Pesquisam-se polmeros que geralmente apresentam melhores propriedades e custo reduzido de fabricao.
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  • Estrutura cristalina dos polmeros Cristalinidade arranjo ordenado Cristalinidade arranjo ordenado do polmero de tomos das cadeias do polmero de tomos das cadeias Clulas unitrias so Clulas unitrias so em geral complexas em geral complexas polmeros so freqentemente polmeros so freqentemente semicristalinos (regies cristalinas dispersas na fase amorfa)
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  • Grau de cristalinidade depende da taxa de resfriamento na solidificao configurao molecular Menor taxa de resfriamento favorece a cristalizaoMenor taxa de resfriamento favorece a cristalizao Complexidade qumica do mero, ramificao, ligaes cruzadas, irregularidade geomtrica e de composioComplexidade qumica do mero, ramificao, ligaes cruzadas, irregularidade geomtrica e de composio no favorece a cristalizao exs. homopolmero linear cristaliza fcil polmero em rede quase todo amorfo polmero em rede quase todo amorfo
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  • Micrografia eletrnica de um cristal de polietileno (cristalitos)
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  • Formao de esferulitos (gros) Bibliografia: CALLISTER JR, W. Cincia e Engenharia de Materiais: uma Introduo, 5 Edio, Rio de Janeiro:LTC, 2002 Elaborado por: Professor Paulo Srgio Bayer, M. Eng CEFET/SC Unidade de Joinville