1. O que são POLÍMEROS? Como estes materiais se distinguem de outros (metais e cerâmicas) em
termos de propriedades, ligações químicas, estrutura, processamento e comportamento?
Os materiais poliméricos são macromoléculas formadas pela reunião de unidades fundamentais
(os “meros”) repetidamente que dão origem a longas cadeias. O tamanho das cadeias formadas
principalmente por átomos de carbono, ou seja, a massa molar é o aspecto principal que confere a este
grupo de materiais uma série de características a eles associadas.
Materiais poliméricos apresentam usualmente baixa densidade, pequena resistência à
temperatura, baixas condutividades elétrica e térmica, etc. Polímeros são sintetizados por reações de
polimerização a partir de dos reagentes monômeros.
Materiais metálicos são aqueles que, em geral, apresentam altas condutividades térmica e
elétrica, grande ductilidade, entre outras propriedades. Os metais são formados por átomos dotados de
grande número elétrons suficientemente livres para se movimentarem a partir de baixos potenciais
elétricos ou térmicos. Quando, em metais puros, são adicionados outros elementos, tem-se a formação
das ligas. Assim, tem-se ligas de alumínio, de titânio, de magnésio, etc. O aço é formado pela introdução
até 0,6% em peso de carbono no ferro.
Já, materiais cerâmicos são geralmente carbonatos, óxidos, cloretos, fluoretos, carbetos, entre
outros que apresentam propriedades como alta dureza, baixa ductilidade, baixas condutividades
térmica e elétrica e elevada resistência à temperatura. Os materiais cerâmicos são usualmente
formados pela associação de íons positivos (cátions) como íons negativos (ânions). Exemplos de
cerâmicas incluem o cloreto de sódio, óxido de alumínio (ou alumina), óxido de silício (ou sílica), etc.
2. Quais são as diferenças entre POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS E TERMORRÍGIDOS (termofixos) em
termos do comportamento desses materiais frente à temperatura, tipos de ligações químicas
intermoleculares, processamento e reciclagem? Como se comportam polímeros termoplásticos e
termorrígidos frente à ação de um solvente?
Polímeros denominados TERMOPLÁSTICOS podem ser amolecidos, o que permite a
deformação desses a partir da aplicação de pressão. Quando resfriados, tais polímeros retomam a sua
rigidez inicial. O comportamento desse tipo de polímero viabiliza a produção em larga escala de
artefatos através de meios como a extrusão (empurrar para fora; expulsão) e a moldagem por
injeção. Outro importante aspecto desses polímeros é que eles podem ser reciclados a partir de rejeitos
e refugos, já que são facilmente remodelados através da aplicação combinada de pressão e
temperatura. Exemplos desse tipo de polímero são o polietileno, polipropileno, PMMA [poli(metacrilato
de metila)], politetrafluoretileno (Teflon®), Nylon®, etc.
Por outro lado, polímeros TERMORRÍGIDOS são aqueles que não amolecem com o aumento da
temperatura e por isso, uma vez produzidos, não podem ser re-deformados ou re-processados. Para
esse tipo de polímero, uma elevação contínua da temperatura leva à degradação do material (queima)
antes que qualquer alteração mais dramática nas propriedades mecânicas ocorra. Exemplos desse tipo
de material englobam as borrachas vulcanizadas, os hidrogéis, as resinas epoxidícas e fenólicas, entre
outras.
Polímeros TERMOPLÁSTICOS são caracterizados por possuir ligações químicas fracas (Van der
Waals) entre as cadeias que assim podem ser facilmente rompidas com a introdução de energia. Dessa
forma, quando tais materiais são aquecidos, as ligações de Van der Waals são quebradas, permitindo
que haja uma maior facilidade para a movimentação de cadeias poliméricas umas em relação às outras.
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A capacidade das cadeias de fluir com a aplicação de temperatura garante a esses materiais suas
características fundamentais de fácil re-processabilidade.
Por outro lado, polímeros TERMORRÍGIDOS apresentam cadeias conectadas entre si por
ramificações ou braços compartilhados. Assim, ligações químicas primárias (covalentes) são
responsáveis pelas ligações cruzadas entre cadeias, as quais só são rompidas com a introdução de
elevadas quantidades de energia que usualmente levam também ao rompimento das ligações
constituidoras das cadeias poliméricas (com a consequente degradação - queima - do polímero). Assim
sendo, percebe-se que o tipo de ligação entre cadeias, nesse caso, é responsável pelo comportamento
característico dos termorrígidos: não são facilmente conformados e reprocessados.
O comportamento dos polímeros frente à ação de solventes também pode ser explicado pelo
tipo de interação entre cadeias existente. Assim, para polímeros termoplásticos, a solubilização do
polímero por um determinado solvente é possível quando as interações entre as moléculas do solvente
e as cadeias poliméricas apresentam uma magnitude superior à magnitude de interações entre as
cadeias poliméricas. Nesse caso, as moléculas de solvente são capazes de romper as ligações fracas (Van
der Waals) que unem as cadeias poliméricas e substituí-las por ligações um pouco mais fortes (mas
ainda do tipo Van der Waals) solvente-polímero.
Já no caso de polímeros termorrígidos, as ligações entre cadeias são primárias, de alta energia e
que não são passíveis de rompimento pela ação de solventes. Assim, polímeros termorrígidos são
normalmente insolúveis.
3. O que são copolímeros? Mostre as diferenças entre copolímero aleatório e copolímero alternado.
Descreva copolímeros em bloco e copolímeros enxertados. Qual a motivação para a produção de
copolímeros em substituição aos correspondentes homopolímeros?
Os copolímeros são polímeros constituídos de diferentes unidades de repetição. Polímeros que
apresentam apenas uma unidade de repetição podem ser chamados de homopolímeros. A produção de
copolímeros é geralmente motivada pelo objetivo de se alterar propriedades e comportamento dos
polímeros. Assim, o comportamento de certos polímeros frente a temperatura (temperatura de
amolecimento, por exemplo) ou à presença de solventes (grau de solubilização) pode ser radicalmente
alterada com a introdução de determinadas unidades de repetição em homopolímeros.
1º ) POLIETILENO: é obtido a partir do etileno (eteno). Possui alta resistência à umidade e ao ataque
químico, mas tem baixa resistência mecânica. O polietileno é um dos polímeros mais usados pela
indústria, sendo muito empregados na fabricação de folhas (toalhas, cortinas, invólucros, embalagens,
etc.), recipientes (sacos, garrafas, baldes, etc.), canos plásticos, brinquedos infantis, no isolamento de
fios elétricos etc.
2º )POLIPROPILENO: é obtido a partir do propileno (propeno), sendo mais duro e resistente ao calor,
quando comparado com o polietileno. É muito usado na fabricação de artigos moldados e fibras.
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3º ) POLIISOBUTENO: é obtido a partir do isobuteno (isobutileno). Constitui um tipo de borracha
sintética denominada borracha butílica, muito usada na fabricação de "câmaras de ar" para pneus.
4º )POLIESTIRENO: é obtido a partir do estireno (vinil-benzeno). Esse polímero também se presta muito
bem à fabricação de artigos moldados como pratos, copos, xícaras etc. É bastante transparente, bom
isolante elétrico e resistente a ataques químicos, embora amoleça pela ação de hidrocarbonetos. Com a
injeção de gases no sistema, a quente, durante a produção do polímero, ele se expande e dá origem ao
isopor.
5º )CLORETO DE POLIVINILA (PVC): é obtido a partir do cloreto de vinila. O PVC é duro e tem boa
resistência térmica e elétrica. Com ele são fabricadas caixas, telhas etc. Com plastificantes, o PVC tornase mais mole, prestando-se então para a fabricação de tubos flexíveis, luvas, sapatos, "couro-plástico"
(usado no revestimento de estofados, automóveis, etc.), fitas de vedação, etc.
6º ) ACETATO DE POLIVINILA (PVA): é obtido a partir do acetato de vinila. É muito usado na produção
de tintas à base de água (tintas vinílicas), de adesivos e de gomas de mascar.
7º ) POLITETRAFLUORETILENO OU TEFLON: é obtido a partir do tetrafluoretileno. É o plástico que
melhor resiste ao calor e à corrosão por agentes químicos; por isso, apesar de ser caro, ele é muito
utilizado em encanamentos, válvulas, registros, panelas domésticas, próteses, isolamentos elétricos,
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antenas parabólicas, revestimentos para equipamentos químicos etc. A pressão necessária para
produzir o teflon é de cerca de 50 000 atmosferas.
8º )POLIMETACRILATO: é obtido a partir do metacrilato de metila (metil-acrilato de metila). Este
plástico é muito resistente e possui ótimas qualidades óticas, e por isso é muito usado como "vidro
plástico". É muito empregado na fabricação de lentes para óculos infantis, frente às telas dos
televisores, em para-brisas de aviões, nos "vidros-bolhas" de automóveis etc.
9º )POLIACRILONITRILA: é obtido a partir da nitrila do ácido acrílico (acrilonitrila). É usado
essencialmente como fibra têxtil - sua fiação com algodão, lã ou seda produz vários tecidos conhecidos
comercialmente como orlon, acrilan e dralon, respectivamente, muito empregados especialmente para
roupas de inverno.
10º) POLIBUTADIENO OU BUNA: é obtido a partir do 1,3-butadieno (eritreno), por adições 1,4. Este
polímero constitui uma borracha sintética não totalmente satisfatória, e por esse motivo o 1,3butadieno costuma ser copolimerizado com outras substâncias, como veremos mais adiante.
11º) POLIISOPRENO: é obtido a partir do metil-butadieno-1,3 (isopreno). Este polímero possui a mesma
fórmula da borracha natural (látex) e é muito empregado na fabricação de carcaças de pneus.
12º) POLICLOROPRENO OU NEOPRENO: é obtido a partir do 2-cloro-butadieno-1,3 (cloropreno). O
neopreno é uma borracha sintética de ótima qualidade: resiste muito bem a tensões mecânicas, aos
agentes atmosféricos e aos solventes orgânicos. É também empregado na fabricação de juntas, tubos
flexíveis e no revestimento de materiais elétricos.
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1º ) BUNA-S, BORRACHA GRS OU BORRACHA SBR: é obtido a partir do estireno e do 1,3-butadieno,
tendo o sódio metálico como catalisador. Essa borracha é muito resistente ao atrito, e por isso é muito
usada nas "bandas de rodagem" dos pneus.
2º ) BUNA-N OU PERBUNAM: é obtido a partir da acrilonitrila e do 1,3-butadieno. É uma borracha muito
resistente aos óleos minerais, e por isso é muito empregada na fabricação de tubos para conduzir óleos
lubrificantes em máquinas, automóveis etc.
1º ) POLIURETANO (A): é obtido a partir do diisocianato de parafenileno e do etilenoglicol (1,2etanodiol). Possui resistência à abrasão e ao calor, sendo utilizado em isolamentos revestimento interno
de roupas, aglutinantes de combustível de foguetes e em pranchas de surfe. Quando expandido a
quente por meio de injeção de gases, forma uma espuma cuja dureza pode ser controlada conforme o
uso que se quiser dar a ela. Veja o mecanismo da síntese da poliuretana e como efetuar essa reação em
laboratório.
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2º ) POLIFENOL OU BAQUELITE: é obtido pela condensação do fenol com o formaldeído (metanal). No
primeiro estágio da reação forma-se um polímero predominantemente linear, de massa molecular
relativamente baixa, conhecido como novolae. Ele é usado na fabricação de tintas, vernizes e colas para
madeira. A reação, no entanto, pode prosseguir dando origem à baquelite, que é um polímero
tridimensional. A baquelite é o mais antigo polímero de uso industrial (1909) e se presta muito bem à
fabricação de objetos moldados, tais como cabos de panelas, tomadas, plugues etc.
3º ) POLIÉSTERES: resultam da condensação de poliácidos (ou também seus anidridos e ésteres) com
poliálcoois. Um dos poliésteres mais simples e mais importantes é obtido pela reação do éster metílico
do ácido tereftálico com etileno-glicol. É usado como fibra têxtil e recebe os nomes de terilene ou
dacron. Em mistura com outras fibras (algodão, lã, seda etc) constitui o tergal.
4º ) POLIAMIDAS OU NYLONS: estes polímeros são obtidos pela polimerização de diaminas com ácidos
dicarboxílicos. Os nylons são plásticos duros e têm grande resistência mecânica. São moldados em
forma de engrenagens e outras peças de máquinas, em forma de fios e também se prestam à fabricação
de cordas, tecidos, garrafas, linhas de pesca etc. O mais comum é o nylon-66, resultante da reação entre
a hexametilenodiamina (1,6-diamino-hexano) com o ácido adípico (ácido hexanodióico)
5º)KEVLAR: é considerada uma poliamida aromática, formada através da reação que ocorre entre o
ácido tereftálico e a parafenilenodiamina. Ele é utilizado na fabricação de coletes à prova de balas,
capacetes de motociclistas, chassis de carros de corrida, peças de avião. etc. Ex.: Ácido tereftálico (parabenzenodióico) + para-benzeno-diamina
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1) Qual das opções abaixo contém um material
melhor indicado para constituir recipientes
utilizados na armazenagem de soluções
concentradas de hidróxido de sódio?
a) vidro
b) alumínio
c) zinco
d) ferro
e) poliéster
2) Completa-se adequadamente a tabela a
seguir se A, B e C forem, respectivamente:
1)
Fórmula do
Nome do
Uso
monômero
polímero
H2C=CH2
B
H2C=CH-CN
a)
A
Sacos
plásticos
Policloreto de
vinila
Capas de
chuva
poliacrilonitrila
C
polietileno,
H3C-CH2Cl
tubulações.
polietileno,
H2C=CHCl
roupas.
poliestireno, H2C=CHCl
tomadas elétricas.
poliestireno, C6H5CH=CH2
roupas.
polipropileno, H3CCH2Cl
tomadas elétricas.
b)
c)
d)
e)
5) Qual das moléculas abaixo tem estrutura
adequada
à
polimerização,
formando
macromoléculas?
a) triclorometano
c) etano
d) eteno
b) clorometano
e) cloroetano
6) Polímeros são compostos orgânicos obtidos
por reação de:
a) condensação de duas moléculas de um
composto orgânico
b) condensação de muitas moléculas de um
composto orgânico
c) quebra de cadeia de um composto orgânico
alifático
d) fermentação da sacarose
e) saponificação de ésteres
e
e
e
e
e
7) A recuperação de matérias-primas do lixo
doméstico seria muito facilitada se os
componentes fossem separados em classes de
compostos. Por exemplo, os resíduos de
alimentos, que são biopolímeros, e os
compostos orgânicos mais simples poderiam
ser empregados para gerar gás metano e para
adubo orgânico. Os componentes do lixo:
papéis, frascos plásticos, latas e vidros, podem
ser separados e classificados, respectivamente,
como:
3) A polimerização do composto a seguir
origina uma lã sintética importantíssima
chamada: H2C=CH-CN.
a) polímeros naturais; polímeros sintéticos; sais
metálicos; acrílicos.
a) buna-S
b) polímeros naturais; polímeros sintéticos;
metais; misturas de óxidos e silicatos metálicos.
b) lucite
c) orlon
d) baquelite
e) tergal
4) A polimerização (trimerização) do acetileno
produz o benzeno. Por analogia, espera-se que
a polimerização do propino produza:
a) trimetilbenzeno vicinal
b) meta-dimetil benzeno
c) biopolímeros; polímeros inorgânicos; ligas;
misturas de sais.
d) misturas de hidrocarbonetos; polímeros
orgânicos; cerâmicas; polímeros inorgânicos.
e) minerais; misturas de hidrocarbonetos;
metalóides; cerâmicas.
d) tolueno
8) Reações de desidratação de álcoois,
oxidação de aldeídos e poliadição do cloro
eteno dão origem, respectivamente, a:
e) hexametilbenzeno
a) alcenos, ácidos carboxílicos e PVC.
c) para-xileno
b) alcanos, fenóis e poliamidas.
c) alcinos, aminas e dióis.
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d) éteres, cetonas e baquelite.
III – [...- CF2-CF2-...]n
e) ácidos carboxílicos, álcoois e proteínas.
IV - [...- CF2-CHCH3-...]n
9) O poliestireno é um dos plásticos mais
usados atualmente. É polimerizado a partir do
estireno, que pode ser obtidos pela reação
entre:
V - [...- CHC6H5-CF2-...]n
a) tolueno e propeno
( ). I é derivado de um composto parafínico
chamado etano e muito utilizado na fabricação
de fios sintéticos
( ). II é derivado de um composto saturado, de
massa molecular 62,5u.
b) benzeno e but-2-eno
( ). III é o teflon, usado principalmente como
isolante elétrico.
c) tolueno e etileno
d) benzeno e etileno
( ). IV é derivado do propeno.
e) benzeno e propileno
10) Dentre as opções a seguir, assinale a que
contém afirmação falsa:
a) cinzas vegetais são ricas em potássio
b) vinagre é essencialmente uma solução de
ácido acético em água
( ). V é derivado de um composto conhecido
como vinilbenzeno e é muito usado na
fabricação de espumas sintéticas.
( ). I, II, III, IV e V são polímeros resultantes de
reação de condensação em presença de
catalisadores.
c) enzimas presentes na saliva humana são
capazes de hidrolisar amido produzindo glicose
14) O poliestireno, o nylon e o policloreto de
vinila (PVC) são substâncias poliméricas obtidas
respectivamente por:
d) poliestireno é um polímero
biodegradação relativamente fácil
a) polimerização em cadeia, copolimerização e
policondensação.
de
e) a presença de íons cálcio e/ou magnésio em
águas naturais restringe a formação de espuma
na presença de sabão comum
11) A reação de três moléculas de acetileno a
o
500 C e utilizando ferro como catalisador
forma:
a) ciclohexano
d) ciclohexeno
b) benzeno
e) estireno
c) vinilacetileno
12) O polímero utilizado no revestimento de
panelas tem fórmula [... –CF2-CF2-...]n . Pode-se
afirmar que o polímero pertence à função
orgânica:
a) poliamida
d) poli-haleto
b) poliéster
e) poliálcool
c) poliamina
13) Em relação aos polímeros a seguir, pode-se
afirmar que: (verdadeira ou falsa)
I – [...- CH2-CH2-...]n
b) copolimerização, policondensação
polimerização em cadeia.
e
c) polimerização em cadeia, policondensação e
policondensação.
d) polimerização em cadeia, policondensação e
polimerização em cadeia.
e) polimerização em cadeia, polimerização em
cadeia e policondensação.
15) O polímero dracon, usado na fabricação de
tecidos, é obtido pela condensação do etileno
glicol com o ácido tereftálico (parabenzenodicarboxílico). Na estrutura do
monômero caracteriza-se a função:
a) éter
d) cetona
b) aldeído
e) éster
c) anidrido de ácido
16) Dentre os polímeros seguintes, qual pode
ser extraído de vegetais?
a) nylon
d) celulose
b) polietileno
c) baquelite
e) policloreto de vinila
II – [...- CH2-CHCl-...]n
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17) Abaixo está representada a fórmula
estrutural do polímero natural cautchu:
Qual das alternativas abaixo indica o
monômero e o tipo de isomeria desses
polímeros?
a) propeno
geométrica
b) but-1,3-dieno
óptica
c) metil-but-1,3-dieno
geométrica
d) but-1,3-diendo
functional
e) pentano
óptica
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