Química de Polímeros
LOM3058
PROF. FÁBIO HERBST
FLORENZANO
Estrutura da disciplina
Aulas Expositivas
Listas de Exercícios
Provas teóricas
Avaliação
Provas teóricas (P1: 7/4 e P2:16/6)
Entrega das listas e dos estudos-dirigidos: para quem entregar tudo:
Pn=P*0,9+1,0; para quem não entregar, ou entrega insuficiente: Pn=P
Bibliografia
Carraher, C.E. Jr. Introduction to Polymer Chemistry – 2a. Edição - CRCPress
Cowie, J.M.G. and Arrighi, V. Polymers: Chemistry and Physics of Modern
Materials. 3ª. Edição. CRC Press.
Billmeyer, F.W. Jr. Textbook of Polymer Science – 3a. Edição – Wiley Interscience
Odian, G. Principles of Polymerization, 3rd Edition, New York: WileyInterscience, 1991
Complementares
-Canevarolo, S. V. Ciência de Polímeros: um Texto Básico para Engenheiros e
Tecnólogos. ArtLiber. 2002
-Mano, E. Introdução a Polímeros. Edgard Blucher. 1985
Introdução aos Polímeros Orgânicos
Polímeros: macromoléculas formadas a partir da união de moléculas
orgânicas simples (meros ou, mais comumente, monômeros)
Podem ser homopolímeros (um único monômero ou unidade repetitiva)
ou copolímeros (mais de um monômero ou unidade repetitiva), lineares
ou ramificados, de origem sintética ou natural (biopolímeros)
Entre os sintéticos temos os polímeros de condensação e de adição
(Carothers, 1929)
Entre os copolímeros podemos ter:
◦
◦
◦
◦
Aletórios ou estatísticos
Alternados
Em bloco
Enxertados (ou graftizados)
Um pouco de História
Borracha Natural
Baquelite
PVC
Nylon 6,6 e Carothers
Teflon, Kevlar
Nomenclatura
Nomes derivados dos monômeros
Eteno (etileno): polietileno
Polipropileno (polipropeno)
Poliestireno
Ácido polimetacrílico
Polietilenotereftalato (politereftalo de etileno)
Nylon 6,6 (uma poliamida)
Síntese de Polímeros: Polímeros de
Adição ou Condensação
Classificação proposta por Carothers baseada na
reação de polimerização que dá origem ao material
De adição: produzidos por reações de adição, todos
os átomos dos monômeros estão presentes no
polímero
De condensação: produzidos por policondensação,
alguns átomos são eliminados durante a formação
do polímero na forma de moléculas pequenas
(água, amônia, etc.)
Polímeros são misturas
Há sempre uma distribuição de massas molares
Forma e tamanho das cadeias
As ligações covalentes simples apresentam ângulos definidos, mas há
liberdade rotacional que é limitada por efeitos estéricos. Por isso as
cadeias poliméricas podem apresentar diferentes conformações tanto
no estado sólido quanto em solução.
A conformação das cadeias vai depender das interações com o que está
em volta, tanto na fase sólida como em solução, além da energia
térmica do sistema (necessária para transições conformacionais).
No estado sólido, muitos polímeros apresentam regiões amorfas e
cristalinas na sua microestrutura, sendo matérias chamados de
semicristalinos, portanto.
Rotações permitidas no eixo
da ligação C-C
Conformações da cadeia de
polipropileno
Relação entre a massa molar e
propriedades
Propriedades dos materiais
poliméricos
As propriedades dos materiais poliméricos dependem de, entre outras
coisas:
◦ Das interações entre os grupos presentes nas suas cadeias (forças de
London, dipolo-dipolo, ligações de H, etc.)
◦ Da massa molar das cadeias (e seu entrelaçamento – entanglement)
◦ Da topologia das cadeias (ramificada, ou não, por exemplo)
◦ Da taticidade
◦ Da história (térmica, por exemplo) do material
◦ Da cristalinidade
◦ Da temperatura
◦ Aditivos
◦ Etc.
Relação estruturapropriedades em Polímeros
Transições típicas temperatura
Temperatura de transição vítrea (Tg)
◦ Relaciona-se com a temperatura a partir da qual a parte amorfa do polímero
passa a apresentar alguma mobilidade (frequentemente o polímero passa de
rígido para borrachoso acima dessa temperatura)
Temperatura de fusão (Tm)
◦ O polímero passa a comportar-se como um líquido bastante viscoso acima
dessa temperatura (não existe para os polímeros termofixos)
Temperatura de cristalização (Tc):
quando resfriados os polímeros cristalinos e semicristalinos iniciam sua
cristalização nessa temperatura (geralmente diferente de Tm)
Taticidade
Conforme a configuração de seus carbonos os polímeros podem ser:
Atáticos
Sindiotáticos
Isotáticos
A taticidade está relacionada às propriedades físicas dos polímeros
PVC - taticidade
Elastômeros, fibras, plásticos e
termofixos
De acordo com suas propriedades mecânicas, os materiais poliméricos
podem ser divididos em:
◦
◦
◦
◦
Elastômeros
Fibras
Plásticos
Termofixos
Objetivos da disciplina
Estudar os principais processos de obtenção de materiais poliméricos
Relacionar os materiais poliméricos mais comuns à sua obtenção típica
Propiciar o entendimento das relações existentes entre a síntese do
material, sua estrutura molecular e as propriedades do material
Apresentar modificações pós-síntese de materiais poliméricos e sua
degradação