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 Nvinilpirrolidona 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 microencapsulados. 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
Carteiramonitor LEP
painel LEP
ativo para
automóveis
monitores de altaresolução 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