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POLÍMEROS

POLÍMEROS. ESTRUTURA E PROPRIEDADES. INTRODUÇÃO – Relembrando as funções orgânicas. . . . . . Os polímeros naturais, existentes nas baleias são chamados queratinas. São macromoléculas parecidas com as proteínas, que constituem as unhas e cabelos de pessoas, chifres de animais.

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POLÍMEROS

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Presentation Transcript

  1. POLÍMEROS ESTRUTURA E PROPRIEDADES

  2. INTRODUÇÃO – Relembrando as funções orgânicas     

  3. Os polímeros naturais, existentes nas baleias são chamados queratinas. São macromoléculas parecidas com as proteínas, que constituem as unhas e cabelos de pessoas, chifres de animais. Os golfinhos (sua pele) também são constituídos de polímeros chamados colágenos.

  4. poliacrilonitrila (PAN) (orlon) Poliestireno (PS) SPANDEX-LYCRA Polietileno (PE)

  5. VANTAGENS: baixo custo, peso reduzido, grande resistência, facilidade de moldagem e produção de diferentes peças. DESVANTAGENS: descarte no meio ambiente e durabilidade, dificuldade de degradação. O plástico tem substituído os metais, a madeira e os vidros, na vida prática.

  6. A composição do lixo plástico varia conforme a região, mas pode-se considerar a seguinte distribuição, em média:

  7. Polímero Termo que vem do grego (poli - muitas e mero partes) moléculas grandes ou macromoléculas, formadas de várias unidades repetitivas (monômeros). POLIETILENO

  8. Podemos fazer uma analogia do polímero, com uma corrente de clipes, isto é, várias unidades repetidas.

  9. POLÍMEROS COMUNS -[-CH2-CH-]n - | OH PE PP PS PVA (polivinilálcool) PVAc http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/quimica/paginahtml/polimeros7.htm

  10. PTFE PMMA PAN PU Borracha natural Borracha sintética

  11. PU-ESPUMA Spandex- PU SPANDEX-LYCRA LYCRA

  12. PET

  13. policetona Policarbonato-PC Resina fenol-formaldeido Resina epóxi n

  14. Biodegradáveis sintéticos PCL policaprolactona PCL PLA PGA PGLA POLI-HIDROXI ALCANOATOS- Poliésteres bacterianos biodegradáveis biopolímeros, bioplásticos PHB PHB-co-PHV PHV

  15. CONFIGURAÇÕES- Influência na cristalinidade e propriedades PVC PP

  16. LIGNINA MACROMOLÉCULA NÃO É UM POLÍMERO

  17. PROPRIEDADES FÍSICAS DE POLÍMEROS As principais propriedades incluem: ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade e força tensil.

  18. PONTO DE FUSÃO – Não ocorre a uma temperatura definida. O polímero amolece, sua viscosidade muda numa faixa de 500C. A fusão ocorre em termoplásticos. Um polímero cristalino possui um ponto de fusão definido (Tm).

  19. SOLUBILIDADE A maioria dos polímeros são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos. A não solubilidade é importante para dar qualidade a um produto final e um problema difícil para o engenheiro químico que sintetiza

  20. FORÇA TENSIL – Mede a dificuldade de quebrar uma amostra de polímero quando uma força é aplicada para puxá-la, esticando-a. Força tensil com o da massa molecular. Exemplos: PEBD – 1000-2400 Mpa (MEGAPASCAL) PEAD - 4400 PTFE - 3500 PP - 5000

  21. CLASSIFICAÇÃO I II

  22. Estrutura básica de polímeros LINEAR http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/polimeros.html

  23. RETICULADO

  24. III- Quanto à fusibilidade (fusão) Termoplásticos Fundem ao serem aquecidos, solidificam ao serem resfriados. Ex: PE, PET, PAN, nylon Termorrígidos Ao serem aquecidos formam ligações cruzadas são infusíveis e insolúveis. Ex: resina fenol-formol, uréia-formol

  25. IV Quanto ao comportamento mecânico 1. Plásticos – (grego: adequado à moldagem) Moldados por aquecimento ou pressão PE, PP, PS 2. Elastômeros ou borrachas Após sofrerem deformação sob a ação de uma força retornam à forma original, quando a força é removida. Ex: Polibutadieno, borracha nitrílica, poli (estireno-co-butadieno) 3. Fibras Corpos em que a razão entre comprimento e as dimensões laterais é elevada. Orientação longitudinal Poliésteres, poliamidas, poliacrilonitrila

  26. VQuanto ao tipo de aplicação Uso geral PE, PS, PMMA, PVC Plásticos de engenharia Polímeros empregados em substituição de materiais clássicos de engenharia como madeira, metais e vidros Poliacetais, PC, PTFE, PET

  27. MASSA MOLECULAR (MOLAR) e DISTRIBUIÇÃO DE MASSA MOLECULAR (MOLAR) Os polímeros são formados de cadeias de vários tamanhos, isto é, são polidispersos, dependendo do processo de síntese. A massa molecular de uma substância macromolecular, é representada por um valor médio curva de distribuição.

  28. Polímero heterogêneo: presença de moléculas pequenas, médias e grandes (curva de distribuição larga). Polímero homogêneo: presença de moléculas com massas moleculares em torno de um valor médio (curva de distribuição mais estreita).

  29. CURVA DE DISTRIBUIÇÃO DE MASSAS MOLECULARES massa

  30. Massa molecular média em número – Massa total de todas as moléculas (1mol) / número total de mol de moléculas presentes. Ni – número de mol de espécies i Mi – massa molecular de espécies i Ni Mi – massa real de espécies i é muito sensível à presença de uma fração pequena de macromoléculas de baixa massa molecular.

  31. Massa molecular média em massa – éuma média ponderada, cada molécula contribui para Mw na proporção do quadrado de sua massa. Mwé sensível à moléculas mais pesadas. Mw é sempre maior que Mn, exceto para polímeros monodispersos (Mw/Mn=1).

  32. CROMATROGRAFIA POR EXCLUSÃO DE TAMANHO (SEC)

  33. CRISTALINIDADE Gelo é um cristal, ordenado. Cloreto de sódio (NaCl) é um cristal, ordenado. Cl- Na+ Na+ Cl_

  34. SÍLICA SiO2 ESTADO CRISTALINO – QUARTZO

  35. Vidro é um sólido amorfo – sem ordem.

  36. A maioria dos polímeros pode ficar assim, cadeias esticadas. Ex: Polietileno (PE): Ou assim, cadeias esticadas a curta distância e dobradas Podem, ainda formar pilhas de cadeias dobradas, lamelas:

  37. O cristal polimérico não é tão ordenado assim: parte das cadeias faz parte da região cristalina da lamela e parte faz parte da região amorfa:

  38. Modelo da mesa telefônica

  39. Um cristal polimérico pode crescer de maneira radial, a partir de um núcleo: ESFERULITO

  40. POLIETIELENO - MODELO Micela-franjada (Hermann, 1930) Regiões cristalinas Regiões amorfas PE semi-cristalino

  41. POLÍMERO CRISTALINO POLÍMERO AMORFO

  42. Nenhum polímero é completamente cristalino. Se for cristalino: o material é forte, mas quebradiço. Se for amorfo: o material não é tão forte, mas é flexível, é plástico.

  43. PORQUE ALGUNS POLÍMEROS SÃO CRISTALINOS E OUTROS AMORFOS?? Dois fatores são importantes: estrutura polimérica forças intermoleculares

  44. Se o polímero é regular e ordenado, ele empacota em cristais facilmente. poliestireno sindiotático poliestireno atático ordenado sem ordem CRISTALINO AMORFO

  45. POLARIDADE E CRISTALINIDADE ORDENAÇÃO FIBRAS LIGAÇÕES DE H NYLON 6,6

  46. Poliéster ( polietileno tereftalato): Os grupos polares tornam os cristais mais fortes. Os anéis se agrupam ordenadamente.

  47. Poli( metacrilato de metila) (PMMA) e Cloreto de polivinila (PVC) são amorfos. Polipropileno (PP) e Politetrafluoretileno (PTFE) são muito cristalinos Polietileno (PE) pode ser cristalino (linear) ou amorfo (ramificado) PE linear PE ramificado

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