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Polímeros

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Definição de Polímero

O termo polímero é comumente usado hoje na indústria de plásticos e compósitos, e muitas vezes é usado para indicar o significado de “plástico” ou “resina”. Na realidade, o termo polímero significa muito mais.

Um polímero é composto químico em que as moléculas estão ligadas entre si em cadeias longas de repetição. Estes materiais, polímeros, têm propriedades únicas e pode ser adaptado de acordo com a sua finalidade.

Polímeros são ambos feita pelo homem e estão ocorrendo naturalmente. Por exemplo, a borracha é um material polimérico natural que é extremamente útil e tem sido utilizada pelo homem há milhares de anos.

Borracha tem excelentes propriedades elásticas, e este é um resultado da cadeia de polímero molecular criado pela mãe natureza. Ambos feita pelo homem e polímeros naturais podem exibir propriedades elásticas, no entanto, os polímeros podem apresentar uma vasta gama de propriedades úteis adicionais. Dependendo da utilização desejada, os polímeros podem ser finamente sintonizado para alavancar a propriedade vantajosa.

Polímeros são materiais feitos de longas cadeias de moléculas repetidas. Os materiais têm propriedades únicas, dependendo do tipo de moléculas sendo ligadas e de como elas são ligadas.

Alguns polímeros dobram e esticam, como borracha e poliéster. Outros são duros e resistentes, como epóxis e vidro.

Os polímeros tocam quase todos os aspectos da vida moderna. Provavelmente, a maioria das pessoas esteve em contato com pelo menos um produto contendo polímero – de garrafas de água a gadgets e pneus – nos últimos cinco minutos.

O termo polímero é frequentemente usado para descrever plásticos, que são polímeros sintéticos.

No entanto, também existem polímeros naturais; borracha e madeira, por exemplo, são polímeros naturais que consistem em um hidrocarboneto simples, o isopreno.

As proteínas são polímeros naturais constituídos por aminoácidos, e os ácidos nucléicos (DNA e RNA) são polímeros de nucleotídeos – moléculas complexas compostas por bases contendo nitrogênio, açúcares e ácido fosfórico, por exemplo.

O que são polímeros?

Os polímeros são moléculas que consistem em uma cadeia longa e repetitiva de unidades menores chamadas monômeros.

Eles têm o maior peso molecular entre todas as moléculas e podem consistir em bilhões de átomos.

O DNA humano é um polímero com mais de 20 bilhões de átomos constituintes. As proteínas, feitas de aminoácidos, e muitas outras moléculas que constituem a vida são polímeros.

Eles são a maior e mais diversa classe de moléculas conhecidas e até incluem plásticos.

Os monômeros são moléculas tipicamente com cerca de 4-10 átomos de tamanho e são reativos porque se ligam prontamente a outros monômeros em um processo chamado polimerização.

Os polímeros e seus processos de polimerização são tão diversos que existe uma variedade de sistemas diferentes para classificá-los. Um tipo principal é a polimerização por condensação, em que as moléculas reagentes liberam água como subproduto. Este é o meio pelo qual todas as proteínas são formadas.

Os polímeros nem sempre são cadeias retas de monômeros regulares de repetição; às vezes, eles consistem em cadeias de comprimento variável ou mesmo cadeias que se ramificam em várias direções.

Os monômeros residuais são frequentemente encontrados junto com os polímeros que eles criam, dando às moléculas propriedades adicionais. Para persuadir os monômeros a se ligar em certas configurações, é necessária uma variedade de catalisadores – moléculas secundárias que aceleram os tempos de reação. Os catalisadores são a base da maior parte da produção de polímeros sintéticos.

Na copolimerização, são formadas cadeias que contêm dois ou mais monômeros diferentes. Polímeros maiores e mais complexos tendem a ter pontos de fusão e resistência à tração mais altos do que outros, devido à riqueza de forças intermoleculares atuando entre seus constituintes. Certas moléculas são tão complexas que não podem ser prontamente identificadas, então técnicas como espalhamento de raios-X de ângulo amplo, espalhamento de raios-X de baixo ângulo e espalhamento de nêutrons de pequeno ângulo são empregadas.

A maioria dos polímeros é orgânica, empregando ligações de carbono como sua espinha dorsal. Outros usam silício. Devido à sua grande diversidade, muitos ainda precisam ser descobertos, oferecendo um campo fértil para futuras pesquisas e desenvolvimento.

O que é polimerização?

Monômeros são moléculas pequenas e únicas, como hidrocarbonetos e aminoácidos. Os monômeros se unem para formar polímeros em um processo chamado polimerização. As pessoas usam polímeros sintéticos, como polipropileno e cloreto de polivinila (PVC), em hospitais, escolas e em suas próprias casas, mas eles representam apenas uma pequena porcentagem desses materiais.

Borracha e celulose, que são polímeros naturais, são usados para fazer de tudo, de pneus a celofane e rayon. O ácido desoxirribonucléico (DNA) e as proteínas também são polímeros naturais.

A borracha é um polímero natural usado para fazer pneus

polimerização não é um assunto complicado, mas as maneiras como os monômeros são reunidos variam tanto que os cientistas acham mais fácil ter mais de um sistema para descrever esse processo.

Um sistema de separação dos processos questiona quanto da molécula original resta quando os monômeros se ligam. Na “polimerização por adição”, os monômeros são adicionados juntamente com sua estrutura inalterada.

Esse tipo pode ser comparado a uma criança brincando com blocos: embora a parede que a criança constrói seja uma grande estrutura, no final, os blocos individuais ainda são perceptíveis.

Isso não é verdade na polimerização por condensação. Este processo resulta em um polímero que é menos massivo do que os dois ou mais monômeros que se juntaram para formá-lo.

Isso acontece porque nem todo o monômero original pode permanecer no polímero. Cloreto de hidrogênio e água são geralmente eliminados da mistura quando os polímeros se formam dessa maneira.

Embora os sistemas de condensação versus adição para descrever esses processos possam ser úteis, não é a única maneira de ver como os polímeros podem se formar.

Outra maneira de explicar como os monômeros formam polímeros envolve observar como os monômeros se combinam uns com os outros.

Na polimerização de crescimento em cadeia, um monômero é adicionado à coleção de cada vez até que um polímero seja formado. Este é o método mais simples. Um processo mais complicado é chamado de polimerização por etapas. Aqui, geralmente não é apenas um monômero de cada vez. Eventualmente, haverá monômeros suficientes para criar um polímero.

A polimerização é um processo necessário. Somente por meio dessa formação de moléculas maiores o cérebro humano poderia existir.

Polímeros –Moléculas

Polímero – molécula muito grande

Os polímeros são moléculas muito grandes que são compostas de milhares – talvez milhões – de átomos que estão ligados juntos em um padrão de repetição.

A estrutura de um polímero é facilmente visualizada por imaginando uma cadeia. A cadeia tem muitos links que são ligados entre si.

Da mesma forma os átomos dentro do polímero são ligados um ao outro para formar os elos da cadeia de polímero.

As ligações moleculares na cadeia de polímero são designadas por unidades de repetição que são formados a partir de um ou mais monómeros de moléculas chamadas.

A estrutura da unidade de repetição pode variar amplamente e depende das matérias-primas que formam o polímero. P

or exemplo, o polietileno, o polímero usado para fazer uma grande variedade de recipientes e sacos de plástico, tem uma estrutura muito simples unidade de repetição, que dois átomos de carbono estão ligados um ao outro para formar uma única ligação.

Quais são os diferentes tipos de materiais poliméricos?

Polímeros Naturais e Sintéticos

Os polímeros abrangem uma ampla categoria de moléculas grandes criadas pela ligação de muitas moléculas constituintes semelhantes. Existem muitos tipos diferentes de materiais poliméricos, incluindo celulose, natural ou biopolímeros, silicones e plásticos. Os materiais poliméricos são frequentemente criados ou colhidos para uma finalidade específica, dependendo do tipo. Muitos materiais poliméricos são naturais, existem em entidades biológicas e são usados há muitos anos.

Outros são sintéticos, criados por meio de processos químicos ou industriais para desempenhar certas funções.

A celulose é normalmente encontrada na madeira e nas plantas como uma parte natural desses materiais. Uma vez derivado, ele pode ser usado para criar produtos como placa de fibra, papel e celofane.

A madeira de polímero, por exemplo, é normalmente criada com celulose e materiais semelhantes para atingir uma resistência ou consistência especificada. Os polímeros contendo celulose também podem ser considerados fibra alimentar quando consumidos por humanos e podem fornecer um alimento importante para criaturas como os cupins.

Outros polímeros naturais são usados há muito tempo. Os exemplos incluem goma-laca, borracha e âmbar.

A goma-laca geralmente é derivada das secreções de um inseto específico e costuma ser usada como acabamento para madeira.

A borracha é mais frequentemente derivada do látex natural e pode ser posteriormente refinada para fazer muitos produtos.

O âmbar é geralmente formado de resina de árvore fossilizada e tem sido usado por muitos anos como decoração, remédio e joalheria.

Muito parecidos com materiais poliméricos à base de plantas ou insetos, ácidos nucléicos e proteínas também são considerados polímeros. Mais especificamente, são considerados biopolímeros, porque são produzidos por organismos. Como outros materiais poliméricos, os ácidos nucleicos consistem em cadeias moleculares repetidas.

As combinações desses ácidos normalmente se tornam as proteínas de biopolímero usadas para construir a maioria dos organismos.

Os silicones, por outro lado, são considerados materiais poliméricos sintéticos que normalmente consistem em silício combinado com carbono, oxigênio ou hidrogênio para criar novos materiais.

Esses polímeros têm muitos usos, dependendo da configuração da cadeia molecular, mas esses usos podem incluir brinquedos, materiais de encanamento e lubrificantes.

Existem muitos materiais poliméricos baseados na combinação de silício com outros elementos.

Os materiais plásticos são polímeros que podem ser de base orgânica ou quase totalmente sintéticos.

Os materiais poliméricos considerados plásticos são geralmente considerados importantes na vida moderna e muitos materiais e produtos não existiriam sem os materiais plásticos.

Exemplos desses polímeros podem incluir cloreto de polivinila (PVC), náilon e poliestireno. A maioria dos materiais de polímero plástico tem uma massa molecular elevada, o que dá rigidez e plasticidade aos produtos relacionados.

Polímero – Química

Polímero, qualquer uma de uma classe de substâncias naturais ou sintéticas compostas por moléculas muito grandes, chamadas macromoléculas, que são múltiplos de unidades químicas mais simples chamadas monômeros. Os polímeros constituem muitos dos materiais dos organismos vivos, incluindo, por exemplo, proteínas, celulose e ácidos nucléicos.

Além disso, constituem a base de minerais como diamante, quartzo e feldspato e de materiais feitos pelo homem como concreto, vidro, papel, plásticos e borrachas.

A palavra polímero designa um número não especificado de unidades monoméricas. Quando o número de monômeros é muito grande, o composto às vezes é chamado de polímero alto.

Os polímeros não se restringem a monômeros com a mesma composição química ou peso molecular e estrutura. Alguns polímeros naturais são compostos de um tipo de monômero.

A maioria dos polímeros naturais e sintéticos, entretanto, são compostos de dois ou mais tipos diferentes de monômeros; tais polímeros são conhecidos como copolímeros.

Os polímeros orgânicos desempenham um papel crucial nos seres vivos, fornecendo materiais estruturais básicos e participando dos processos vitais da vida. Por exemplo, as partes sólidas de todas as plantas são feitas de polímeros. Isso inclui celulose, lignina e várias resinas. A celulose é um polissacarídeo, um polímero composto por moléculas de açúcar.

A lignina consiste em uma complicada rede tridimensional de polímeros. As resinas de madeira são polímeros de um hidrocarboneto simples, o isopreno. Outro polímero de isopreno familiar é a borracha.

Outros polímeros naturais importantes incluem as proteínas, que são polímeros de aminoácidos, e os ácidos nucleicos, que são polímeros de nucleotídeos – moléculas complexas compostas de bases contendo nitrogênio, açúcares e ácido fosfórico. Os ácidos nucléicos carregam informações genéticas na célula. Os amidos, importantes fontes de energia alimentar derivada das plantas, são polímeros naturais compostos por glicose.

Muitos polímeros inorgânicos também são encontrados na natureza, incluindo diamante e grafite. Ambos são compostos de carbono. No diamante, os átomos de carbono estão ligados em uma rede tridimensional que dá ao material sua dureza. No grafite, usado como lubrificante e nas “chumbo” de lápis, os átomos de carbono se ligam em planos que podem deslizar uns sobre os outros.

Os polímeros sintéticos são produzidos em diferentes tipos de reações. Muitos hidrocarbonetos simples, como etileno e propileno, podem ser transformados em polímeros pela adição de um monômero após o outro à cadeia crescente. O polietileno, composto de monômeros de etileno repetidos, é um polímero de adição. Pode ter até 10.000 monômeros unidos em longas cadeias enroladas. O polietileno é cristalino, translúcido e termoplástico – ou seja, ele amolece quando aquecido. É utilizado para revestimentos, embalagens, peças moldadas e fabricação de garrafas e recipientes. O polipropileno também é cristalino e termoplástico, mas é mais duro que o polietileno. Suas moléculas podem consistir de 50.000 a 200.000 monômeros.

Este composto é utilizado na indústria têxtil e na confecção de objetos moldados.

Outros polímeros de adição incluem polibutadieno, poliisopreno e policloropreno, que são todos importantes na fabricação de borrachas sintéticas. Alguns polímeros, como o poliestireno, são vítreos e transparentes à temperatura ambiente, além de termoplásticos. O poliestireno pode ser colorido em qualquer tonalidade e é utilizado na fabricação de brinquedos e outros objetos de plástico.

Se um átomo de hidrogênio no etileno é substituído por um átomo de cloro, o cloreto de vinila é produzido. Este polimeriza em policloreto de vinila (PVC), um material termoplástico incolor, duro, resistente, que pode ser fabricado em várias formas, incluindo espumas, filmes e fibras. O acetato de vinila, produzido pela reação do etileno e do ácido acético, polimeriza em resinas amorfas e macias usadas como revestimentos e adesivos. Ele copolimeriza com cloreto de vinila para produzir uma grande família de materiais termoplásticos.

Muitos polímeros importantes têm átomos de oxigênio ou nitrogênio, junto com os de carbono, na cadeia principal. Entre esses materiais macromoleculares com átomos de oxigênio estão os poliacetais.

O poliacetal mais simples é o poliformaldeído. Possui alto ponto de fusão, é cristalino e resistente à abrasão e à ação de solventes.

As resinas de acetal são mais parecidas com metal do que quaisquer outros plásticos e são usadas na fabricação de peças de máquinas, como engrenagens e rolamentos.

Um polímero linear caracterizado por uma repetição de grupos éster ao longo da cadeia principal é chamado de poliéster. Os poliésteres de cadeia aberta são materiais termoplásticos incolores, cristalinos.

Aqueles com alto peso molecular (10.000 a 15.000 moléculas) são empregados na fabricação de filmes, objetos moldados e fibras como o Dacron.

As poliamidas incluem as proteínas naturais caseína, encontradas no leite, e zeína, encontradas no milho (milho), a partir do qual os plásticos, fibras, adesivos e revestimentos são feitos.

Entre as poliamidas sintéticas estão as resinas uréia-formaldeído, que são termofixas. Eles são usados para produzir objetos moldados e como adesivos e revestimentos para têxteis e papel.

Também importantes são as resinas de poliamida conhecidas como nylons. Eles são fortes, resistentes ao calor e à abrasão, não combustíveis e não tóxicos e podem ser coloridos.

Seu uso mais conhecido é como fibras têxteis, mas eles têm muitas outras aplicações.

Outra importante família de polímeros orgânicos sintéticos é formada por repetições lineares do grupo uretano.

Os poliuretanos são empregados na fabricação de fibras elastoméricas conhecidas como spandex e na produção de bases de revestimento e espumas rígidas e moles.

Uma classe diferente de polímeros são os compostos orgânicos-inorgânicos mistos. Os representantes mais importantes dessa família de polímeros são os silicones.

Sua espinha dorsal consiste em átomos alternados de silício e oxigênio com grupos orgânicos ligados a cada um dos átomos de silício. Os silicones de baixo peso molecular são óleos e graxas.

As espécies de alto peso molecular são materiais elásticos versáteis que permanecem macios e elásticos em temperaturas muito baixas. Eles também são relativamente estáveis em altas temperaturas.

Polímeros contendo fluorocarbono, conhecidos como fluoropolímeros, são feitos de ligações carbono-flúor, que são altamente estáveis e tornam o composto resistente a solventes.

A natureza da ligação carbono-flúor confere ainda mais uma qualidade antiaderente aos fluoropolímeros; isto é mais amplamente evidente no politetrafluoroetileno (PFTE) Teflon.

Fonte: composite.about.com/www.qmc.ufsc.br/www.e-education.psu.edu/www.wisegeek.org/www.medio.com/www.pslc.ws/Encyclopaedia Britannica/www.sciencenewsforstudents.org

 

 

 

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