Polímeros

Polímeros são macromoléculas em que existe uma unidade que se repete, chamada monômero. O nome vem do grego: poli = muitos + meros = partes, ou seja, muitas partes. A reação que forma os polímeros é chamada de polimerização.
Na verdade, os materiais poliméricos não são novos - eles têm sido usados desde a Antigüidade. Contudo, nessa época, somente eram usados materiais poliméricos naturais. A síntese artificial de materiais poliméricos é um processo que requer tecnologia sofisticada, pois envolve reações de química orgânica, ciência que só começou a ser dominada a partir da segunda metade do século XIX. Esses compostos surgiram para imitar os polímeros naturais e deram origem aos chamados polímeros sintéticos.

Com o polímero sintético é possível fabricar vários objetos, dentre eles: sacolas plásticas, pára-choques de automóveis, canos para água, panelas antiaderentes, mantas, colas, tintas e chicletes. Já os polímeros naturais são: a borracha, os polissacarídeos, as proteínas.

Os polímeros estão divididos em dois grupos diferentes, denominados polímeros de adição e condensação. Os polissacarídeos e as proteínas são polímeros de condensação obtidos a partir de monossacarídeos e aminoácidos, respectivamente. A borracha natural é obtida através de um polímero de adição. A celulose, o amido e o glicogênio são exemplos de polissacarídeos. A borracha natural é encontrada na árvore Seringueira: é feita uma incisão (corte) no caule e em seguida se obtém um líquido branco denominado Látex, que se transforma em borracha.

Reações Polimerização

A polimerização é uma reação em que as moléculas menores (monómeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reação em cadeia ou por meio de reações de poliadição ou policondensação. A polimerização pode ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou reagentes).

Exemplo: O etileno é um gás que pode polimerizar-se por reação em cadeia, a temperatura e pressão elevadas e em presença de pequenas quantidades de oxigênio gasoso resultando uma substância sólida, o polietileno. A polimerização do etileno e outros monómeros pode efetuar-se à pressão normal e baixa temperatura mediante catalisadores. Assim, é possível obter polímeros com cadeias moleculares de estrutura muito uniforme.

Na indústria química, muitos polímeros são produzidos através de reações em cadeia. Nestas reações de polimerização, os radicais livres necessários para iniciar a reação são produzidos por um iniciador que é uma molécula capaz de formar radicais livres a temperaturas relativamente baixas. Um exemplo de um iniciador é o peróxido de benzoíla que se decompõe com facilidade em radicais fenilo. Os radicais assim formados vão atacar as moléculas do monómero dando origem à reação de polimerização.

Quanto à ocorrência

Naturais - São polímeros que já existem normalmente na natureza. Dentre os mais importantes estão os carboidratos (celulose, amido, glicogênio etc), as proteínas (existente em todos os seres vivos) e os ácidos nucléicos (existentes no núcleo das células vivas e responsáveis pelas características genéticas dos seres vivos).

Sintéticos - São polímeros fabricados pelo homem, a partir de moléculas simples. Dentre eles estão o nylon, o polietileno, o PVC etc. No setor de fibras têxteis, além de falarmos em fibras naturais (algodão, seda, juta etc) e artificiais (naylon, poliéster etc), falamos também em fibras artificiais ou modificadas, como, por exemplo, o rayon.

A fabricação do rayon já parte de uma macromolécula, que são as fibras naturais do algodão; a seguir, por meio de várias reações químicas, purifica-se a macromolécula e no final faz-se uma nova fiação. Resultam então fios e fibras de composição química idêntica à macromolécula inicial, porém, de muito melhor qualidade, que constituem o rayon.

Quanto à disposição espacial dos monômeros

Polímero Tático - Quando as unidades monoméricas dispõem-se ao longo da cadeia polimérica segundo certa ordem, ou seja, de maneira organizada. Os polímeros táticos podem ainda ser divididos em isotáticos e sindiotáticos.

Nos polímeros isotáticos, os monômeros distribuem-se ao longo da cadeia de tal modo que unidades sucessivas, após rotação e translação, podem ser exatamente superpostas. Nos polímeros sindiotáticos, a rotação e translação de uma unidade monomérica, em relação à seguinte, reproduz a imagem especular desta última.

Quanto à natureza da cadeia

Polímero de cadeia homogênea - Quando o esqueleto da cadeia é formada apenas por átomos de carbono.

Polímero de cadeia heterogênea - Quando no esqueleto da cadeia existem átomos diferentes de carbono (heteroátomos).

Polímero Atático - Quando as unidades monoméricas dispõem-se ao longo da cadeia polimérica ao caso, ou seja, de maneira desordenada.

Quanto à estrutura final do polímero

Polímero linear - Quando a macromolécula é um encadeamento linear de átomos. Ex: polietileno: ...(-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-)...
Mesmo que a cadeia apresente ramificações (desde que a ramificação não ligue uma cadeia à outra vizinha) o polímero continua sendo considerado linear. Ex: borracha sintética (neopreno).
...[-CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂-CH₂-C(CH₃)=CH-]...

Os polímeros lineares dão origem a materiais termoplásticos, isto é, plásticos que podem ser amolecidos pelo calor quantas vezes quisermos e, ao resfriarem, voltam a apresentar as mesmas propriedades iniciais.

Polímero tridimensional - Quando a macromolécula se desenvolve em todas as direções, isto é, há ligações entre cadeias adjacentes, através de átomos localizados ao longo da cadeia. Esses polímeros dão origem a materiais termofixos ou materiais termoendurecentes.

No primeiro caso, pelo menos a última fase de produção da macromolécula deve ser feita simultaneamente com a modelagem do objeto desejado, pois uma vez prontos, esses polímeros não podem ser novamente amolecidos pelo calor (um aquecimento excessivo causará a decomposição até a queima do material mas nunca seu amolecimento) e consequentemente, esses polímeros não podem ser reaproveitados industrialmente na moldagem de novos objetos.

Os polímeros termoendurecentes, quando prontos, só podem ser fundidos uma vez, pois, durante a fusão, as moléculas reagem entre si, aumentando a massa molecular do polímero e este, endurecendo, torna-se insolúvel e infusível.

Trabalho realisado pelos alunos do 3 ano ''D'

Aluno:Moises , Jessica , Jhonatan , Ailton , Raissa C.

Materia: Quimica