Conceito de Polímero
O termo polímero é originário do grego,
que significa poli: muitos e meros: partes e foi
introduzido pela primeira vez em 1833 pelo químico sueco Jöns Jakob
Berzelius.
Os polímeros são moléculas muito grandes,
ou seja, macromoléculas constituídas pela repetição de unidades químicas
pequenas e simples, denominadas por monómeros, unidos entre si por
ligações covalentes.
Assim, um polímero pode ser expresso da
seguinte forma:
- (RU)n -
Onde, RU é a unidade repetitiva, ou
seja, o monómero e n é o número de monómeros presentes no
polímero.
A reação que promove a união dos monómeros
para formar um polímero é chamada de reação de polimerização.
Os polímeros possuem um nome que se
relaciona diretamente com a sua fórmula química. De
acordo com a IUPAC – International Union of Pure and Applied
Chemistry, os polímeros são designados pelo prefixo “poli”
seguido do nome da unidade repetitiva colocada entre parêntesis. Por
exemplo, a partir do etileno obtém-se o poli(etileno), embora os
parêntesis sejam omitidos.
No entanto, como muitos polímeros foram
desenvolvidos antes da sistematização da nomenclatura das substâncias,
possuem nomes comuns que se utilizam frequentemente.
De forma a uniformizar e simplificar a
designação de polímeros e materiais poliméricos é frequente abreviar o
nome do material recorrendo a siglas.
Classificação de Polímeros
As macromoléculas
apresentam uma grande diversidade de estruturas, por isso, os polímeros
podem ser classificados de acordo com vários
métodos.
Primeiramente, os
polímeros são classificados com base na sua origem em naturais,
semi-sintéticos e sintéticos.
Os polímeros que podem
ser extraídos diretamente da Natureza são designados por
polímeros naturais. São exemplos de polímeros naturais o látex extraído
da hévea brasiliensis e a celulose extraída da madeira e do
algodão.
Os polímeros semi-sintéticos são obtidos
por reações químicas a partir de polímeros naturais. A caseína, o
etanoato de celulose e o nitrato de celulose são exemplos de polímeros
semi-sintéticos.
Os polímeros sintéticos são todos aqueles
produzidos por ação do Homem através de processos de transformação, como
reações químicas. Como exemplos tem-se o polietileno, o polipropileno, o
poliestireno entre muitos outros polímeros.
No entanto, uma classificação mais usual
tem em conta o comportamento térmico dos materiais poliméricos.
De acordo com este critério, os polímeros
dividem-se em elastómeros, termoplásticos e termoendurecíveis.
Os elastómeros, que podem ter origem
natural ou sintética, possuem um elevado grau de elasticidade, isto é,
quando submetidos a uma tensão, mesmo que pequena, deformam-se
significativamente. Esta deformação é reversível, dentro de certos
limites, voltando o material às suas dimensões originais quando removida
a tensão. Estes polímeros possuem uma estrutura macromolecular composta
por longas cadeias, enroladas e torcidas entre si, o que lhes confere
uma grande flexibilidade. A coesão molecular é garantida por
reticulação, cujo número condiciona a rigidez do material. As borrachas
são a principal classe dos elastómeros, sendo estas muito usadas na
produção de pneus.
Os restantes polímeros sintéticos podem-se
classificar em termoplásticos ou termoendurecíveis, consoante a sua
capacidade de serem fundidos e solidificados repetidamente com ou sem
perda significativa das suas propriedades fundamentais.
Os termoplásticos suportam vários ciclos
térmicos, ou seja, fusão e subsequente solidificação sem perda
significativa das suas propriedades. Devido a esta propriedade, estes
materiais são reciclados com maior facilidade.
Os termoplásticos podem ser classificados
em cristalinos ou amorfos.
Os termoplásticos com uma estrutura
cristalina apresentam a sua estrutura molecular bem ordenada enquanto
que os termoplásticos com uma estrutura amorfa possuem inexistência de
qualquer ordem estrutural, pois as cadeias não se dispõem linearmente,
possuindo uma estrutura aleatória.
Os polímeros amorfos são inerentemente
transparentes e possuem uma rigidez e fragilidade semelhante às do
vidro. Os termoplásticos são materiais que apresentam um crescente
consumo devido à variedade de produtos e aplicações, sendo os mais
consumidos, o polietileno (PE), o polipropileno (PP), o policloreto de
vinilo (PVC), o poliestireno (PS) e o polietileno tereftalato (PET).
Os polímeros termoendurecíveis
assumem a sua forma definitiva quando processados, ou seja, quando
sujeitos a um único ciclo térmico, não podendo voltar a serem submetidos
a um aquecimento sem deterioração das suas propriedades. Estes materiais
são formados por estruturas poliméricas muito ramificadas e a coesão
intermolecular é garantida por ligações químicas fortes. Como exemplos
pode-se citar as resinas epóxi, resinas de poliuretano, silicones e
poliamidas.
É de notar que é conveniente distinguir o
conceito de plástico e de polímero, que tantas vezes se usa
indiscriminadamente.
Plásticos são materiais poliméricos, no
entanto, nem todos os polímeros são plásticos.
Assim sendo na prática, o plástico contém,
para além da matriz macromolecular que se designa por polímero,
impurezas podendo estas serem ocasionais ou provenientes do processo de
polimerização e contém também aditivos.
Os aditivos são substâncias que se
incorporam intencionalmente nos polímeros, de forma a conferir-lhes
propriedades específicas, quer durante a transformação, quer enquanto
produtos acabados. Esta incorporação torna-se necessária, dado que os
polímeros muito raramente podem ser utilizados isoladamente de outras
substâncias para produzir artigos de consumo, devido às características
limitativas que apresentam por si só. Pode-se salientar a instabilidade
aos agentes atmosféricos, baixa resistência mecânica e alta
inflamabilidade.
O termo “resina” é usualmente utilizado
para descrever material polimérico virgem sem qualquer adição de
substâncias.
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