Explicamos o que são os polímeros, como são classificados e a estrutura que apresentam. Além disso, quais são seus recursos e aplicações.
O que são polímeros?
Os polímeros são chamados um conjunto de macromoléculas geralmente orgânicas, que resultam da união de moléculas mais simples chamadas monômeros por meio de ligações químicas covalentes. Longas estruturas moleculares unidas por diferentes forças (ligações de hidrogênio, forças de Van der Waals ou interações hidrofóbicas) são formadas.
polímeros pode ser de origem natural ou sintéticamas são sempre o resultado de um processo chamado polimerização, no qual fenômenos como temperatura, tempo de reação ou a natureza dos monômeros determinam o comprimento da cadeia polimérica resultante.
Essas estruturas complexas são vitais para a evolução de seres vivos complexos (a molécula de DNA é um polímero), bem como substâncias orgânicas industriais altamente versáteis, como plástico e outros derivados de petróleo.
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Características do polímero
Características químicas
Os polímeros geralmente têm a reatividade das moléculas que compõem os monômeros que estão nas extremidades das cadeias. Polímeros sintéticos não são reativosembora a presença de ácidos e solventes orgânicos tenda a corroê-los rapidamente.
Características físicas
- Eles tendem a ser maus condutores de eletricidade, por isso são frequentemente usados como isolantes. Também é frequente que apresentem eletrocromismo (mudança de cor devido à eletricidade) e em alguns casos fosforescência ou fluorescência.
- polímeros eles geralmente são cristalinos em casos de estruturas mais ordenadas, embora sua apresentação possa ser muito variada. Em baixas temperaturas podem adquirir mais dureza e propriedades vítreas, enquanto em altas temperaturas são mais elásticos até atingirem a temperatura de fusão (Tf) na qual suas células se fundem. Muito maior é a temperatura de decomposição, na qual as ligações entre os monômeros são quebradas .
- Em geral, o mais interessante sobre os polímeros são suas propriedades mecânicas: viscoelasticidade, elasticidade, fluxo plástico e fraturao que os torna materiais adequados para inúmeras atividades industriais.
Origem dos polímeros
A palavra polímeros vem da união de duas palavras gregas: polis (“muitos”) e herança (“partes, segmentos”)e foram nomeados pela primeira vez em 1866 por Marcellin Berthelot.
Muitos dos materiais utilizados pela humanidade desde a antiguidade são polímeros, como madeira, lã ou seda, e a partir de sua modificação foi possível obter formas mais resistentes e úteis.
O primeiro polímero totalmente sintético foi obtido em 1907, quando o holandês Leo Hendrik Baekeland desenvolveu a baquelita a partir do fenol e do formaldeído.
O estudo formal de polímeros começou, no entanto, em 1922., quando o alemão Hermann Staudinger determinou (1926) que eram longas cadeias moleculares e iniciou o processo de sua nomenclatura e compreensão, lançando as bases para a ciência macromolecular. Este último tomaria impulso definitivo após a Segunda Guerra Mundial e a partir da segunda metade do século XX chegaria uma verdadeira revolução dos polímeros sintéticos.
Nomenclatura de polímero
Além dos padrões IUPAC estabelecidos para nomear produtos químicos, polímeros Eles são geralmente nomeados levando o nome do monômero de base pela sua conformação, precedido do prefixo polícia (“Muitos”). Por exemplo: poliestireno, polietileno, etc.
Outra forma comum é adicionar a palavra “borracha”, “borracha” ou “acrílico” antes do nome dos copolímeros. Por exemplo: borracha de estireno-butadieno, resina de fenol-formaldeído.
Por último, existem alguns polímeros dotados de nomes própriosgeralmente derivados das marcas que os comercializavam, como nylon (poliamida), teflon (politetrafluoretileno) ou neoprene (policloropreno).
Tipos de polímero
Dependendo de sua origem, os polímeros podem ser:
- polímeros naturais. Eles são de origem natural, vindos da natureza. Por exemplo: ácidos nucléicos ou proteínas.
- Polímeros semisintéticos. Eles são obtidos a partir da transformação de polímeros naturais. Por exemplo: nitrocelulose.
- Polímeros sintéticos. Eles são obtidos industrialmente pelo manuseio de monômeros orgânicos. Por exemplo: nylon ou cloreto de polivinila (PVC).
Dependendo de sua estrutura química, os polímeros podem ser:
- polímeros orgânicos. São aqueles cuja cadeia principal de moléculas é composta principalmente por carbono (C).
- Polímeros orgánicos vinílicos. Possuem apenas átomos de carbono em sua cadeia principal, embora também possam conter halogênios e estirenos em sua estrutura.
- Polímeros orgânicos não vinílicos. Apresentam em sua cadeia principal oxigênio (O) e nitrogênio (N), além de átomos de carbono.
- polímeros inorgânicos. Eles podem ser baseados em enxofre (S) ou silício (Si).
Dependendo de sua estrutura, os polímeros podem ser:
- homopolímeros. Eles são compostos do mesmo tipo de molécula que se repete.
- Copolímeros. Eles são compostos por dois ou mais tipos de moléculas que se repetem sucessivamente na cadeia.
Dependendo da estrutura de suas cadeias, os polímeros podem ser:
- Polímeros de cadeia linear. Eles são formados por longas cadeias de monômeros em linha reta.
- polímeros radiais. Eles são compostos de estruturas circulares.
- polímeros ramificados. Eles são formados por cadeias divergentes de polímeros, como os galhos de uma árvore.
Polimerização
o processo de construção de polímero É a polimerização e consiste na união por ligações covalentes dos diferentes monômeros que a compõem. Este processo pode ser de dois tipos:
- por condensação. Resulta em copolímeros e homopolímeros, pela perda de uma pequena molécula (de água, por exemplo) em cada junção monomérica. Também é conhecida como polimerização em estágios.
- por adição. Ocorre em um processo de três fases: iniciação, propagação e terminação, durante o qual ocorre a clivagem homolítica e os monômeros se juntam. Nenhuma molécula de baixa massa molecular é liberada.
defeitos de polímero
Polímeros industriais muitas vezes têm defeitos, que tem a ver com a distribuição não homogênea de seus monômeros, ou contaminação da cadeia com elementos estranhos à substância. Normalmente tais defeitos não são visíveis a olho nu e requerem exame por microscópios LUMOS.
aplicações de polímero
Os polímeros são extremamente versáteis. Sua resistência à condução elétrica os tornou ideal para revestimentos e isolamentos. Alguns, com ponto de fusão muito alto, também são usados para isolar termicamente utensílios de cozinha. Em outros casos, são materiais de construção adequados para revestimentos e impermeabilizações, ou como material estrutural.
Muitos polímeros derivados de petróleo Eles são a matéria-prima para a fabricação de plásticos. de todos os tipos e funções, desde recipientes, ferramentas, peças, brinquedos, etc.
exemplos de polímeros
Os polímeros são extremamente abundantes no mundo. Alguns conhecidos são:
- Celulose. É o biopolímero de que são feitos a madeira e o papel.
- ADN. O ácido desoxirribonucléico presente no núcleo de nossas células é um bom exemplo de polímero natural.
- o PCV. O cloreto de polivinila é obtido pela polimerização do cloreto de vinila e é um dos derivados plásticos mais versáteis que existem.
- Amido. É uma substância branca, inodora e insípida, composta por dois tipos de açúcares. É usado pelas plantas como material de reserva de energia.
- Nylon. Conhecido como náilon ou náilon, é uma poliamida utilizada na fabricação das tradicionais meias femininas, bem como em cordas, pára-quedas e milhares de outros insumos têxteis.
- baquelite. É a primeira substância plástica sintética. É utilizado na produção industrial de invólucros para eletrodomésticos, utensílios de cozinha e boquilhas para odres tradicionais.
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