aula de polimeros 1
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polímeros no cotidiano, sustentabilidade, reciclagem e processo de
biodegradação
Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano - IMA
6ª Semana de Polímeros : Desenvolvimento
Sus tentável na Área de Polímeros
23 a 25 de outubro
Talita Cipriano e Clayton Castro
Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano - IMA
6ª Semana de Polímeros : Desenvolvimento
Sus tentável na Área de Polímeros
23 a 25 de outubro
Talita Cipriano e Clayton Castro
Os materiais poliméricos estão presentes no nosso cotidiano a mais
tempo do que pensamos. Hoje comumente conhecidos como plásticos,
os polímeros muitas vezes estão associados a todos esses materiais
sintéticos presentes no nosso dia-a-dia. Mas o que poucos sabem é
que polímeros também são representados por macromoléculas
naturais, muitas delas já conhecidas e utilizadas a séculos. Exemplos
são o algodão, constituído pelo polímero mais abundante na natureza,
a celulose; a lã e a seda ou mesmo o amido, um alimento básico de
todas as culturas desde primórdios dos tempos até hoje.
Polímeros: o que realmente são?
Polímeros são definidos como macromoléculas
(moléculas grandes) formadas por repetições de
unidades estruturais menores ligadas quimicamente
através de reações denominadas reações de
polimerização.
meros = partes, muitas partes iguais unidas
para formar uma cadeia polimérica
caracterizada por seu tamanho e massa
molar elevados.
os mesmos elementos nas mesmas proporções relativas, mas em maior
quantidade absoluta. Os polímeros são macromoléculas formadas a partir
de unidades estruturais menores (os monómeros).
Polímeros: o que realmente são?
Fórmula geral do monômero:
Exemplos de monômeros mais importantes
Exemplos:
Matérias-primas para produção de monômeros
Polímeros Profª Talita Ferreira Cipriano
10
Exemplos:
11
com eliminação de uma substância mais simples
Polímeros Profª Talita Ferreira Cipriano
12
Exemplos:
13
Exemplos:
Polímeros Profª Talita Ferreira Cipriano
14
Exemplos:
Termoplásticos São também chamados plásticos, e são os mais encontrados no mercado. Pode ser
fundido diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua
reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente. Sob temperatura
ambiente, podem ser maleáveis, rígidos ou mesmo frágeis. Estrutura molecular:
moléculas lineares dispostas na forma de cordões soltos, mas agregados, como num
novelo de lã.
Termorrígidos (Termofixos) São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos,
não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do
material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada. Estrutura molecular: os
cordões estão ligados fisicamente entre si, formando uma rede, presos entre si através de
numerosas ligações, não se movimentando com tanta liberdade os termoplásticos. Pode-
se fazer uma analogia com uma rede de malha fina.
Elastômeros (Borrachas) Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas
apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. Reciclagem
complicada pela incapacidade de fusão. Estrutura molecular: a estrutura é similar à do
termorrígido, mas há menor número de ligações entre os "cordões". Como se fosse a
rede, mas com malhas bem mais largas .
PC - Policarbonato Cd´s, garrafas, recipientes para filtros, componentes de interiores de aviões, coberturas
translúcidas, divisórias, vitrines, etc.
móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis, isolamento em refrigeradores
industriais e domésticos, polias e correias.
PVC - Rígido Telhas translúcidas, portas sanfonadas, divisórias, persianas, perfis, tubos e conexões
para esgoto e ventilação, esquadrias, molduras para teto e parede.
PS - Poliestireno Grades de ar condicionado, gaiútas de barcos (imitação de vidro), peças de máquinas e
de automóveis, fabricação de gavetas de geladeira, brinquedos, isolante térmico,
matéria prima do isopor.
eletrodomésticos; Fibras; Sacarias (ráfia); Filmes orientados; Tubos para cargas de
canetas esferográficas; Carpetes; Seringas de injeção; Material hospitalar esterilizável;);
Polímeros termoplásticos
Baquelite Usada em tomadas e no embutimento de amostras metalográficas.
Poliéster Usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, etc., na forma de plástico
reforçado (fiberglass).
Leves Mais leves que metais ou cerâmica. Ex: PE é 3 vezes mais leve que o alumínio e 8
vezes mais leve que o aço. Motivação para uso na indústria de transportes,
embalagens, equipamentos de esporte...
polímero e os aditivos usados na sua formulação;
Alta resistência ao impacto. Tal propriedade, associada à transparência, permite
substituição do vidro em várias aplicações. Quais seriam? lentes de óculos (em
acrílico ou policarbonato), faróis de automóveis (policarbonato), janelas de trens de
subúrbio, constantemente quebradas por vândalos (policarbonato);
Note-se, contudo, que a resistência à abrasão e a solventes não é tão boa quanto a
do vidro. Lentes de acrílico riscam facilmente e são facilmente danificadas se
entrarem em contato com solventes como, por exemplo, acetona!
Baixas Temperaturas de Processamento Conformação de peças requer aquecimento entre T.amb e 250ºC. Alguns plásticos
especiais requerem até 400ºC.E também faz com que os equipamentos mais
de eletricidade nos metais.
O Prêmio Nobel de Química do ano 2000 foi concedido a cientistas que sintetizaram
polímeros com alta condutividade elétrica.
Baixa Condutividade Térmica A condutividade térmica dos polímeros é cerca de mil vezes menor que a dos metais.
Logo, são altamente recomendados em aplicações que requeiram isolamento térmico,
particularmente na forma de espumas.
Maior Resistência a Corrosão As ligações químicas presentes nos plásticos (covalentes/Van der Walls) lhes conferem
maior resistência à corrosão por oxigênio ou produtos químicos do que no caso dos
metais (ligação metálica).Isso, contudo, não quer dizer que os plásticos sejam
completamente invulneráveis ao problema.
Porosidade O espaço entre as macromoléculas do polímero é relativamente grande. Isso confere
baixa densidade ao polímero, o que é uma vantagem em certos aspectos.
Essa permeabilidade, contudo, pode ser muito interessante, como no caso de
Estabilidade TérmicaVersatilidade
Peso reduzido – substituição de metais
Isolamento elétrico
22
23
24
25
26
Policarbonato
27
Alguns polímeros, como termorrígidos e borrachas, não podem ser
reciclados de forma direta, pois não existe uma forma de refundí-los ou
despolimerizá-los. Na maioria das vezes a reciclagem de termoplásticos não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa
densidade. Somente plásticos consumidos em massa, como o PE e PET,
apresentam bom potencial econômico. Outro problema é o fato dos
plásticos reciclados serem encarados como material de segunda classe.
Quando a reciclagem não é possível a alternativa é queimar os plásticos,
transformando-os em energia. Porém os que apresentam halogênio, como
o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso não
ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenação antes da
queima.
Reciclagem
Polímeros Profª Talita Ferreira Cipriano
30
Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano – Universidade Federal do Rio de Janeiro Av. Horácio Macedo, 2030 . Centro de Tecnologia . Bloco J . Cidade Universitária . CEP 21941-598
Caixa Postal 68.525 . Rio de Janeiro, RJ . Brasil . Fax: 55 0XX21 2270-1317 .www.ima.ufrj.br
Contato
E-mail: [email protected]
C.E. Vera Cruz- SEEDUC Telefone:(21) 26740983 E-mail: [email protected]
Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano - IMA
6ª Semana de Polímeros : Desenvolvimento
Sus tentável na Área de Polímeros
23 a 25 de outubro
Talita Cipriano e Clayton Castro
Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ
Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano - IMA
6ª Semana de Polímeros : Desenvolvimento
Sus tentável na Área de Polímeros
23 a 25 de outubro
Talita Cipriano e Clayton Castro
Os materiais poliméricos estão presentes no nosso cotidiano a mais
tempo do que pensamos. Hoje comumente conhecidos como plásticos,
os polímeros muitas vezes estão associados a todos esses materiais
sintéticos presentes no nosso dia-a-dia. Mas o que poucos sabem é
que polímeros também são representados por macromoléculas
naturais, muitas delas já conhecidas e utilizadas a séculos. Exemplos
são o algodão, constituído pelo polímero mais abundante na natureza,
a celulose; a lã e a seda ou mesmo o amido, um alimento básico de
todas as culturas desde primórdios dos tempos até hoje.
Polímeros: o que realmente são?
Polímeros são definidos como macromoléculas
(moléculas grandes) formadas por repetições de
unidades estruturais menores ligadas quimicamente
através de reações denominadas reações de
polimerização.
meros = partes, muitas partes iguais unidas
para formar uma cadeia polimérica
caracterizada por seu tamanho e massa
molar elevados.
os mesmos elementos nas mesmas proporções relativas, mas em maior
quantidade absoluta. Os polímeros são macromoléculas formadas a partir
de unidades estruturais menores (os monómeros).
Polímeros: o que realmente são?
Fórmula geral do monômero:
Exemplos de monômeros mais importantes
Exemplos:
Matérias-primas para produção de monômeros
Polímeros Profª Talita Ferreira Cipriano
10
Exemplos:
11
com eliminação de uma substância mais simples
Polímeros Profª Talita Ferreira Cipriano
12
Exemplos:
13
Exemplos:
Polímeros Profª Talita Ferreira Cipriano
14
Exemplos:
Termoplásticos São também chamados plásticos, e são os mais encontrados no mercado. Pode ser
fundido diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua
reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente. Sob temperatura
ambiente, podem ser maleáveis, rígidos ou mesmo frágeis. Estrutura molecular:
moléculas lineares dispostas na forma de cordões soltos, mas agregados, como num
novelo de lã.
Termorrígidos (Termofixos) São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos,
não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do
material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada. Estrutura molecular: os
cordões estão ligados fisicamente entre si, formando uma rede, presos entre si através de
numerosas ligações, não se movimentando com tanta liberdade os termoplásticos. Pode-
se fazer uma analogia com uma rede de malha fina.
Elastômeros (Borrachas) Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas
apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. Reciclagem
complicada pela incapacidade de fusão. Estrutura molecular: a estrutura é similar à do
termorrígido, mas há menor número de ligações entre os "cordões". Como se fosse a
rede, mas com malhas bem mais largas .
PC - Policarbonato Cd´s, garrafas, recipientes para filtros, componentes de interiores de aviões, coberturas
translúcidas, divisórias, vitrines, etc.
móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis, isolamento em refrigeradores
industriais e domésticos, polias e correias.
PVC - Rígido Telhas translúcidas, portas sanfonadas, divisórias, persianas, perfis, tubos e conexões
para esgoto e ventilação, esquadrias, molduras para teto e parede.
PS - Poliestireno Grades de ar condicionado, gaiútas de barcos (imitação de vidro), peças de máquinas e
de automóveis, fabricação de gavetas de geladeira, brinquedos, isolante térmico,
matéria prima do isopor.
eletrodomésticos; Fibras; Sacarias (ráfia); Filmes orientados; Tubos para cargas de
canetas esferográficas; Carpetes; Seringas de injeção; Material hospitalar esterilizável;);
Polímeros termoplásticos
Baquelite Usada em tomadas e no embutimento de amostras metalográficas.
Poliéster Usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, etc., na forma de plástico
reforçado (fiberglass).
Leves Mais leves que metais ou cerâmica. Ex: PE é 3 vezes mais leve que o alumínio e 8
vezes mais leve que o aço. Motivação para uso na indústria de transportes,
embalagens, equipamentos de esporte...
polímero e os aditivos usados na sua formulação;
Alta resistência ao impacto. Tal propriedade, associada à transparência, permite
substituição do vidro em várias aplicações. Quais seriam? lentes de óculos (em
acrílico ou policarbonato), faróis de automóveis (policarbonato), janelas de trens de
subúrbio, constantemente quebradas por vândalos (policarbonato);
Note-se, contudo, que a resistência à abrasão e a solventes não é tão boa quanto a
do vidro. Lentes de acrílico riscam facilmente e são facilmente danificadas se
entrarem em contato com solventes como, por exemplo, acetona!
Baixas Temperaturas de Processamento Conformação de peças requer aquecimento entre T.amb e 250ºC. Alguns plásticos
especiais requerem até 400ºC.E também faz com que os equipamentos mais
de eletricidade nos metais.
O Prêmio Nobel de Química do ano 2000 foi concedido a cientistas que sintetizaram
polímeros com alta condutividade elétrica.
Baixa Condutividade Térmica A condutividade térmica dos polímeros é cerca de mil vezes menor que a dos metais.
Logo, são altamente recomendados em aplicações que requeiram isolamento térmico,
particularmente na forma de espumas.
Maior Resistência a Corrosão As ligações químicas presentes nos plásticos (covalentes/Van der Walls) lhes conferem
maior resistência à corrosão por oxigênio ou produtos químicos do que no caso dos
metais (ligação metálica).Isso, contudo, não quer dizer que os plásticos sejam
completamente invulneráveis ao problema.
Porosidade O espaço entre as macromoléculas do polímero é relativamente grande. Isso confere
baixa densidade ao polímero, o que é uma vantagem em certos aspectos.
Essa permeabilidade, contudo, pode ser muito interessante, como no caso de
Estabilidade TérmicaVersatilidade
Peso reduzido – substituição de metais
Isolamento elétrico
22
23
24
25
26
Policarbonato
27
Alguns polímeros, como termorrígidos e borrachas, não podem ser
reciclados de forma direta, pois não existe uma forma de refundí-los ou
despolimerizá-los. Na maioria das vezes a reciclagem de termoplásticos não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa
densidade. Somente plásticos consumidos em massa, como o PE e PET,
apresentam bom potencial econômico. Outro problema é o fato dos
plásticos reciclados serem encarados como material de segunda classe.
Quando a reciclagem não é possível a alternativa é queimar os plásticos,
transformando-os em energia. Porém os que apresentam halogênio, como
o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso não
ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenação antes da
queima.
Reciclagem
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30
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