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Preparado por Rosane Costa Beber – Agosto de 2008

Universidade Federal de Santa Catarina

Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos Disciplina Química Tecnológica

Tópicos Incluídos:

1. Histórico 02 2. Definição 03 3. Teoria da Funcionalidade 04 4. Matérias-primas para os polímeros 04 5. Classificação dos polímeros 04 6. Processos de Obtenção de Polímeros 08 7. Características e Propriedades 09 • Propriedades dos plásticos como materiais construção 12

• Fatores que afetam as propriedades dos polímeros 13

• Temperaturas de Transição Vítrea (Tg) e de Fusão Cristalina (Tm). 14 8. Polímeros de Importância Industrial 15 9 – Vulcanização e Grafitização 2 10. Sistemas poliméricos mistos 2 1. Processamento de Materiais Poliméricos 25 12. RECICLAGEM 27

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I – Polímeros

1. Histórico

Desde o início dos tempo: Engenharia: - Suprir abrigo - Proporcionar conforto

- Proteger dos perigos e interpéries. Cronologia:

• 1839: Handcock e Goodyear – vulcanização da borracha natural com enxofre. O material mole e pegajoso a baixas temperaturas e, rígido e áspero a elevadas temperaturas tornava-se seco e flexível a q temperatura.

• 1862: Parker - celulóide – (algodão com HNO3, H2SO4 e óleo de rícino) - custo elevado. • 1868: Hyatt - celulóide plastificado com Cânfora

- primeiro produto natural modificado com valor comercial

- produção de bolas de bilhar e filmes fotográficos, entre outros

• 1877: Friedrich A. Kekulé: hipóteses para desvender estrutura dos polímeros

• 1893: Emil Fisher: celulose é formada por glicose e polipeptídeos por aminoácidos

• 1894: Cross e Bevan: patenteiam o acetato de celulose

• 1907: Backeland: - patenteou o baquelite (resina fenol-formaldeído Adolf von Bayer) - primeiro polímero totalmente artificial

- Carcaças de telefone. Abandonada por permitir pouca variação de cor.

• 1930: Staundinger – macromoléculas – resultado do encadeamento de 1000 ou + átomos de C.

Carothers: macromolécular resultam de estruturas repetidas unitárias, chamadas de monômeros. Descobriu o Náilon e o neoprene. DuPont.

• Segunda Guerra Mundial: - Pick and Mix - silicones, teflon, poliésteres, polietileno, acrílico, PVC, SBR.

• 1950: catalisadores estéreo-específicos, descobertos por Karl Ziegler e Giulio Natta – Com isso tornou-se possível a produção de polietileno de alta densidade.

• 1960: - surgimento de novos polímeros, blendas poliméricas, compósitos - indústria têxtil: fibras sintéticas

• Século XXI: - substituição de metais por novos polímeros (busca-se adequar propriedades)

- Produção de polímeros por via bacteriana – PHAs – PHB, PHV, PHB-PHV (Ralstonia eutropha e Escherichia coli recombinante) – Frasco de Shamppo Wella e aparelhos de barbear.

A importância do plástico na nossa vida:

Usos Vantagens Desvantagens Embalagens Baixo custo de produção Baixa resistência

Utensílios domésticos Facilidade de fabricação em larga escala, Dificuldade de recuperação de

Preparado por Rosane Costa Beber – Agosto de 2008 3 com diferentes formas, tamanhos e cores peças quebradas

Calçados Peso reduzido Termicamente instáveis Automóveis Resistência à corrosão Maciez/ dureza Construção civil Isolamento térmico e elétrico Odores (possuem ou adquirem) Cinematografia Baixa permeabilidade a vapores Degradação lenta Possibilidade de reciclagem

2. Definições

Polímeros: macromolécula formada pela repetição de pequenas moléculas, chamadas monômeros, através de ligações químicas covalentes. São geralmente orgânicas.

Monômero Polímero
Etileno  polietileno (PE) --[CH2 – CH2-]-n

n = grau de polimerização

Homopolímeros: polímero de adição formado pela repetição de um tipo de monômero apenas (cadeia homogênea (– A – A – A – A – A )n )

Copolímero: polímero de adição formado pela repetição de dois monômero diferentes. (cadeia heterogênea (– A – B – A – B – A – B )n )

Polimerização: denominação dada ao processo empregado para converter os monômeros em polímeros

• Adição: a partir de um único tipo de monômero • Condensação: a partir de um ou mais de um tipo de monômeros com liberação de uma molécula pequena.

• Copolimerização: formados a partir de mais de um tipo de monômeros (adição ou condensação) Exemplos de polímeros são:

• Polietileno: sacos de plástico das compras e dos brinquedos;

• policarbonato, CDs

• poliestireno: isopor - copos que mantém as bebidas frias ou quentes

• polipropileno: das películas para embrulhar os alimentos

• Teflon: dos revestimentos antiaderentes das frigideiras

• Poliester: das roupas

• Nylon: das roupas, das cordas e dos tapetes

• Kevlar: das canoas e dos coletes à prova de bala.

Outras moléculas com peso molecular elevado: • Inorgânicos: diamante, grafite, asbesto, sílica;

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