Falando em polímeros, alguns de nós provavelmente ainda não sabemos - exceto para os alunos da classe XII. No entanto, este polímero tem estado muito próximo de nossas vidas diárias. Em várias formas. Sim, usamos polímeros há milhares de anos, na forma de madeira, borracha, algodão, lã, couro, seda e assim por diante. No dia a dia, todos devemos estar familiarizados com objetos como copos plásticos, lentes de contato, pentes, elásticos, panelas e outros, certo? Bem, todos esses são polímeros. Além disso, alguns polímeros estão até presentes em nossos corpos, por exemplo, ácidos nucléicos e proteínas (cabelo, sangue, etc.).
Então, o que exatamente é chamado de polímero?
A própria palavra polímero vem da língua grega, que consiste em duas palavras, ou seja, Poly, que significa muitos, e meros, que significa unidade ou parte. Assim, os polímeros são compostos grandes que são formados a partir da combinação de um número (muitas) unidades moleculares pequenas. As unidades moleculares que compõem esses compostos são chamadas de monômeros. Isso significa que os compostos poliméricos consistem em muitos monômeros.
Classificação de polímero
Os polímeros são classificados com base em sua fonte, estrutura, modo de polimerização e força molecular.
Polímeros por fonte
Com base na fonte, os polímeros são divididos em 3, a saber, polímeros naturais, polímeros sintéticos e polímeros semi-sintéticos.
Polímeros Naturais
Os polímeros naturais são obtidos de plantas e animais. Por exemplo, proteína, celulose, amido, resina e outros.
Polímeros Sintéticos
Polímeros sintéticos são polímeros sintéticos, que são feitos em laboratório. Exemplos: polietileno, nylon 66 e Buna-S.
Polímeros Semi-Sintéticos
Polímeros semi-sintéticos são polímeros naturais com modificações químicas. Exemplo: borracha vulcanizada e acetato de celulose.
Polímeros com base na estrutura
Com base na sua estrutura, os polímeros são divididos em três, nomeadamente Polímeros Lineares, Polímeros de Cadeia Ramificada e Polímeros com Ligações Cruzadas ou Polímeros de Rede.
Polímeros Lineares
Em polímeros lineares, os monômeros estão ligados em cadeias longas e retas. Cadeias de polímero geralmente empilham uma sobre a outra e formam uma estrutura bem compactada.
Os polímeros lineares têm alta densidade, alta resistência à tração e alto ponto de fusão. Exemplos: polietileno de alta densidade, cloreto de polivinila, náilon 6 e outros.
Polímeros de cadeia ramificada
Este polímero consiste em uma cadeia lateral de unidades monoméricas ligadas à cadeia principal. Devido a esta ramificação, os polímeros de cadeia ramificada não podem ser organizados firmemente juntos. Este polímero tem baixa densidade, baixa resistência à tração e baixo ponto de fusão. Um exemplo de polímero de cadeia ramificada é o polietileno de baixa densidade.
Polímeros de ligação cruzada
Os polímeros reticulados também são conhecidos como polímeros de tecido. Este polímero não é apenas duro, mas também rígido e quebradiço. Por exemplo: Bakelit, Melamine, Formaldehyde Resin.
Polímeros baseados no modo de polimerização
Com base no modo de polimerização, os polímeros são divididos em dois, ou seja, polímeros de adição e polímeros de condensação. Os polímeros de adição são então divididos em mais dois, a saber, copolímeros e homopolímeros.
Polímeros de adição
Os polímeros de adição são formados pela adição de monômeros sem eliminação de moléculas de subproduto. Os monômeros do polímero de adição são compostos insaturados. Exemplo: Polietileno Teflon e outros.
Homopolímeros
Polímeros de adição formados pela polimerização de uma única espécie de monômero. Exemplos: cloreto de polivinila, polipropileno, polietileno
Copolímeros
Os polímeros de adição são formados pela polimerização de adição de dois tipos diferentes de monômeros. Exemplo: Buna-S, Buna-N e outros.
Polímeros de Condensação
Polímeros de condensação são formados pela condensação de dois monômeros diferentes com ou sem a liberação de pequenas moléculas, como água, álcool e cloreto de hidrogênio.
Os monômeros do polímero de condensação têm pelo menos dois grupos funcionais. Por exemplo: Bakelit, Nylon 66, Terylene e outros.
Polímeros baseados na força molecular
Com base no estilo molecular, os polímeros podem ser divididos em elastômeros, fibras, polímeros termoplásticos e polímeros termoendurecíveis.
Elastômero
Nos elastômeros, as cadeias poliméricas são mantidas juntas por forças intermoleculares fracas. A força fraca permite que o polímero seja esticado. A cadeia de polímero tem várias ligações cruzadas que ajudam o polímero a retornar à sua forma original. Exemplo: Buna-S, Buna-N, Neoprene.
Fibra
Nas fibras, as cadeias poliméricas são mantidas juntas por fortes forças antermoleculares (ligações de hidrogênio ou interações dipolo-dipolo). A força forte confere propriedades de cristal.
A fibra tem o formato de um fio com alta resistência à tração e alto módulo. Exemplos: Poliamida (nylon 66) e poliéster (terileno).
Termoplástico
Os polímeros termoplásticos têm cadeias poliméricas lineares ou ligeiramente ramificadas. As atrações intermoleculares são intermediárias entre o elastômero e a fibra.
Os polímeros termoplásticos podem ser amolecidos repetidamente no aquecimento e endurecidos no resfriamento, com poucas alterações nas propriedades. O polímero deste tipo pode ser moldado na forma desejada. Exemplos: Polietileno, Poliestireno, Polivinicloreto e outros.
Como os termoplásticos não têm ligações cruzadas, as forças intermoleculares que existem entre as cadeias de polímero são facilmente quebradas pelo aquecimento. Portanto, eles podem ser moldados em qualquer formato desejado.
Termocura
Polímeros termofixos são cadeias poliméricas reticuladas ou altamente ramificadas. A cadeia de polímero sofre expansão da ligação cruzada com o aquecimento no molde. Os polímeros termofixos sofrem uma mudança permanente no aquecimento. Os polímeros termoendurecíveis não são reutilizáveis como os polímeros termoplásticos. Exemplos: Baquelite, Resina, Uréia-formaldeído e outros.
Reação de polimerização
Existem 2 tipos de reações de polimerização, nomeadamente polimerização por adição e polimerização por condensação.
Polimerização de adição
Além da polimerização, os monômeros se combinam sem eliminação de quaisquer moléculas de produto. Monômeros são compostos insaturados e seus derivados. Monômeros são adicionados à cadeia, o que resulta em um aumento no comprimento da cadeia.
Os polímeros de adição geralmente não são quimicamente reativos. Isso se deve às ligações CC e CH muito fortes. Por causa disso, é muito difícil reciclar polímeros de adição. Ou seja, o polímero de adição não é biodegradável.
A polimerização por adição ocorre por meio de dois mecanismos, a saber, o mecanismo de radicais livres e o mecanismo iônico. No entanto, o mecanismo de radical livre é encontrado com mais frequência. Os compostos insaturados e seus derivados seguem o mecanismo dos radicais livres. Para produzir radicais livres, é necessário um iniciador. Estes incluem peróxido de benzoílo terciário e peróxido de butilo.
Polimerização por adição de radical livre : Os compostos insaturados e seus derivados polimerizam por este método. Isso ocorre em iniciadores de geração de radicais livres, como peróxido de benzila, peróxido de butila terciária, etc. A polimerização envolve as seguintes etapas:
(i) Iniciação em cadeia : os peróxidos orgânicos sofrem fissão homolítica para formar radicais livres que atuam como iniciadores. O iniciador adiciona ligações duplas aos carbonos para formar novos radicais livres.
(ii) Propagação em cadeia : Os radicais livres adicionam ligações duplas de monômeros para formar radicais livres maiores. Este processo continua até que os radicais sejam destruídos
iii) Terminação da cadeia : A cadeia termina quando dois radicais livres se combinam.
Polimerização de Condensação
Neste método, dois ou mais monômeros bi-funcionais são condensados pela remoção de algumas moléculas simples, como água, álcool, etc. O produto de cada etapa é novamente um tipo bi-funcional e a sequência continua. Como cada etapa resulta em um tipo diferente e independente de funcionalização, esse processo também é conhecido como polimerização de crescimento.
