Os Polímeros
Material orgânico ou inorgânico, natural ou sintético, de alto peso molecular, cuja estrutura molecular consiste na repetição de pequenas unidades, chamadas meros. (a sua composição é baseada em um conjunto de cadeias poliméricas; cada cadeia polimérica é uma macro molécula constituída por união de moléculas simples ligadas por covalência.)
Devido ao seu tamanho avantajado, a molécula de um polímero é chamada macro molécula. a reacção que produz o polímero é denominada reacção de polimerização. a molécula inicial (monómero) vai, sucessivamente, se unindo a outras, dando o dímero, trímero, tetrâmero, . . . até chegar ao polímero.Aparentemente, o processo poderia prosseguir, sem parar, até produzir uma molécula de tamanho "infinito"; no entanto, factores práticos limitam a continuação da reacção
.Polímeros acrílicos: polímeros sintetizados a partir do(s) monômero(s) ácido acrílico ou ácido metacrílico, ou de seus derivados. [o principal polímero deste grupo é o poli (metacrilato de metila), obtido a partir do metacrilato de metila e denominado simplesmente acrílico.]
Polímeros celulares: diz-se a respeito de certos materiais plásticos que possuem uma estrutura celular.
Polímeros diênicos: polímeros sintetizados a partir de dienos, que são monómeros com duas duplas ligações carbono-carbono conjugadas, e que formam as borrachas sintéticas polibutadieno, poliestireno e policloropreno.
polímeros fluoretados: polímeros que contêm flúor em sua composição química. [o polietrafluoretileno), conhecido comercialmente como teflon®, é o principal polímero desta família.]Muitos polímeros possuem uma estrutura que se repete regularmente ao longo da cadeia. a estrutura de repetição é dita estrutura constitutiva ou estrutura monomérica. um polímero regular contém um único tipo de estrutura em um arranjo sequencial único. quando um polímero contém estruturas diferentes, repartidas ao acaso ou segundo leis determinadas, é chamado copolímero.Na natureza existem muitas macro moléculas:A celulose, como vimos, é uma repetição de grupos originários da glicose (c6h1o05) n, onde o valor de n varia de 1.500 a 3.000. como sabemos, a celulose é usada, há milénios, pela humanidade, sob forma de algodão; as proteínas são macro moléculas complicadas, onde se repetem, predominantemente, moléculas de aminoácidos. as proteínas são consumidas sob a forma de alimentos.Esses, e muitos outros exemplos, são polímeros naturais. no nosso século, os químicos começaram a fabricar os polímeros sintéticos; actualmente, eles são extensamente usados na forma de plásticos (folhas, chapas, brinquedos, tubos para encanamentos, etc.), de abras para tecidos (poliamida, poliéster, etc.) e de borrachas sintéticas. vivemos hoje o que se poderia chamar de "idade dos plásticos".
Quando a macro molécula tem ligações em todas as direcções do espaço.A resina fenol-formaldeído só atinge a forma de "baquelite" quando as moléculas de fenol se unem em posições orto e para, formando um verdadeiro "trançado" espacial.Os polímeros tridimensionais são termofixos, isto é, uma vez preparados, não podem ser "amolecidos" pelo calor e remoldados, sob pena de decomposição.
Classificações industriais:Ssão as classificações que dizem respeito às aplicações práticas dos polímeros.Uma classificação bastante ampla é a que divide os polímeros em elastómeros, plásticos e fibras.
Elastómeros: quando apresentam "propriedades elásticas" acentuadas; é o caso das borrachas sintéticas ou naturais.
Plásticos: quando se apresentam no estado sólido, mais ou menos rígido; é o caso do polietileno.
Fibras: quando o polímero tem grande resistência à tracção mecânica e, em consequência, se presta bem à fabricação de fios; é o caso do nylon®.
A tecnologia moderna oferece-nos, quase diariamente, novos tipos de materiais como, por exemplo:Plásticos compostos ou reforçados: quando ao polímero são adicionados outros materiais (por exemplo, fibra de vidro) para aumentar sua resistência;Plásticos expandidos: o exemplo mais comum é o do isopor. ao poliestireno são adicionadas substâncias que produzem gases; por aquecimento, os gases se expandem e o plástico "incha" dando o isopor, que é extremamente leve e óptimo isolante térmico -Polímeros condutores e semicondutores: que poderão revolucionar, no futuro, a transmissão, da corrente eléctrica e a fabricação de electrodomésticos e computadores.
As múltiplas aplicações dos polímerosO vestuário que usamos é feito de tecidos e estes são feitos de fibras muito diversas. todas elas são polímeros. também os plásticos, que têm as aplicações mais diversas, são polímeros.
Existem polímeros formados a partir de um só monómero, como o polietileno, o nylon® (poliamida), a celulose, etc.Outros polímeros são formados a partir de dois ou mais monómeros diferentes, como o poliéster, a proteína da seda, etc.A maioria dos polímeros sintéticos têm como matérias-primas o petróleo, o carvão, o gás natural e o sal.
As fibras, que podem ser naturais, artificiais ou sintéticas, apresentam resistência semelhante à do algodão, seda ou lã e são muitos usadas na indústria têxtil, por exemplo, a viscose é celulose tratada com sulfureto de carbono, os nylons® são poliamidas, a lycra® é poliuretano, etc.
Todas as etiquetas do vestuário trazem a indicação do tipo de fibras de que é feito. muitos tecidos contêm uma mistura de fibras naturais e sintéticas para conseguir propriedades diferentes como, elasticidade, duração, brilho e toque.Quanto aos plásticos, as suas aplicações são múltiplas pois podem ser mudados em objectos que vão desde sacos, embalagens, garrafas, calçado, mobiliário de jardim, a lentes de contacto e próteses cirúrgicas.
Entre os principais plásticos podemos referir o policloreto de vinilo (polivinil de cloro, p.v.c.), o polipropileno, o poliestireno, os poliuretanos, etc.
Os plásticos proporcionam benefícios importantes à sociedade, mas também colocam problemas ambientais graves que urge resolver.
Polímeros de adição
polímero |
monômero(s) |
aplicação |
| polietileno | etileno | baldes, sacos de lixo, sacos de embalagens |
| polipropileno | propileno | cadeiras, poltronas, pára-choques de automóveis |
| pvc | cloreto de vinila | tubos para encanamentos hidráulicos |
| isopor | estireno | isolante térmico |
| orlon | acrilnitrilo | lã sintética, agasalhos, cobertores, tapetes. |
| plexiglas "vidro plástico" acrílicos | metilacrilato de metila | plástico transparente muito resistente usado em portas e janelas, lentes de óculos. |
| teflon | tetrafluoretileno | fevestimento anti-aderente de panelas, gore-tex® |
| borracha fria | isobuteno | |
| borracha natural | isopreno | pneus, câmaras de ar, objetos de borracha em geral |
| neopreno ou duopreno | cloropreno | fatos de mergulho |
| buna | 1,3-butadieno |
Polímeros de condensação
polímero |
monômero(s) |
aplicação |
| amido | a glicose | alimentos, fabricação de etanol |
| celulose | b glicose | papel, algodão, explosivos |
polímero |
monômero(s) |
aplicação |
| buna-n ou perbuna | 1,3-butadieno
acrilnitrilo |
pneus, câmaras de ar e objetos de borracha em geral |
| buna-s | 1,3-butadieno
estireno |
Copolímeros de condensação
polímero |
monômero(s) |
aplicação |
| nylon®
(poliamida) |
1,6-diaminoexano
ácido adípico |
rodas dentadas de engrenagens, peças de maquinaria em geral, tecidos, cordas, escovas |
| terilene ou dacron (®) | etilenoglicol
ácido tereftálico |
tecidos em geral (tergal) |
| baquelite
(fórmica) |
aldeído fórmico
fenol comum |
revestimento de móveis (fórmica), material elétrico (tomada e interruptores) |
| poliuretano | poliéster ou poliéter
isocianato de p. fenileno |
colchões e travesseiros (poliuretano esponjoso), isolante térmico e acústico, poliuretano rígido das rodas dos carrinhos de supermercados, solas calçado desportivo |
Polímeros naturaisOs polímeros naturais são: a borracha; os polissacarídeos, como celulose, amido e glicogénio; e as proteínas.A borracha natural é um polímero de adição, ao pas5v que os polissacarídeos e as proteínas são polímeros de condensação, obtidos, respectivamente, a partir de monossacarídeos e aminoácidos.
A borracha natural é obtida da árvores heveu brasilienses (seringueira) através de incisão feita em seu caule, obtendo-se um líquido branco de aspecto leitoso, conhecido actualmente por látex.
As cadeias que constituem a borracha natural apresentam um arranjo desordenado e, quando submetidas a uma tensão, podem ser espichadas, formando estruturas com comprimento maior que o original.Vulcanização 
O látex obtido da seringueira é precipitado, dando origem a uma massa viscosa que é a borracha natural. essa borracha é prensada com o auxílio de cilindros, originando lâminas moles de pequena resistência e elasticidade. a utilização desse tipo de borracha é limitada, pois ela se torna quebradiça em dias frios e extremamente gosmenta em dias quentes.
Em 1839, Charles Goodyear descobriu que o aquecimento dessa massa viscosa com enxofre produzia um material bastante elástico, que praticamente não se alterava com pequenas variações de temperatura. a esse processo foi dado nome de vulcanização (vulcano = deus do fogo).
Na vulcanização, as moléculas de enxofre (s8) são rompidas, interagindo com as duplas ligações das cadeias que compõem a borracha.
O enxofre (ss.) tem a propriedade de unir as várias cadeias que compõem o polímero, através das chamadas pontes de enxofre, diminuindo o número de insaturações. as pontes de enxofre também têm a propriedade de alinhar as cadeias de tal maneira que, quando material é tencionado, ele não se deforma. esquematicamente, temos:Se a tensão for muito grande, poderá provocar a ruptura das cadeias. mesmo se tratando de borrachas vulcanizadas.
Aproximadamente 70% de toda borracha vulcanizada é utilizada para a produção de pneus, devido ao fato de ela ser elástica, praticamente indeformável e mais resistente às variações de temperatura e ao atrito. os pneus de automóveis e camiões são uma mistura de borrachas natural e sintética vulcanizadas, enquanto os pneus de aviões são constituídos de borracha natural vulcanizada.
Os pneus de automóveis, quando gastos, podem ser reaproveitados através de um processo denominado recauchutagem. essa palavra é derivada de cauchu (ca = madeira e chu = que chora), que era usado pelos nativos da américa para designar o material obtido da seringueira.Assim recauchutar significa aplicar nova camada de borracha ao pneu gasto.
A vulcanização da borracha é feita pela adição de 3% a 8% de enxofre à borracha. aumentando a percentagem de enxofre, ocorrerá um aumento do número de pontes de enxofre, diminuindo a sua elasticidade. quando essa percentagem atinge valores próximos a 30%, obtém-se uma borracha denominada ebonite, que é rígida e apresenta grande resistência mecânica, sendo empregada como isolante eléctrico e na produção de vários objectos, como pentes. vasos etc.
O problema da poluição e do lixo:Até o início da década de 60 não existiam grandes problemas com a qualidade e a quantidade do lixo produzido pelo homem: o papel e o papelão eram os materiais mais utilizados na embalagem de sólidos, ao passo que latas e vidros eram utilizados para embalar líquidos. o descarte dessas embalagens era feito nos aterros sanitários, onde, ainda hoje, camadas de lixo e terra são alternadas e sofrem compactação mecânica.As embalagens de vidro eram retornáveis e, por isso, podiam ser aproveitadas por muito tempo. as latas, muitas vezes, eram separadas do lixo doméstico e vendidas a pessoas que percorriam as ruas comprando materiais reaproveitáveis. essas latas eram armazenadas nos ferros-velhos e, depois, encaminhadas para fundições a fim de serem recicladas. o papel e o papelão também eram recolhidos e reciclados de maneira semelhante, mas, além disso, quando descartados nos aterros, eram rapidamente bio degradados no ambiente por serem constituídos, assim como os materiais de origem vegetal, de celulose, que pode sofrer dois tipos de decomposição nesses aterros:a) decomposição bacteriológica - em condições apropriadas, as bactérias termoflicas (fungos e actinomicetas) podem decompor uma massa de celulose em cerca de quatro semanas.b) hidrólise - a água pode reagir com a celulose, produzindo moléculas menores, como sacarose e glicose, que servem de alimento a muitos microrganismos ,. presentes no solo e que podem ainda sofrer fermentação, produzindo etanol e gás carbónico.
Com o advento dos plásticos, a situação relacionada ao descarte do lixo foi modificada devido às características desse material: os plásticos são obtidos a baixo custo, são praticamente inertes, alguns podem ser moldados a baixas temperaturas, são impermeáveis como o vidro e os metais. e flexíveis e rígidos o suficiente para resistirem a impactos. eles são dificilmente destruídos.
Assim a reciclagem é a solução mais apropriada (apesar de um problema fácil de se resolver) que permite a transformação do lixo plástico em novos objectos. esse processo é limitado por um factor: a selecção .O tipo de colecta que é feito actualmente exige um separando manual do lixo, o que torna a reciclagem economicamente inviável. uma maneira de resolver isso seria fazer com que toda colecta seja selectiva, tornando o processo mais barato, considerando que é grande o volume de plásticos recolhidos com pequenos custos e que não haveria necessidade de eles serem lavados, pois não estariam contaminados por outros componentes do lixo. um outro problema seria o tipo do polímero que dependendo do que for as vezes somente 1 por cento é reciclável .
