Polímeros são vastamente utilizados e constituem umas das classes de materiais. A maioria dos polímeros tem origem orgânica, ou seja, sua composição química se baseia no carbono e hidrogênio, além de outros elementos não metálicos (como por exemplo, O, N e Si). Apresentam estruturas moleculares muito grandes em forma de cadeia, onde cada cadeia é formada por unidades repetidas, chamadas de meros, ligadas entre si.
Exemplo de cadeia polimérica.
A ligação que ocorre em cada unidade repetida é covalente (ligação forte) e a que une uma unidade à outra é uma ligação fraca.
A palavra polímero vem do grego, onde poli significa muitos e meros significa parte.
É possível classificar os polímeros quanto a sua estrutura molecular, que pode ser dos tipos: linear, ramificada, cruzada (linear adjacente) ou em rede.
Na estrutura linear os meros estão ligados entre si, extremidade com extremidade, formando uma longa cadeia de meros, ou seja, uma longa cadeia polimérica. Este tipo de configuração permite um polímero de estrutura linear seja flexível.
Exemplos: polietileno, cloreto de polivinila (PVC), poliestireno, polimetil, náilon.
Polímeros ramificados são aqueles que possuem ramificações laterais ligadas à cadeia principal. Este tipo de estrutura torna o polímero menos denso e influencia na eficiência de compactação da cadeia.
Polímeros com ligações cruzadas através de ramificações laterais, cadeias lineares se unem por ligações covalentes.
Exemplo: borracha.
Na estrutura em rede, monômeros multifuncionais (no caso, trifuncionais: ligação tripla de carbono) se unem formado redes tridimensionais envolvendo várias ligações cruzadas.
Os polímeros também podem ser classificados quanto ao tipo de configuração molecular:
- Cabeça-a-cauda: grupos laterias R de unidades repetidas estão ligados a átomos de carbono de forma alternada. Os polímeros “preferem” este tipo de configuração pelo fato de apresentar certa simetria.
- Cabeça-a-cabeça: grupos laterias R de unidades repetidas estão ligados a átomos de carbono ficando lado a lado. Neste caso, os radicais (R) tendem a se repelir.
Existem também as chamadas classes isoméricas que se dividem em esteriomerismo e isomerismo geométrico.
- Esteriomerismo: os átomos estão ligados através de ligações simples de carbono, na configuração cabeça a cauda em arranjos espaciais diferentes. Essas configurações podem ocorrer das seguintes formas:
>> Configuração isotática: Os radicais aparecem alternados, porém de
um mesmo lado da cadeia.
>> Configuração sindiotática: os radicais aparecem alternados e
em lados alternados.
>> Configuração atática: o posicionamento dos átomos se apresenta
de forma aleatória (ora alternado, ora do mesmo lado).
- Isomerismo geométrico: aparece quando há ligações duplas de carbono dentro dos meros e ligações com um átomo ou radical através de uma ligação simples. Exemplo: isopreno. Pode se apresentar através de duas estruturas:
>> Estrutura CIS: os radicais ligados ficam posicionados do mesmo
lado da cadeia.
Exemplo: cis-poli-isopreno (borracha lateral).
>> Estrutura TRANS: os radicais ligados ficam posicionados de
lados opostos das cadeias.
Exemplo: gucha.
Antes de finalizar esta parte, há um consideração importante a ser feita em relação aos tipos de ligações que o átomo de carbono pode sofrer.
Isto é importante para compreender algumas propriedades (SEM DECORAR!).
Quando os átomos de carbono em uma cadeia estão unidos entre si por ligações simples podem sofrer rotações e torções, gerando uma cadeia polimérica irregular. Nas regiões onde ocorre a ligação dupla de carbono, essa liberdade para rotacionar fica um pouco comprometida. E, se a ligação for tripla, mais dificuldade haverá. Pensando dessa forma, podemos concluir que grupos laterais (ramificações) volumosos e grandes podem, também, restringir o movimento de rotação dos polímeros. Então, quanto mais dificuldade houver para alterar uma estrutura, mais resistente ela será. É o que se observa, por exemplo, em estruturas em rede onde há várias ligações cruzadas: polímeros com estruturas em rede são rígidos e resistentes.
Conversões entre tipos diferentes de configurações moleculares (isotáticas, sindiotáticas e atáticas) não são possíveis por rotação. Para tal, as ligações devem ser rompidas e depois refeitas. Também não é possível transformar estrutura CIS em TRANS por rotações, já que elas são rígidas por possuírem ligações duplas de carbono. Observe que não é possível haver isomerismo em estruturas em rede (uma vezes que existem diversas ligações), por outro lado, aparecerá em estruturas lineares e ramificadas.
Um polímero pode ser constituído por dois ou mais meros diferentes, sendo então chamado de copolímero. Os copolímeros podem ser do tipo:
- Aleatório: os meros se apresentam dispersos de forma aleatória na cadeia.
- Alternado: os meros se apresentam dispersos de formando um padrão de repetição um a um na cadeia.
- Em bloco: blocos de meros se repetem na cadeia.
- Por enxerto: ocorre enxerto de cadeias laterais em cadeias principais de meros diferentes.
Observação: As bolinhas azuis e vermelhas representam meros diferentes.
Comentários
Postar um comentário