Polímero

Conceito de Polímero

O termo polímero é originário do grego, que significa poli: muitos e meros: partes e foi introduzido pela primeira vez em 1833 pelo químico sueco Jöns Jakob Berzelius.

Os polímeros são moléculas muito grandes, ou seja, macromoléculas constituídas pela repetição de unidades químicas pequenas e simples, denominadas por monómeros, unidos entre si por ligações covalentes.

Assim, um polímero pode ser expresso da seguinte forma:

– (RU)_n –

Onde, RU é a unidade repetitiva, ou seja, o monómero e n é o número de monómeros presentes no polímero.

A reação que promove a união dos monómeros para formar um polímero é chamada de reação de polimerização.

Os polímeros possuem um nome que se relaciona diretamente com a sua fórmula química. De acordo com a IUPAC – International Union of Pure and Applied Chemistry, os polímeros são designados pelo prefixo “poli” seguido do nome da unidade repetitiva colocada entre parêntesis. Por exemplo, a partir do etileno obtém-se o poli(etileno), embora os parêntesis sejam omitidos.

No entanto, como muitos polímeros foram desenvolvidos antes da sistematização da nomenclatura das substâncias, possuem nomes comuns que se utilizam frequentemente.

De forma a uniformizar e simplificar a designação de polímeros e materiais poliméricos é frequente abreviar o nome do material recorrendo a siglas.

Classificação de Polímeros

As macromoléculas apresentam uma grande diversidade de estruturas, por isso, os polímeros podem ser classificados de acordo com vários métodos.

Primeiramente, os polímeros são classificados com base na sua origem em naturais, semi-sintéticos e sintéticos.

Os polímeros que podem ser extraídos diretamente da Natureza são designados por polímeros naturais. São exemplos de polímeros naturais o látex extraído da hévea brasiliensis e a celulose extraída da madeira e do algodão.

Os polímeros semi-sintéticos são obtidos por reações químicas a partir de polímeros naturais. A caseína, o etanoato de celulose e o nitrato de celulose são exemplos de polímeros semi-sintéticos.

Os polímeros sintéticos são todos aqueles produzidos por ação do Homem através de processos de transformação, como reações químicas. Como exemplos tem-se o polietileno, o polipropileno, o poliestireno entre muitos outros polímeros.

No entanto, uma classificação mais usual tem em conta o comportamento térmico dos materiais poliméricos.

De acordo com este critério, os polímeros dividem-se em elastómeros, termoplásticos e termoendurecíveis.

Os elastómeros, que podem ter origem natural ou sintética, possuem um elevado grau de elasticidade, isto é, quando submetidos a uma tensão, mesmo que pequena, deformam-se significativamente. Esta deformação é reversível, dentro de certos limites, voltando o material às suas dimensões originais quando removida a tensão. Estes polímeros possuem uma estrutura macromolecular composta por longas cadeias, enroladas e torcidas entre si, o que lhes confere uma grande flexibilidade. A coesão molecular é garantida por reticulação, cujo número condiciona a rigidez do material. As borrachas são a principal classe dos elastómeros, sendo estas muito usadas na produção de pneus.

Os restantes polímeros sintéticos podem-se classificar em termoplásticos ou termoendurecíveis, consoante a sua capacidade de serem fundidos e solidificados repetidamente com ou sem perda significativa das suas propriedades fundamentais.

Os termoplásticos suportam vários ciclos térmicos, ou seja, fusão e subsequente solidificação sem perda significativa das suas propriedades. Devido a esta propriedade, estes materiais são reciclados com maior facilidade.

Os termoplásticos podem ser classificados em cristalinos ou amorfos.

Os termoplásticos com uma estrutura cristalina apresentam a sua estrutura molecular bem ordenada enquanto que os termoplásticos com uma estrutura amorfa possuem inexistência de qualquer ordem estrutural, pois as cadeias não se dispõem linearmente, possuindo uma estrutura aleatória.

Os polímeros amorfos são inerentemente transparentes e possuem uma rigidez e fragilidade semelhante às do vidro. Os termoplásticos são materiais que apresentam um crescente consumo devido à variedade de produtos e aplicações, sendo os mais consumidos, o polietileno (PE), o polipropileno (PP), o policloreto de vinilo (PVC), o poliestireno (PS) e o polietileno tereftalato (PET).

Os polímeros termoendurecíveis assumem a sua forma definitiva quando processados, ou seja, quando sujeitos a um único ciclo térmico, não podendo voltar a serem submetidos a um aquecimento sem deterioração das suas propriedades. Estes materiais são formados por estruturas poliméricas muito ramificadas e a coesão intermolecular é garantida por ligações químicas fortes. Como exemplos pode-se citar as resinas epóxi, resinas de poliuretano, silicones e poliamidas.

É de notar que é conveniente distinguir o conceito de plástico e de polímero, que tantas vezes se usa indiscriminadamente.

Plásticos são materiais poliméricos, no entanto, nem todos os polímeros são plásticos.

Assim sendo na prática, o plástico contém, para além da matriz macromolecular que se designa por polímero, impurezas podendo estas serem ocasionais ou provenientes do processo de polimerização e contém também aditivos.

Os aditivos são substâncias que se incorporam intencionalmente nos polímeros, de forma a conferir-lhes propriedades específicas, quer durante a transformação, quer enquanto produtos acabados. Esta incorporação torna-se necessária, dado que os polímeros muito raramente podem ser utilizados isoladamente de outras substâncias para produzir artigos de consumo, devido às características limitativas que apresentam por si só. Pode-se salientar a instabilidade aos agentes atmosféricos, baixa resistência mecânica e alta inflamabilidade.

O termo “resina” é usualmente utilizado para descrever material polimérico virgem sem qualquer adição de substâncias.