Materiais Polímericos

A palavra polímero se origina do grego poli (muitos) e mero (unidade de repetição). Um polímero é uma longa cadeia composta pela repetição de uma unidade, conhecida por mero, através de ligação covalente. (CANEVAROLO, 2006). São compostos de origem natural ou sintética com massa molar na ordem de 104 a 106 gramas. Em muitos casos, a unidade repetitiva é quase equivalente ao monômero que originou o polímero, como nos polímeros vinílicos. Em outros, a diferença é maior, como no poli (hexametileno adipamida), no qual a unidade repetitiva difere da unidade monomérica por duas moléculas de água (ACKELRUD, 2007).

Materiais poliméricos é parte importante da nossa vida diária. Uma das razões pela qual os polímeros têm sido utilizados em aplicações industriais é sua ampla faixa de propriedade e facilidade de processamento. Pode-se, ainda, adaptar suas propriedades para uma aplicação específica, variando a composição atômica da unidade de repetição e fazendo variar o peso molecular e a distribuição molecular. (HARPER, 2004). Podem ser utilizados para os mais diversos fins, tais qual: embalagens, indústria automotiva e industrial, implantes artificiais e outros usos medicinais, dessalinização da água, conservação do solo, prevenção de enchentes, preservação e distribuição de alimentos, habitação, materiais de comunicação, sistemas de segurança, dentre outros. Por possuir tantas e diversificadas aplicações, os materiais poliméricos contribuem, cada vez mais, no fluxo de resíduos sólidos (SIDDIQUE, KHATIB e KAUR, 2008).

Embora suas propriedades sejam muito diferentes, todos os polímeros são compostos de longas moléculas que possuem uma espinha dorsal de átomos de carbono ligados por ligações covalentes. Essas moléculas são ligadas umas as outras por fracas ligações de Van der Waals e pontes de hidrogênio ou por essas duas e mais ligações cruzadas covalentes. (ASHBY e JONES, 2007)

As principais temperaturas de transição em polímeros segundo Canevarolo (2006) são:

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Fig. 1 – Variação do volume específico com o aumento da temperatura mostrando as faixas de temperatura em que ocorrem as transições Tg e Tm (Fonte: CANEVAROLO, 2006)

Temperatura de transição vítrea (Tg): Durante o aquecimento de um material polimérico, a Tg é o valor médio da faixa de temperatura que permite que as cadeias poliméricas da fase amorfa adquiram mobilidade, ou seja, adquiram possibilidade de mudança de conformação. Abaixo da Tg o polímero não tem energia interna suficiente para permitir o deslocamento de uma cadeia em relação as outras. Ele está no estado vítreo e se caracteriza por estar duro, rígido e quebradiço como um vidro. Algumas propriedades que são alteradas nesse estado: módulo de elasticidade, coeficiente de expansão, índice de refração, calor específico, entre outras.

Temperatura de fusão cristalina (Tm): Essa temperatura é o valor médio em que, durante o aquecimento, desaparecem as regiões cristalinas com a fusão dos cristalitos. Neste ponto, a energia do sistema atinge o nível necessário para vencer as forças intermoleculares secundárias entre as cadeias da fase cristalina, destruindo a estrutura regular do empacotamento. Essa transição só ocorre na fase cristalina, portanto só tem sentido se aplicado a polímeros semicristalinos.

Temperatura de cristalização (Tc): Durante o resfriamento de um polímero semicristalino a partir de uma temperatura acima de Tm, ele atingirá uma temperatura baixa o suficiente para que, em um dado ponto dentro da massa polimérica fundida, um número grande de cadeias poliméricas se organize espacialmente de forma regular. Esta ordenação permite a formação de uma estrutura cristalina naquele ponto. Cadeias em outros pontos também estarão aptas para se ordenarem formando novos cristais. Isto se reflete em toda a massa polimérica produzindo-se a cristalização de massa fundida.

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