Cmii Estrutura Dos Polímeros Pa

7/26/2019 Cmii Estrutura Dos Polmeros Pa

1/27

CINCIA DOS MATERIAIS II

ESTRUTURA DOS POLMEROS


2/27

POLMEROS

Cinc ia dos Materiais Carmen Calcagno

Tecnologia dos Polmeros C.Calcagno, C. Salles, E.Fagundes FORMARE - 2007

Os POLMEROS so molculas grandes (com massamolecular da ordem de 1.000 a 1.000.000 g/mol) obtidaspela unio de vrias molculas pequenas chamadasmonmeros.

Cincia dos Polmeros Sebastio Canevarolo - 2002

OLIGMEROS so polmerosde baixa massa molecular(1.000 e 10.000 g/mol)

MONMERO uma

molcula simples qued origem ao polmero.(funcionalidade 2)


3/27

POLMEROS

Macromolculas composta por unidades de repetiodenominadas MEROS, unidos por ligaes covalentes.

Celulose, polissacardeo (glicose)




4/27

OBTENO

NATURAL borracha natural, celulose, seda, algodo,amido, protena

SINTTICO monmeros derivados do petrleo e defontes renovveis.

Cinc ia dos Materiais Carmen CalcagnoCincia dos Polmeros

Sebastio Canevarolo - 2002


5/27

Polmeros, vol.20, n2, 2010, E9



6/27

PRODUTOS

EMBALAGENS -

FONTES



7/27

CADEIA PETROQUMICA


Tecnologia dos Polmeros C.Calcagno, C. Salles, E.Fagundes FORMARE - 2007


8/27

MONMEROS BIFUNCIONAIS

FUNCIONALIDADE de uma molcula o nmero de pontosreativos presentes nessa molcula (passveis de reagir emcondies favorveis).


Qual a estrutura qumica do monmero em cada caso?Qual a estrutura qumica do mero em cada caso?


9/27

HOMOPOLMEROS

Qual a estrutura qumica domero em cada caso?

HOMOPOLMERO o polmero cuja cadeia principal formada por um nico mero.




10/27

COPOLMEROS

COPOLMERO o polmero cuja cadeia formada por , pelomenos, dois meros.

Aleatrio no h sequnciadefinida de disposio dos merosAlternado - meros com

disposio alternada Em bloco h formao degrandes sequncias de blocos deum dado mero alternado comgrandes sequncias de outro

mero (dibloco/tribloco). Enxertado cadeia polimricaligada na cadeia de umhomopolmero.




11/27

MASSA MOLECULAR

Os materiais polimricos se diferenciam dos demaismateriais por possuir uma cadeia longa e, porconsequncia, de alta massa molecular.

As propriedades dospolmeros so influenciadas

pela massa molecular,

sendo importante conhec-la

e control-la durante apolimerizao.




12/27

MASSA MOLECULAR

Durante a polimerizao ocorre o crescimentoindependente de cada cadeia polimrica.

Durante a propagao, o centro ativo se instabiliza edesaparece, representando o trmino do crescimento da

cadeia. A instabilizao ocorre de maneira

independente e diferenciada em

cada cadeia, o que produz cadeias

com massas moleculares diferentes(DISTRIBUIO DE MASSA MOLECULAR).




13/27

ESTRUTURA MOLECULAR

As caractersticas fsicas de um polmero dependem daestrutura qumica, da massa molecular (e sua distribuio) eda estrutura das cadeias polimricas.


Cincia e Engenharia de Materiais Uma Introduo, William D. Callister,Jr - 2008

Polmeros de cadeia LINEARCadeias longas, possibilitando uma grande quantidadede interaes secundrias (Foras de Van der Waals,ligaes de hidrognio)


14/27

ESTRUTURA MOLECULAR

Polmeros de cadeia RAMIFICADA Cadeias laterais esto ligadas

cadeia principal formando

ramificaes, que dificultam a

aproximao das cadeiasreduzindo as foras de

interao secundrias e a

densidade.

Tendo por base a estrutura molecular, explique a diferena dedensidade observada para o PEAD e PEBD (0,957g/cm3 e

0,923g/cm3, respectivamente.



15/27

ESTRUTURA MOLECULAR

Polmeros em REDE Molculas com funcionalidade 3 produzem polmeros que formam

redes tridimensionais.

Polmeros com LIGAES CRUZADAS Cadeias lineares adjacentes esto unidas umas s outras em vrias

posies por meio de ligaes covalentes.




16/27Cinc ia dos Materiais Carmen Calcagno



17/27

CARACTERSTICAS DE FUSIBILIDADE

Os polmeros podem se comportar de maneira diferentequando aquecidos, ou seja, possuem diferentescaractersticas de fusibilidade.

Os TERMOPLSTICOS so materiais que fundem(ou plastificam) ao serem aquecidos e se solidificamquando resfriados, procedimento este que pode ser

repetido por vrias vezes.

Os TERMOFIXOS, por sua vez, formam ligaes cruzadas(ou estruturas em rede), tornando-se insolveis e no

sofrem mais fuso




18/27

RESINA EPXI


19/27

PROCESSAMENTO DE TERMOPLSTICOS

Tubos e conexes

Fibras

Polietileno expandido
https://d.docs.live.net/b882397dde1775e9/Documentos/IFSul/Engenharia%20Mec%C3%A2nica/Ci%C3%AAncia%20dos%20Materiais/2015/sem_2/AULAS%20PRESENCIAIS/v%C3%ADdeos_termop/Confira%20o%20processo%20de%20fabrica%C3%A7%C3%A3o%20de%20tubos%20e%20conex%C3%B5es%20da%20empresa%20Tigre.mp4https://d.docs.live.net/b882397dde1775e9/Documentos/IFSul/Engenharia%20Mec%C3%A2nica/Ci%C3%AAncia%20dos%20Materiais/2015/sem_2/AULAS%20PRESENCIAIS/v%C3%ADdeos_termop/Confira%20o%20processo%20de%20fabrica%C3%A7%C3%A3o%20de%20tubos%20e%20conex%C3%B5es%20da%20empresa%20Tigre.mp4https://d.docs.live.net/b882397dde1775e9/Documentos/IFSul/Engenharia%20Mec%C3%A2nica/Ci%C3%AAncia%20dos%20Materiais/2015/sem_2/AULAS%20PRESENCIAIS/v%C3%ADdeos_termop/extrus%C3%A3o_PET%20garrafa%20transf%20fibra_produzido%20em%202007.ASFhttps://d.docs.live.net/b882397dde1775e9/Documentos/IFSul/Engenharia%20Mec%C3%A2nica/Ci%C3%AAncia%20dos%20Materiais/2015/sem_2/AULAS%20PRESENCIAIS/v%C3%ADdeos_termop/EXTRUSORA%20PARA%20POLIETILENO%20EXPANDIDO.mp4https://d.docs.live.net/b882397dde1775e9/Documentos/IFSul/Engenharia%20Mec%C3%A2nica/Ci%C3%AAncia%20dos%20Materiais/2015/sem_2/AULAS%20PRESENCIAIS/v%C3%ADdeos_termop/EXTRUSORA%20PARA%20POLIETILENO%20EXPANDIDO.mp4https://d.docs.live.net/b882397dde1775e9/Documentos/IFSul/Engenharia%20Mec%C3%A2nica/Ci%C3%AAncia%20dos%20Materiais/2015/sem_2/AULAS%20PRESENCIAIS/v%C3%ADdeos_termop/extrus%C3%A3o_PET%20garrafa%20transf%20fibra_produzido%20em%202007.ASFhttps://d.docs.live.net/b882397dde1775e9/Documentos/IFSul/Engenharia%20Mec%C3%A2nica/Ci%C3%AAncia%20dos%20Materiais/2015/sem_2/AULAS%20PRESENCIAIS/v%C3%ADdeos_termop/Confira%20o%20processo%20de%20fabrica%C3%A7%C3%A3o%20de%20tubos%20e%20conex%C3%B5es%20da%20empresa%20Tigre.mp4


20/27

ESTADO SLIDO DOS POLMEROS


A estrutura do estado slido em polmeros consiste nomodo como as cadeias moleculares esto empacotadas. DESORDENADO fase amorfa

ORDENADO, REGULAR E REPETITIVO fase cristalina


A cristalinidade em polmeros consisteno alinhamento de segmentos de

cadeias em um arranjo tridimensional.

(tomos ou ons em metais e cermicas)

MODELO DA MISCELA FRANJADA



21/27

ESTRUTURA LAMELAR

MODELO DA CADEIA DOBRADA Os cristais so constitudos por plaquetas finas (LAMELAS)

com formato regular (10 a 20nm de espessura e 10m decomprimento).

As cadeias moleculares dentro de cada lamela se dobramsobre elas prprias (dobras nas faces).




Cada lamela formadapor inmeras molculas.

Uma molcula participada formao de mais

de uma lamela.


22/27

ESTRUTURA ESFERULTICA

A morfologia dos polmeroscristalizados a partir do estadofundido caracterizada pelaexistncia de ESFERULITOS.




O esferulito consiste em um agregadode cristalitos com cadeias dobradas,que se estendem radialmente para

fora apartir de um nico stio denucleao localizado no seu centro.


23/27

ESTRUTURA ESFERULTICA

Quando a cristalizao de um estrutura esferultica seaproxima de sua concluso, as extremidades adjacentescomeam a interferir umas nas outras, formando contornosplanos.

Os esferulitos so anlogos

polimricos dos gros em

metais e cermicos

policristalinos.





24/27

CRISTALIZAO Devido ao tamanho da cadeia polimrica e a sua complexidade, os

polmeros so constitudos de domnios cristalinos, chamadosCRISTALITOS, com muitas imperfeies.




Os cristalitos so interconectados por regies amorfas, no havendo umadiviso clara entre as regies cristalinas e amorfas.

A transformao completa para o estado cristalino pouco provvel,pois apenas uma parte da molcula adota a conformao ordenada

necessria a cristalizao.

A facilidade com que ocorre a cristalizao depende de fatores

estruturais (configurao da cadeia, foras intermoleculares) e fatoresexternos (condies de processamento, presena de impurezas e de

uma segunda fase),


25/27

CRISTALIZAO

Polmeros cristalizveis

tpicos so os que possuemcadeias lineares.




PE - Clula unitria ortorrmbica


26/27

CRISTALIZAO

Se o polmero tiverramificaes ou gruposlaterais, estes devem serpequenos ou dispostosregularmente esimetricamente ao longoda cadeia.




PP isotticoClula unitria monoclnica

A estereorregularidade

essencial para queocorra a cristalizao.


27/27

CRISTALIZAO

A cristalizaopode ser favorecidapela existncia degrupos quepromovam fortes

ligaesintermoleculares.

Ci nc ia dos Materiais Carmen Calcagno



PA-6,6 forma PET - triclnico

POLIMORFISMO

A PA- 6,6 podecristalizar na forma , (triclnicas) e .

Documents

Cmii Estrutura Dos Polímeros Pa