MATERIAIS POLIMÉRICOSmoodle.joinville.ifsc.edu.br/~anael.krelling/Bacharelado... · 2018. 5. 15. · o uso dos retardadores de chama. Esses retardadores podem funcionar pela interferência

MATERIAIS POLIMÉRICOS

Prof. Dr: Anael Krelling


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Hidrocarbonetos submetidos a condições de temperatura e pressão apropriadas.

C – carbono

H – hidrogênio

O – oxigênio

N – nitrogênio

S – enxofre

F – flúor

Cl - cloroMacromoléculas

Ligação Covalente

Poucos elétrons livres.

Materiais isolantes térmicos e

elétricos.


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MERO – POLÍMERO


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(a) Politetrafluoroetileno (PTFE), (b) cloreto de polivinila (PVC), (c) polipropileno (PP)


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Um monomero = vários polímeros

Homopolímero – Todas as unidades mero ao longo da cadeia são do mesmo

tipo.

Copolímero – cadeias compostas por duas ou mais unidades mero diferentes.

(a) aleatório, (b) alternado, (c) em bloco,

(d) por enxerto.

SBR – (Styrene-Butadiene-Rubber) é um copolímero aleatório comum a partir do

qual são feitos os pneus dos automóveis.

NBR – (Nitrile Rubber) copolímero aleatório, muito elástico e resistente ao

processo de inchação frente a solventes orgânicos, usado na fabricação de

mangueiras de gasolina.


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ESTRUTURA MOLECULAR

Polímeros Lineares

Unidades mero ligadas em cadeias

únicas.

Polietileno (PE)

Cloreto de Polivinila (PVC)

Poliestireno (PS)

Polimetil Metacrilato (PMMA)

Náilon


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Polímeros Ramificados

Cadeias de ramificações laterais

encontram-se ramificadas às cadeias

principais. As ramificações ocorrem durante a

síntese. Resulta numa diminuição da

densidade.

Os polímeros que formam estruturas

lineares também podem ser ramificados.


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Polímeros com Ligações Cruzadas

As cadeias lineares adjacentes estão

unidas em várias posições através de ligações

covalentes.

A formação de ligações cruzadas é

obtido através de átomos ou moléculas

aditivos que estão ligados covalentemente às

cadeias.

Características dos materiais

elásticos como a borracha (vulcanização).


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Polímeros em Rede

Unidades mero possuem três

ligações covalentes ativas.

Característica dos materiais epóxi.


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CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES

A – polímeros frágeis;

B – plásticos

C – elastômeros


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PLEXIGLAS

•Diminuição do módulo de elasticidade;

•Redução do LRT;

•Melhoria na ductilidade.


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Formação do pescoço; as cadeias setornam orientadas paralelamente a direçãode alongamento levando a um aumentolocalizado da resistência.

O alongamento do CDP prossegue pelapropagação da região de pescoço.Contraste com os metais, onde, uma vezformado o pescoço, toda a deformação ficaconfinada no interior dessa região.


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POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS E TERMOFIXOS

Termoplásticos

Amolecem quando são aquecidos e endurecem quando são resfriados, processos

que são totalmente reversíveis e podem ser repetidos. Fabricados normalmente pela

ação simultânea de calor e pressão. São relativamente moles e dúcteis. A maioria

dos polímeros lineares e aqueles que possuem algumas estruturas ramificadas com

cadeias flexíveis são termoplásticos.

Termofixos

Se tornam permanentemente duros quando submetidos a aplicação de calor e não

amolecem com um aquecimento subsequente. Somente aquecendo-se a

temperaturas excessivas irá ocorrer a degradação do polímero. São geralmente

mais duros, mais fortes e mais frágeis do que os termoplásticos e possuem melhor

estabilidade dimensional. A maioria dos polímeros com ligações cruzadas e em rede

(epóxis, resinas poliéster, borrachas vulcanizadas) são do tipo termofixo.


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ELASTÔMEROS – VULCANIZAÇÃO

Para que haja um comportamento elastomérico é preciso que a estrutura

molecular seja levemente provida de ligações cruzadas que sejam capazes de

serem torcidas e dobradas no seu estado sem tensões.

O processo de formação de ligações cruzadas nos elastômeros é chamado

de vulcanização.

Compostos de enxofre são adicionados ao elastômero aquecido. As

cadeias de átomos de enxofre se ligam com as cadeias principais de polímero,

formando ligações cruzadas entre elas. 1 a 5% de S.


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ADITIVOS PARA POLÍMEROS

Muitas vezes é necessário modificar as propriedades mecânicas, físicas e

químicas a um nível muito superior ao que é possível através de uma simples

modificação da estrutura molecular fundamental de um polímero.

São, então, introduzidos aditivos intencionalmente para melhorar ou

modificar muitas dessas propriedades, tornando um polímero mais útil para um

determinado serviço.

Entre os aditivos estão incluídos:

•Materiais de enchimento ou de carga;

•Agentes plasticizantes;

•Estabilizadores;

•Corantes;

•Retardadores de chama.


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ENCHIMENTOS

São adicionados aos polímeros para melhorar os limites de resistência à

tração e compressão, resistência á abrasão, tenacidade e estabilidade dimensional

e térmica.

Os materiais usados incluem: serragem em pós muito finos, areia de sílica,

vidro, argila, talco, calcário e até alguns polímeros sintéticos.

O tamanho das partículas varia de 10nm até dimensões macroscópicas.

O custo do produto final é reduzido, uma vez que estes materiais

adicionados são mais baratos do que o polímero.


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PLASTICIZANTES

São usados para melhorar, por exemplo, a flexibilidade, a ductilidade e a

tenacidade dos polímeros. Sua presença produz reduções na dureza e na rigidez.

São geralmente líquidos que possuem baixas pressões de vapor e baixos

pesos moleculares (para não evaporar e, assim, evitar a fragilização do polímero).

As pequenas moléculas de plasticizantes ocupam posições entre as grandes

cadeias de polímeros, aumentando a distância entre as cadeias com uma redução

na ligação intermolecular secundária.

ESTABILIZADORES

Alguns materiais poliméricos, sob condições ambientais normais, estão

sujeitos a uma rápida deteriorização (resultado da exposição do material à luz, em

particular à radiação ultravioleta e também á oxidação).

A radiação ultravioleta interage com algumas ligações covalentes ao longo

da cadeia causando o seu rompimento.

A deterioração por oxidação é consequência da interação química do

oxigênio e as moléculas dos polímeros.

Os aditivos que atuam contra esses processos de deteriorização são

chamados de estabilizadores.


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CORANTES

Conferem uma cor específica a um polímero. Podem ser adicionados na

forma de tintura ou de pigmentos. As moléculas em uma tintura se dissolvem e se

tornam parte da estrutura molecular do polímero. Os pigmentos são materiais de

enchimento que não se dissolvem, mas que permanecem como uma fase distinta.

RETARDADORES DE CHAMA

A maioria dos polímeros é inflamável na sua forma pura; as exceções

incluem aqueles que contém teores significativos de cloro e/ou flúor.

A resistência à inflamação dos demais polímeros pode ser melhorada com

o uso dos retardadores de chama. Esses retardadores podem funcionar pela

interferência no processo de combustão através da fase gasosa ou pela iniciação

de uma reação química que leva a um resfriamento da região onde está ocorrendo

a combustão.


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Envelhecimento peloclima / luz do sol.

Trincamentopelo ozônio

Alcális diluídos /concentrados

Hidrocarbonetosclorados, desengraxantes

Hidrocarbonetosalifáticos, querosene


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