Um polímero é um composto químico cujas moléculas são feitas de cadeias nas quais uma unidade básica é repetida . Essa unidade repetitiva é chamada de monômero .

Vamos explicar o conceito de polímero, que tipos existem, como são formados e quais são suas propriedades mais importantes.

O que são polímeros?

Os polímeros são definidos como macromoléculas obtidas pela união de uma ou mais pequenas moléculas repetidas ao longo de uma cadeia. A unidade que se repete no polímero é o monômero e a reação pela qual eles são formados é a reação de polimerização .

A ligação repetitiva de etileno dá origem ao polietileno

Os polímeros podem ser inorgânicos, por exemplo o vidro, mas a maioria dos polímeros de interesse industrial são compostos orgânicos formados por hidrocarbonetos associados a diferentes elementos, ou seja, moléculas formadas por cadeias de átomos de carbono às quais outros elementos estão ligados.

Propriedades gerais de polímeros

Cada polímero tem certas propriedades. Conhecendo as propriedades requeridas de um material para um determinado uso, um polímero ou outro pode ser escolhido, a síntese laboratorial de um novo polímero pode até mesmo ser projetada procurando por tais propriedades específicas.

É comum associar polímeros a propriedades elásticas, mas na realidade as propriedades dos polímeros são muito mais amplas e nem todos os polímeros têm elasticidade.

Além disso, dependendo do uso final, um polímero específico será escolhido com base em suas propriedades. Entre as propriedades mais procuradas dos polímeros estão:

  • Elasticidade
  • Reflexivo
  • Resistência
  • Dureza
  • Fragilidade
  • Opacidade, transparência ou translucidez
  • Maleabilidade
  • Isolante
  • Outras características e propriedades

Classificação

Um mito comum relacionado aos polímeros é sua associação com a química de laboratório, mas isso não é verdade. Existem inúmeros polímeros naturais , por exemplo, muitas proteínas são polímeros constituídos por cadeias de aminoácidos.

Outro exemplo de polímero natural é a borracha, material utilizado há milhares de anos e formado por polimerização natural.

Claro, a química moderna tornou possível sintetizar artificialmente muitos polímeros em laboratório para atender a necessidades específicas, por exemplo, o Teflon.

Atualmente, existem muitos polímeros que são classificados de acordo com diferentes critérios.

Dependendo de sua origem:

  • Polímeros naturais
  • Polímeros artificiais
  • Polímeros sintéticos

Dependendo do número de monômeros:

  • Homopolímero
  • Copolímero

Dependendo das propriedades do polímero, três tipos gerais de polímeros podem ser distinguidos:

  • Termoplásticos
  • Elastômeros
  • Termostável

Polimerização

Um polímero é formado pela junção repetida de moléculas ao mesmo monômero para formar uma longa cadeia. A união desses monômeros é o processo de polimerização . Existem vários métodos de polimerização: polimerização de crescimento em cadeia e polimerização de crescimento em etapas.

  • Polimerização de crescimento em cadeia : os monômeros são anexados à cadeia, um de cada vez. Assim, ele vai de monômero para dímero (dois monômeros unidos), depois para trímeros, depois para tetrâmeros, etc.
  • Polimerização de crescimento em etapas : neste caso a formação do polímero é semelhante ao método anterior, mas os monômeros podem se juntar de maneiras diferentes. Por exemplo, um dímero pode ligar-se a outro dímero para formar um tetrâmero. Em outras palavras, a ligação de oligômeros (cadeias curtas de monômeros) entre si e com outros monômeros é possível. Mesmo uma cadeia longa em formação pode reagir com outra cadeia longa para formar uma cadeia ainda mais longa. O processo de polimerização é muito mais rápido porque na polimerização de crescimento em cadeia, apenas um monômero pode reagir com uma cadeia em formação para que ela cresça. A escolha de um método ou de outro dependerá das características físico-químicas das moléculas e da tecnologia disponível.

Além disso, a polimerização pode ser:

  • Por adição : a polimerização será por adição se o monômero não perder nenhum átomo ao se juntar à cadeia em formação. Ou seja, a composição do polímero é igual à soma da composição de cada um dos monômeros, daí o nome de adição . Como resultado da reação de polimerização de adição, nenhum subproduto é gerado.
  • Por condensação : se no processo de polimerização o monômero perde átomos em relação ao seu estado anterior. Para que o monômero se junte à cadeia, muitas vezes ele precisa perder alguns átomos, geralmente na forma de pequenas moléculas como H 2 O. Portanto, os subprodutos da reação são gerados e o polímero resultante não tem uma composição igual a a soma da composição dos monômeros.

Em geral, as características moleculares da cadeia do polímero são frequentemente traduzidas nas características macro. Por exemplo, se as moléculas da cadeia exibirem elasticidade, é muito provável que o polímero resultante tenha propriedades elásticas. Da mesma forma, se os monômeros estiverem ligados entre si por ligações muito fortes, o polímero deverá ser bastante forte.

A polimerização é na prática um processo que pode ser muito complexo e está além da profundidade deste artigo, que apenas tenta explicar o que é um polímero.

Exemplo de polimerização :

Polimerização de poliestireno

Polímeros reticulados

Esquema de um polímero ramificado

A maioria dos polímeros não apresenta ligações cruzadas entre as cadeias, exceto para interações moleculares não covalentes (não há ligação átomo-átomo entre as diferentes cadeias de polímero).

Isso significa que as cadeias poliméricas podem ser separadas e reutilizadas, o que permite sua reciclagem com certa facilidade.

Por exemplo, garrafas de refrigerante de plástico típicas derretem e podem ser usadas para fazer novas garrafas ou para fazer qualquer outro produto que requeira esse plástico, bastando aplicar um pouco de calor. Esses plásticos são comumente conhecidos como termoplásticos, pois sua plasticidade aumenta acentuadamente com um pouco de calor.

Os polímeros reticulados têm ligações covalentes entre as diferentes cadeias de polímeros e são difíceis de se reformar depois de quebrados.

Como desvantagem, é evidente que eles não podem ser reutilizados tão facilmente, mas eles têm algumas propriedades que podem ser necessárias para determinados fins.

Por exemplo, polímeros reticulados tendem a ter maior dureza e rigidez, bem como maior resistência à temperatura. Por exemplo, termoplásticos são polímeros reticulados.

Exemplos de polímeros

Uma infinidade de polímeros está presente no dia a dia de qualquer pessoa. Se você não acredita, leia estes nomes, com certeza muitos deles lhe parecem familiares:

  • Polipropileno (PP) : utilizado em diversos tecidos, como estofados e carpetes.
  • Polietileno de baixa densidade (LDPE) : o plástico típico para sacolas de alimentos
  • Polietileno de alta densidade (PEAD) : você pode encontrá-lo, entre outros, em frascos rígidos, como os frascos de muitos produtos de limpeza doméstica, ou em muitas bonecas de plástico.
  • Policloreto de vinila (PVC) : com a sigla PVC, você provavelmente já sabe onde encontrá-lo em sua casa, por exemplo em canos.
  • Poliestireno (PS) : É usado em muitos utensílios e produtos domésticos e talvez o mais conhecido seja a espuma de poliestireno, as bolas brancas típicas usadas para absorver choques dentro das caixas de transporte.
  • Politetrafluoroetileno (PTFE, Teflon®) : cobre nossas panelas antiaderentes, entre outras.
  • Polimetilmetacrilato (PMMA, Plexiglas®) : um material plástico totalmente transparente, muito utilizado em produtos de decoração, divisórias ou claraboias.
  • Acetato de polivinila (PVAc) : base de muitos produtos de drogaria, como tintas e colas.
  • Policloropreno (Neoprene®)