Polímeros e Materiais Poliméricos

Polímeros e Materiais Poliméricos

MANUAL PARA O PROFESSOR

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Índice

1. Enquadramento histórico .............................................................................................. 2

2. Importância dos plásticos para a sociedade actual .................................................................. 3

3. Classificação dos polímeros ............................................................................................ 4

4. Noções de ciência dos polímeros ..................................................................................... 6

4.1. Polímeros e monómeros ......................................................................................... 6

4.2. Combinação de monómeros - Homopolímeros e copolímeros ............................................ 9

4.3. Massa molecular relativa de polímeros ....................................................................... 11

4.4. Estrutura dos polímeros – polímeros amorfos e cristalinos ............................................... 12

4.5. Reacções de polimerização ..................................................................................... 14

5. Propriedades dos polímeros .......................................................................................... 20

6. Tipos de plásticos ...................................................................................................... 22

6.1. Termoplásticos ................................................................................................... 22

6.2. Termoendurecíveis .............................................................................................. 29

7. Degradabilidade ........................................................................................................ 30

8. Reciclagem .............................................................................................................. 31

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................... 33

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1. Enquadramento histórico

Desde a Antiguidade que se conhecem aplicações de polímeros naturais, no entanto, a

ciência e indústria dos polímeros teve origem no início do século XIX, quando Hancock, em

Inglaterra, descobriu o efeito da “mastigação” da borracha natural, tendo sido em 1843

patenteada a vulcanização da borracha por meio de enxofre. Em 1839, Goodyear, na América

do Norte, tinha apresentado independentemente uma patente semelhante e, mais tarde, em

1851, viria a descobrir a ebonite, iniciando assim o desenvolvimento dos plásticos

termoendurecíveis.

A primeira experiência comercial bem sucedida na área dos polímeros deve-se a J. W. Hyatt

que, em 1870, nos E.U.A., usando cânfora como plastificador do nitrato de celulose produziu a

celulóide. Esta invenção surgiu na sequência dos seus trabalhos para conseguir sintetizar um

substituto para o marfim para o fabrico de bolas de bilhar. Assim, a celulóide tornou-se

rapidamente um sucesso comercial e controlou o mercado durante cerca de 30 anos, embora,

devido à sua elevada inflamabilidade, logo se procurassem materiais alternativos mais

estáveis.

Os plásticos baseados em acetato de celulose e caseína foram desenvolvidos em princípios do

século XX e, entre 1907 e 1910, comercializou-se a “bakelite”, um polímero que ainda hoje é

muito usado em caixas e ligações eléctricas. Em 1917, a falta de matérias-primas fez com que

os químicos alemães desenvolvessem uma borracha sintética a partir do dimetilbutadieno. O

produto, cujas propriedades eram incomparavelmente inferiores às da borracha natural,

serviu, no entanto, como ponto de partida para a importantíssima indústria da borracha

artificial sintética.

Até ao início da década de 20, não era possível um verdadeiro desenvolvimento neste domínio

dada a ausência de conhecimentos fundamentais sobre a estrutura dos materiais poliméricos.

Quando, em 1953, Staudinger recebeu o prémio Nobel da Química pelo seu trabalho

monumental no estabelecimento da ciência de polímeros, já esta ciência e a indústria dos

polímeros estavam firmemente implantadas. De facto, desde 1930, nomes como Mark,

Carothers, Flory, Meyer e muitos outros tinham contribuído fortemente para o

desenvolvimento destes materiais.

Em 1933, três investigadores da ICI, Gibson, Fawcett e Swallow descobriram o polietileno. Em

1934, W. H. Carothers, trabalhando para a Dupont descobriu o nylon e, subsequentemente,

desenvolveu um trabalho pioneiro sobre a teoria das reacções de polimerização por

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condensação. Nessa década, Hill e Crawford, da ICI, sintetizaram o poli(metacrilato de metilo)

(perspex e vidro acrílico). Nessa mesma altura começou a produzir-se comercialmente o

poliestireno e o poli(cloreto de vinilo) (PVC). Em 1939 a ICI produzia industrialmente o