10.Trabalho Experimental Polímeros Polímeros são substâncias formadas de macromoléculas (moléculas gigantes) que apresentam unidades estruturais denominadas monômeros, que se repetem sucessivamente . Um polímero pode ser definido satisfatoriamente como sendo um material composto por unidades relativamente simples idênticas ou não (monômeros), repetidas várias vezes. Exemplos de polímeros naturais são o amido e a celulose, formados por um grande número de moléculas de glicose. Outro polímero é a borracha natural, cuja unidades de repetição é o isopropeno: (CH2= C− CH= CH2 ) CH3 O processo de formação dos polímeros denomina-se polimerização. São exemplos de polímeros os plásticos e os elastômeros. Os polímeros podem ser classificados de acordo com vários critérios: a) Quanto a aplicação: • Elastômeros: apresentam moléculas grandes e flexíveis, que tendem a se enrolar de maneira caótica. Quando submetidos a uma tensão, as moléculas desses polímeros se desenrolam e deslizam umas sobre as outras. Quando a tensão cessa, suas moléculas voltam à estrutura inicial. Exemplos: borracha natural e sintética. • • Fibras: se prestam à fabricação de fios e apresentam grande resistência à tração mecânica. Exemplos: poliamidas, poliéster, celulose (polímero natural). Plásticos: possuem estrutura molecular de dois tipos: longas moléculas, quer lineares, quer ramificadas, e moléculas de rede tridimensional. Exemplos: polietileno, PVC, fórmica, poliuretano, etc. b) quanto ao comportamento à temperatura: • Termoplásticos: podem ser amolecidos e remoldados repetidamente. PVA. estes polímeros chamados termofixos. fórmica. Na realidade. PVC. em determinadas regiões. estes polímeros amolecem e por esta razão são chamados de termoplásticos. Por esta razão. podem ser mais ou menos cristalinos e incluem alguns dos materiais também usados como fibras: o náilon. geralmente transparentes. c) Quanto ao tipo de monômero: • • Homopolímeros: somente uma espécie de monômero está presente na estrutura do polímero. visto que o aquecimento exigiria a ruptura de ligações covalentes. • Termofixos ou Termorrígidos: não podem ser amolecidos pelo calor após terem sido produzidos. Copolímeros: espécies diferentes de monômeros são empregadas. Industrialmente. polimetacrilato de metila. ordenado. Como pode ser previsto. poliestireno. Incluem também. por exemplo. Normalmente sua produção e moldagem devem ser feitas numa única etapa. podem ser reaproveitados para produção de novos artigos. este comportamento é mais comum em . policloreto de vinila. por aquecimento não amolece. poliuretanas. Os polímeros amorfos são. etc. • Polímeros de rede tridimensional (ou resinas): são altamente reticulados para formar uma estrutura tridimensional rígida. Semicristalinos: as moléculas exibem um empacotamento regular. Uma amostra de tal material é essencialmente uma molécula gigante. polietileno. Exemplos: baquelite. mas irregular. Exemplos: poliestireno. d) Quanto à estrutura molecular: • Polímeros lineares e ramificados. Ao serem aquecidos. os vários polialcenos: polietileno. como nas resinas fenolformaldeído. e) Quanto á morfologia no estado sólido: • • Amorfos: as moléculas são orientadas aleatoriamente e estão entrelaçadas (lembram um prato de spagheti cozido). etc. o aquecimento pode causar formação de mais ligações reticulantes e tornar o material ainda mais duro. aquecimento e aumento de pressão. Durante a polimerização. geralmente. com a eliminação de moléculas pequenas. ocorre a ruptura de uma ligação e a formação de duas simples ligações como mostra o esquema: n(A=A)→ (-A−A-)n São muitos os polímeros de adição presentes no nosso dia-a-dia. Policloropropeno e Buna-S) Polímeros de condensação: esses polímeros são formados. por exemplo. como as regiões cristalinas espalham a luz. os polímeros semicristalinos são mais duros e resistentes. na presença de catalisador. Nesse tipo de polimerização. como o: • • • • • • • • • • • Polietileno Policloreto de vinila (PVC) Polipropileno Poliestireno Teflon ou Politetrafluoretileno Poliacrilonitrila Poliacetato de vinila (PVA) Polimeta-acrilato de metila (acrílico) Policianoacrilato de metila Poli 2-hidroxi-etil-acrilato de metila Borrachas sintéticas (polieritreno. Devido às fortes interações intermoleculares.polímeros lineares. os monômeros não precisam apresentar dupla . no sentido de alinhar as moléculas. O surgimento de regiões cristalinas pode. estes polímeros são mais opacos. devido a sua estrutura regular. f) Quanto ao método de preparação: Polímeros de adição: São polímeros formados por sucessivas adições de monômeros. a água. pela reação entre dois monômeros diferentes. ainda. As substâncias utilizadas na produção desses polímeros apresentam obrigatoriamente pelo menos um dupla ligação entre carbonos. ser induzido por um “esticamento” das fibras. Os dois polímeros de rearranjo mais comuns são: • • Poliuretanas (espuma. espuma rígida e lycra) Poliamidas . mas é necessária a existência de dois tipos de grupos funcionais nos dois monômeros diferentes. na medida em que ocorrer a polimerização.ligação entre carbonos. Como exemplos podemos citar: • • • • • Poliéster Poliamida Silicone Polifenol Policarbonato Polímeros de rearranjo: este tipo de polímero requer um ou mais monômeros que sofrerão um rearranjo em suas estruturas. . Resina Polietileno de baixa densidade Polietileno de alta densidade Polipropileno ABS SAN Poliacetal Acetato de celulose Acetato de butirato de celulose PET Acetato de vinila PVC rígido PVC flexível Poli carbonato Poliuretanos PTFE Teste de chama Chama Azul Vértice amarelo Chama Azul Vértice amarelo Chama amarela.08 1.25 1. difíceis cabelo de queimar na ponta Queimado Chama azul.85 092 1. crepita ao queimar fumaça fuliginosa Tal qual PS e ABS. difíceis na ponta De queimar Chama azul.04 1. azul em Não pinga alho ou resina baixo.34 137 1.06 1. vértice Formam bolas Pena e amarelo. centelhas queimando Chama azul faiscando Chama amarela. chama Cheiro de amarela em cima. fumaça Fuliginosa com brilho Bastante fumaça Deforma-se observação Pinga como vela odor Cheiro de vela Identificação de Polímeros Pinga como vela Cheiro de vela Cheiro Pinga como vela Agressivo Monômero de Amolece e pinga estireno Borracha Amolece e Pinga Queimada Amolece e borbulha Cuidado ao cheirar Chama auto extinguível Chama auto extinguível Chama auto extinguível Chama auto extinguível Monômero de estireno Formaldeído Ácido acético Manteiga rançosa Cheiro de cloro Cheiro de cloro Acre Ponto amolecimento Densidade o C (g/cm3) 105 130 165 230 175 130 175 230 180 255 127 150 150 230 205 327 215 260 215 180 0.38 1.06 1. vértice verde Chama amarela. vértice Formam bolas Pena e amarelo. fumaça mas centelha Chama amarela esverdeada Chama amarela. vértice Pena e Formam bolas amarelo.16 1. crepita ao Queimar. centelhas difíceis cabelo na ponta de queimar Queimado Chama azul. mantendo a chama. vértice verde Decompõe-se.16 160 1.09 1.15 1.6.42 143 1.19 135 1. porém fumaça menos fuliginosa Chama azul sem fumaça com centelha Chama amarela. centelhas.20 Nylon-6 Nylon-66 Nylon . centelhas.41 1.14 217 1.16 1. fumaça fuliginosa Chama amarela. difíceis cabelo na ponta de queimar Queimado Queima lentamente.12 1.94 098 0.19 135 1.04 1. Amolece e quase não de dentista apresenta carbonização .04 1.11 Poli (metacrilato de metila) Chama azul.21 2.10 Nylon . vértice Formam bolas Amarelo.20 122 1.35 1.25 1.12 1. centelhas. 54g de persulfato de amônio. .0mol/L em outro béquer. 4) Mantenha esta solução no agitador magnético até que ocorra toda reação. 3) Misture a conteúdo deste béquer e o adicione na outra solução. 4) Coloque o recipiente no agitador magnético e agite o conteúdo do béquer. o gelo esteja em contato direto com o béquer. 2) A crescente a esta solução 11.0mol/L em um béquer. 50mL e 10mL Béquer de 500mL Tubo de ensaio Pinça de madeira Pinça metálica Bastão de vidro Lata de refrigerante(para molde) Bico de Busen Agitador magnético • Banho de gelo Reagentes: • Ácido Clorídrico – HCl 1.10.1 PARTE EXPERIMENTAL Materiais: • • • • • • • • • Proveta de 100mL. 2) Acrescente a esta solução 20mL de solução de Anilina.0 mol/L • Solução de Anilina • Persulfato de Amônio • Anidrido ftálico • Glicerol ou glicerina • Acetato de sódio PROCEDIMENTO: 1ª Experiência: Síntese de um polímero condutor Parte A: 1) adicione 300mL de solução de HCl 1. 3) Coloque o béquer no banho de gelo de modo que. Parte B: 1) Adicione 200mL de HCl 1. fazendo uma pequena caixa Fixe as laterais da caixa com uma fita adesiva. Corte o retângulo conforme a figura a seguir: • • • Dobre as laterais nas linhas indicadas na figura. amarre-as com um barbante. com bordas de 1cm). para facilitar a retirada do polímero. e. Parte II. seguida.Preparação do polímero 1) Misture num tubo de ensaio seco 5. sem deixar espaços nos cantos e. . dando duas voltas.0g de anidrido ftálico e 0. Risque toda a superfície interna com grafite. conforme as instruções a seguir: • • • Recorte da lata de alumínio um retângulo plano de aproximadamente 5x6 cm.2ª Experiência: Síntese de um poliéster a partir de anidrido ftálico e gligcerol Parte I – Preparação do molde Confeccione um molde retangular nas dimensões de uma caixinha de fósforos (3x4 cm.5g de acetato de sódio. Posicione o molde o mais próximo do local onde o polímero será preparado. retire o tubo da chama. prenda o bloco da resina com uma pinça metálica e aqueça-o diretamente na chama do bico de bunsen. 5) Assim que a solução começar a eliminar vapor d’água. transfira-a rapidamente. puxando um pouco do resíduo ainda quente do tubo de ensaio. 11) Para um melhor acabamento da peça.2) Acrescente 2mL de glicerina. 3) Aqueça a mistura cuidadosamente e com agitação. fazendo movimentos rápidos sobre o fogo. 6) Repita esse procedimento até que a solução adquira uma coloração marrom-clara e apresente uma elevada viscosidade. cortando o barbante e a fita adesiva com uma tesoura. . mantendo o tubo inclinado sobre um bico de bunsen. ATENÇÃO: não deixe o tubo constantemente sobre a chama. porém com cuidado. 9) Deixe o polímero esfriar lentamente. 10) Retire cuidadosamente a resina solidificada do molde. mude o bloco de posição na pinça e aqueça novamente. para o molde. continue aquecendo o tubo cuidadosamente até observar a formação de vapor d’água. espere parar a ebulição e retorne o tubo à chama. 8) Observe como essa resina pode ser estirada em fios. até a completa dissolução dos reagentes sólidos. CUIDADO: o superaquecimento leva à decomposição do produto! 7) Tão logo a mistura reagente adquira as características acima. a dissolução deve ser lenta! 4) Após a dissolução total dos reagentes. com um bastão de vidro. 12) Espere esfriar por uns 30 segundos. . 2) Sugira eventuais aplicações do material obtido.Questionário: 1) Descreva as características físicas do produto obtido.