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Reações de polimerização por adição

Química A
by

Mariana Gonçalves

on 22 May 2014

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Transcript of Reações de polimerização por adição

O que são polímeros?
São macromoléculas constituidas por uma cadeia principal formada por milhares de átomos organizados segundo conjuntos de que se repetem
.
Reações de polimerização por adição
Monómeros e Polímeros
Polímeros
Reações de polimerização:
Polímeros de adição
Polímeros de condensação
Hidrocarbonetos insaturados;

Reação de polimerização: reação química em cadeia entre moléculas de monómeros;

Classificados como homopolímeros e copolímeros.
Polímeros:
Classificação:
Copolímeros
Homopolímeros
Unidade repetitiva do polímero é o monómero

Átomos de carbono apresentam entre si ligações covalentes simples, permitindo a formação de cadeias.
Dois átomos de carbono e quatro de hidrogénio (C2H4)

Ligação covalente dupla entre os átomos de carbono
Grau de polimerização e massa molar média
Depende da:
- pressão
- temperatura
- concentração dos monómeros
- quantidade de iniciadores.
GP = Mt (polímero)
M0 (unidade estrutural)
Quanto mais elevado:
mais elevada será a temperatura de fusão
a resistência mecânica do polímero
Grau de polimerização
Calculo da massa
molar média
Polímeros com diferentes propriedades físicas mas com a mesma unidade estrutural
Monómeros e grupos funcionais

- Constituídos por um ou dois grupos funcionais iguais.


- Por um número reduzido de átomos de carbono.
Conjunto de átomos ligados especificamente, contidos numa molécula orgânica.


Caracterizam famílias cuja nomenclatura deriva dos hidrocarbonetos correspondentes.


Condicionam a reatividade química do polímero.
Homopolímeros
Sintese
Alcenos
Copolímeros
Álcoois, aldeídos,
cetonas, aminas.
Existem monómeros com ligações insaturadas

Estes apresentam o mesmo número de átomos que a unidade estrutural do polímero
Realizam-se quando:
exemplos: o polietileno, poliestireno e policloreto de vinilo.
3 etapas:
-iniciação
-propagação
-finalização
Recorre-se a um percursor para iniciar a reação;

Formam-se radicais livres do monómero;

Estes irão reagir com uma molécula de monómero, transformando a ligação dupla numa simples.
Forma-se assim a primeira unidade estrutural do polímero, cujo átomo de carbono terminal contêm um radical livre.
Trabalho realizado por:

Mariana Gonçalves

Grau de polimerização e massa molecular relativa
Os radicais livres de duas cadeias em desenvolvimento reagem entre si
- os átomos originam uma ligação simples
- a cadeia formada não consegue reagir com outras moléculas de monómero e por isso a reação de polimerização termina



Reações de condensação
Aplicadas para sintetizar polímeros de grande consumo.

Devido à reactividade específica,


Formam-se copolímeros, constituídos por um monómero com função álcool ou amina e um outro monómero com função ácido carboxílico ou cloreto de ácido carboxílico.

Apresentam unidades estruturais com menor número de átomos do que os monómeros.

Os polímeros desta reação caracterizam-se por apresentarem unidades estruturais com menor número de átomos do que os monómeros.
Substância de diferente grupo funcional, que se forma quando:
Um álcool reage com ácido carboxílico ou com um cloreto de ácido carboxílico.

Desta reação surgem os poliésteres, como o politereftalato de etilo.
Éster
Na produção industrial:
utiliza-se um diol e um ácido dicarboxílico nas reações, obtendo-se um éster e uma molécula de água.

A molécula que se forma, contém numa extremidade um grupo –OH que reage com o grupo –COOH.
O polímero cresce com um padrão alternado de monómeros.
Forma-se quando uma amina reage com um ácido carboxílico, ou com um cloreto de ácido carboxílico.

Desta reação surgem as poliamidas, como o nylon 6,6.
Amidas
Na produção industrial:
utiliza-se uma diamina e um ácido dicarboxílico nas reações, obtendo-se uma amida e uma molécula de água.

A molécula que se forma, contém numa extremidade um grupo –NH que reage com o grupo –COOH.
O polímero cresce com um padrão alternado de monómeros.
Reações realizadas em laboratório:
Utiliza-se cloreto de diácido carboxílico

Este aumenta a velocidade da reação á temperatura ambiente.

É eliminada uma molécula de cloreto de hidrogénio, HCl
Na indústria o cloreto de
diácido carboxílico não
é utilizado devido ao
seu elevado custo.
Contras:
Monómeros dos polímeros sintéticos:
Os grupos funcionais:
Conclusão:
- Polímeros formam-se a partir de reacções entre monómeros;

- As propriedades físicas dos polímeros devem-se ao grau de polimerização destes;

- As reações de polimerização podem de se adição e de condensação;

- Existe uma grande variedade de polímeros, com diversas aplicações na industria.
Borracha natural, sintética
e vulcanizada

Borracha natural:
A borracha natural é designada de latex. É o material de partida para a manufactura de elastómeros.
A borracha natural sofre de alguns problemas que a tornam desadequada para este fim.
É frágil
Quebradiça (baixas temperaturas)
A
borracha vulcanizada
não é mais nem menos do que um material elástico que resulta do aquecimento de látex com enxofre.
Elastómero
consiste num material com propriedades semelhanças às da borracha, que tem a possibilidade de sofrer deformações por açao de uma força, recuperando a sua forma original quando essa força é retirada.
Caso a quantidade de enxofre utilizada na vulcanização seja excessiva, forma-se uma grande quantidade de ligações cruzadas, obtendo-se desta forma um material duro designado
ebonite
Borracha vulcanizada:
Os polímeros sintéticos não têm uma massa molecular definida.
Mas diferentes graus de polimerização
Duas moléculas poliméricas com: a mesma unidade estrutural
São consideradas moléculas da mesma substância.
polimeros lineares e reticulados
Os polimeros podem ser classificados em lineares ou reticulados, consoante a utilização de diferentes condições de pressão.
Polimeros lineares
Apresentam elevada densidade, dureza e resistência.
Ex.: apropriado para o fabrico de garrafas
Polimeros reticulados
Material de baixa densidade, macio e flexível.
Ex.: apropriado pra o fabrico de sacos.
Um monómero deve ter, ou dois grupos funcionais reativos ou uma ligação dupla, que se transformará em simples, assim que for incorporado na cadeia polimérica, isto é, tem de ser bifuncional.
No entanto, existem monómeros capazes de formar varias ligações com outros monómeros, formando os polímeros com uma estrutura designada reticulada.
Algumas famílias de polímeros
poliolefinas
poliamidas
policarbonatos
poliésteres
fluoroplásticos
polivinilos
poliacrílicos
A unidade estrutural reage com a ligação dupla de um monómero, obtendo-se um dímero que termina num radical livre.

A cadeia polimérica forma-se a partir de reações sucessivas.

Quanto maior é o número de unidades estruturais, maior será o grau de polimerização.
Polímeros de uma mesma familia (de natureza estrutural), podem ser comercializados para diferentes fins, com diferentes nomes comerciais (marca registada).
Poliolefinas
é uma das mais importantes familias de plásticos devido ao seu alto consumo mundial.
polietileno
polipropileno
poliacrilicos
Fluoroplásticos
possuem desvantagens: alto custo e elevada dificuldade de processamento.
politetrafluoroetileno
Poliamidas
apresentam resistência ao desgaste.
nylon
poliésteres
policarbonatos
silicones
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