Estrutura e propriedades dos polímeros – termoplásticos, termofixos e elastômeros
QuímicaBiomoléculas e polímerosIdades 17–18
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Entre para usarUm modelo de cadeias de um polímero: ajuste o comprimento da cadeia, as ramificações, as ligações cruzadas e as forças entre cadeias e depois aqueça ou estique a amostra. Termoplásticos lineares amolecem, escoam e podem ser remoldados; termofixos com ligações cruzadas covalentes carbonizam, e elastômeros pouco reticulados esticam e voltam à forma. Temperatura de amolecimento, densidade, cristalinidade e resistência à tração se atualizam ao vivo (PEBD × PEAD), e a tela Formar polímeros compara a polimerização por adição e por condensação (poliésteres, poliamidas, água liberada) e hidrolisa cadeias para mostrar quais plásticos são biodegradáveis.
Aula: Polímeros: estrutura e propriedades, termoplásticos e termofixos, polímeros de adição e de condensação
O que mostra
As propriedades de um polímero dependem de como suas longas cadeias se mantêm unidas. Num termoplástico só há forças intermoleculares entre as cadeias, então o aquecimento deixa as cadeias deslizarem: ele amolece, escoa e pode ser remoldado. Forças mais intensas, cadeias mais longas e empacotamento mais compacto elevam a temperatura de amolecimento e a resistência; ramificações, como no PEBD (LDPE), reduzem a densidade e a resistência em relação ao PEAD (HDPE) linear. Poucas ligações cruzadas covalentes dão um elastômero que volta à forma; muitas dão um termofixo rígido que carboniza em vez de fundir. Polímeros de adição vêm de alcenos sem subproduto; os de condensação liberam água.
Como usar
Em Aquecer, escolha um exemplo como LDPE ou HDPE, ou ajuste Comprimento da cadeia, Ramificações por cadeia, Ligações cruzadas por cadeia e Forças entre cadeias; clique em Aquecer ▲ e Resfriar ▼ e observe o gráfico da altura. Em Esticar, clique em Esticar e Soltar e compare as curvas tensão–alongamento. Nova amostra mantém a última curva em cinza. Em Formar polímeros, escolha um polímero, clique em Unir próximo monômero ou Automático e depois em Hidrolisar.
Parâmetros que você pode mudar
- Ensaio Aquecer, Esticar, Formar polímeros
- Comprimento da cadeia (cada bolinha são muitas unidades de repetição) 10–60 bolinhas
- Ramificações por cadeia 0–10
- Ligações cruzadas por cadeia 0–10
- Forças entre cadeias Fracas (forças de London), Médias (dipolo–dipolo), Fortes (ligações de hidrogênio)
- Polímero (tela Formar polímeros) Poli(eteno) – adição, PET – poliéster (condensação), Náilon-6,6 – poliamida (condensação), PLA – poliéster biodegradável (condensação)
Perguntas para explorar
- Por que o PEBD tem densidade e temperatura de amolecimento menores que o PEAD, se os dois vêm do mesmo monômero?
- Por que um polímero termofixo carboniza quando aquecido em vez de fundir como um termoplástico?
- Por que polímeros de condensação como o PLA podem se biodegradar, enquanto o poli(eteno) persiste no ambiente?
