[EXPLICANDO A MATÉRIA] Polímeros (Conceitos, definições e classificação)

[EXPLICANDO A MATÉRIA]

        O assunto do Explicando A Matéria de hoje será uma introdução aos polímeros. Primeiramente, a palavra polímero tem origem grega, sendo que poli significa muitos e mero significa unidade de repetição. Sendo assim, define-se “polímeros” como macromoléculas de alta massa molar, constituídas pela repetição de pequenas unidades, chamadas de meros, que também são responsáveis por caracterizar a composição química do polímero. Além disso, os polímeros são formados a partir de pequenas moléculas, que são chamadas de monômeros, por meio de reações químicas. É importante compreender a diferença entre os conceitos de mero e monômero, visto que é muito comum confundi-los.

        A síntese dessas extensas moléculas pode ocorrer por uma reação ou um conjunto de reações e é chamada de polimerização. Nesse processo, moléculas simples, ou monômeros, reagem entre si para formar as longas cadeias que compõem um polímero. No entanto, para que a reação ocorra, o monômero deve apresentar dois centros reativos, capazes de formar novas ligações com outras moléculas. Sendo assim, determina-se que o monômero deve apresentar funcionalidade maior ou igual a dois.

        O número de unidades repetitivas, ou seja, meros, determina o comprimento de uma cadeia polimérica, e isso é denominado grau de polimerização. Esse conceito é importante para determinar a massa molar de um polímero, que é o produto do grau de polimerização pela massa molar do mero (MMmero). No entanto, durante a polimerização, as cadeias crescem de formas diferentes, resultando em tamanhos diferentes – ou seja, numa distribuição de comprimentos de cadeias ou de massas molares. Com isso, para definir a massa molar de um polímero calcula-se sua massa molar média, multiplicando o grau de polimerização médio pela massa molar do mero. Esses conceitos são importantes, pois influenciam as propriedades do polímero.

        Existem diferentes possibilidades com relação ao arranjo dos meros. No caso de um único mero, pode-se obter os arranjos linear, ramificado, com ligações cruzadas e em rede. Já para os copolímeros que apresentam dois tipos de unidade de repetição, existem os arranjos de copolímero alternado, aleatório, em bloco e enxertado.

        Os polímeros podem ser classificados de acordo com seu comportamento mecânico, sendo divididos em termoplásticos, termofixos (ou termorrígidos) e elastômeros. Os termoplásticos e termofixos compõem os plásticos, que são materiais sólidos a temperatura ambiente. O primeiro se refere a plásticos com a capacidade de amolecer e fluir com a aplicação de temperatura, sendo que esse processo é totalmente reversível e pode ser repetido. A maioria dos polímeros que apresentam arranjos lineares ou estruturas ramificadas com cadeias flexíveis são termoplásticos. Os termofixos, porém, são polímeros em rede – isto é, apresentam ligações cruzadas covalentes entre as cadeias moleculares adjacentes. Com isso, após o processo de solidificação, conhecido como cura, o material torna-se rígido e não amolece sob aquecimento. Por fim, os elastômeros são caracterizados pela habilidade de serem deformados em níveis elevados, e retornarem elasticamente às suas formas originais. Isso é resultado das ligações cruzadas presentes no polímero, as quais realizam uma força que permite o retorno da cadeia às suas conformações não deformadas.

Fonte: CALLISTER, W. D.,Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002.