CONCEITOS SOBRE POLÍMEROS
Quando as moléculas se tornam muito grandes, contendo um número de átomos encadeados superior a uma centena e podend pod endoo atingi atingirr valor valor ilimita ilimitado, do, as propri proprieda edades des des dessas sas mol molécu éculas las – que se cha chamam mam ent então ão mac macrom romolé olécul culas as – gan ganham ham características próprias, gerais, muito mais dominantes que as características que decorrem da natureza química dos átomos que as constituem ou dos grupamentos funcionais presentes. Essas propriedades decorrem de interações envolvendo seguimentos da mesma macromolécula ou de outras; a forma, o comprimento das ramificações presentes na cadeia macromolecular tem papel importante. Pontes de hidrogênio e interações dipolo-dipolo, ao lado de forças de Van der Walls, atuando nessas macromoléculas no estado sólido, criam resistência muito maior do que o caso de moléculas de cadeia mais curtas. Em solução, essas interações entre as moléculas de alto peso molecular acarretam um pronunciado aumento de viscosidade, que não se observa nas micromoléculas. Da mesma maneira, as evaporações do solvente dessas soluções viscosas resultam na formação de filmes, enquanto que as soluções de substâncias sólidas de baixo peso molecular geram cristais ou pós. Esse, aliás, é um dos meios mais simples e imediatos para o reconhecimento das macromoléculas: capacidade de formação de filmes, ou películas. Encontram Encontram-se -se macromolécula macromoléculass tanto como produtos produtos de sínte síntese, se, quant quantoo com comoo de origem origem natural. natural. Polissaca Polissacarídeo rídeos, s, polihidrocarbonetos, proteínas e ácidos nucléicos constituem exemplos de macromoléculas naturais orgânicas. Incluem, assim, amido, algodão, madeira, lã, cabelo, couro, etc. Poliestireno e nylon são macromoléculas sintéticas orgânicas. Diamante, grafite sílica e asbesto, são macromoleculares naturais inorgânicos. Ácido polifosfórico e poli cloreto de fosfonitrila são produtos moleculares sintéticos inorgânicos. São considerados polímeros relativamente grandes, de pesos moleculares da ordem de 103 a 106, em cuja estrutura se encontram repetidas unidades químicas simples conhecidas como meros. O termo “polímeros” vem do grego (“muitas partes”) e é indefinido, no sentido de que o menor comprimento ou tamanho de molécula não é especificado. Entretanto, essa expressão é geralmente aceita como significando uma molécula muito maior, de tamanho tal que as propriedades associadas às moléculas de cadeia longa tenham-se tornado evidentes. Os polímeros de baixo peso molecular são chamados oligômeros (também do grego, “poucas partes”). Em contraste com as substâncias químicas comuns, os polímeros não são produtos homogêneos, pois contém mistura de moléculas, de variados pesos moleculares, apresentando o que se chama de polimolecularidade. O conceito de polímero puro é bem diferente do que se aplica à Química em geral, já que não se obtém, nem interessa obter, frações com absoluta uniformidade molecular, para qualquer finalidade de aplicação industrial. Monômeros são compostos químicos que reagem para formar polímeros. A reação química que conduz a formação de polímeros é a POLIMERIZAÇÃO. Grau de polimerização é o número de meros da cadeia polimérica. Quando há mais de um tipo de mero na composição do polímero, este é designado por copolímero, e os monômeros que lhe dão origem comonômeros. Em reação de polimerização, tal como ocorre na Química Orgânica em geral, o encadeamento das unidades monoméricas pode ser feito na forma regular, cabeça-cauda, ou na forma cabeça-cabeça, caudacauda, ou mista. Os polímeros podem ter suas cadeias sem ramificações, admitindo conformação em zigue-zague - polímeros lineares – ou podem apresentar ramificações, cujo então ao que se denomina polímero reticulado, ou polímero com ligações cruzadas ou polímero tridimensional. Como conseqüência imediata, surgem propriedades diferentes do produto, especialmente em relação à fusibilidade e solubilidade. Os ramos laterais, dificultando a aproximação das cadeias poliméricas, portanto diminuindo as interações moleculares, acarretam prejuízo às propriedades mecânicas, “plastificando” internamente o polímero. A formação de resíduos, devido às ligações cruzadas entre as moléculas “amarra” as cadeias, impedindo o seu deslizamento, umas sobre as outras, aumentando a resistência mecânica e tornando o polímero infusível e insolúvel.
NOMENCLATURA DOS POLÍMEROS
Três diferentes sistemas são comumente empregados para a designação de polímeros. Baseiam-se ou no processo eventualmente usado em sua preparação, ou na estrutura do mero, ou em bases empíricas tradicionais. Com base no processo de preparação eventualmente empregado ou, em outras palavras, na fonte, isto é, no monômero, basta colocar o prefixo poli. Ex. polietileno. Com base na estrutura do mero, isto é, na unidade estrutural, há vantagens e desvantagens. Exemplo: poli (tereftalato de etileno), vulgarmente denominado, de modo errôneo, tereftalato de polietileno, significa estruturas diferentes, conforme a interpretação. Em alguns casos, no entanto é sem ambigüidade a designação poli(p-fenileno). A nomenclatura de homopolímero segundo bases empíricas é ilustrada pelos náilons e as borrachas de origem diênica. Por exemplo, náilon-6, náilon-11.