MATRIZES TRADICIONAIS E MATRIZES … limpa/Matrizes Trad e... · NOMENCLATURA DOS POLÍMEROS...
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MATRIZES TRADICIONAIS E MATRIZESALTERNATIVAS: OS MATERIAIS
COMPÓSITOS
ROSANE APARECIDA GOMES BATISTTELEADILSON RENOFIO
5ª aulaParte 2
Engenharia dos Materiais
como equacionar adequadamente ...
Material
Processo
Função
Propriedades
O que é um material compósito?
Material composto por dois ou mais materiais ( matriz e reforço(s), que:
- não sejam miscíveis;- compatíveis quimicamente;- propriedades mecânicas complementares;- propriedades finais do compósito função (mais ou menos linear) das propriedades dos
c constituintes.
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Materiais com combinações incomuns que não podem ser atendidas pelas ligas metálicas, cerâmicas e polímeros convencionais. Exemplo: resistência mecânica x tenacidade.
exibe uma proporção significativa das propriedades de ambas as fases que constituem o material.
naturalMadeira: fibra de celulose resistentes e flexiveis envolvidas por uma matriz mais rígida chamada lignina
Ossos: proteína forte mas mole (colágeno) + mineral duro frágil (apatita)
Sintéticos
Definição: material multifásico feito artificialmente. As fases devem ser quimicamente diferentes e devem estar separadas por uma interface distinta.
Definição e contexto
Previsão das propriedades:Propriedades previsíveis:
- Densidade
- Módulo de elasticidade
- Condutividade térmica e elétrica
mmffCOMPVV ρ+ρ=ρ
.
mmffL EVEVE +=
m
m
f
f
T EV
EV
E+=1
A resistência mecânica é fortemente dependente da ligação entre fibra e matriz, sendo por isso, difícil de prever teoricamente!
Controle das propriedadesRazão L/d das fibras:
Quanto maior for este valor, maior será a resistência da fibra e, conseqüentemente, maior será a resistência do compósitos onde está inserida.
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Controle das propriedadesORIENTAÇÕES DAS
FIBRAS:
A resistência será máxima quando as fibras com o
esforço (sendo mínima na direção perpendicular.
No gráfico apresenta-se a variação de propriedades com a orientação das fibras, para uma liga de Titânio reforçada com fibras de Boro.
Controle das propriedades
- PROPRIEDADE DA MATRIZ
- LIGAÇÃO MATRIZ X FIBRA
- FRAÇÃO, EM VOLUME, DE FIBRAS.
Controle das propriedades
PROPRIEDADE DA MATRIZ:
• Matrizes poliméricas têm, em geral, baixa resistência e baixo ponto de fusão;
• Matrizes metálicas têm maior resistência e maior ponto de fusão, mas são mais pesadas;
• Podem ser usadas matrizes cerâmicas para resistência e temperatura extremamente elevadas, perdendo-se tenacidade.
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LIGAÇÃO MATRIZ X FIBRA:
• Caso não haja boa aderência da matriz à fibra, a distribuição de esforços não será eficiente;
• Existem fibras de Boro com revestimento de SiC, para aumentar aaderência;
• O coeficiente de expansão térmica entre fibra e matriz deve ser muito semelhante ( valores próximos, de mesma ordem de grandeza).
Controle das propriedades
Controle das propriedades
FRAÇÃO, EM VOLUME, DAS FIBRAS:
• Quanto maior for este valor, maior será a resistência do compósito, até um valor limite de 80%, a partir do qual deixa de haver “molhagem” total das fibras pela matriz.
a) Fraca aderência entre as fibras e a matriz
b) Excelente aderência entre fibras e matriz.
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PRODUÇÃO DE FIBRAS E PRÉ-FÔRMAS
PRODUÇÃO DAS FIBRAS:
Fibras metálicas, de vidro e poliméricas são produzidas por trefilagem e por spinning com diâmetro de até 0,01mm
Fibras de Boro são fabricadas por CVD (chemical vapor deposition).
Fibras de Carbono são produzidas por carbonização de um filamento orgânico (pitch) que pode ser PAN ou um polímero celulósico.
PRODUÇÃO DE FIBRAS E PRÉ-FÔRMAS
APRESENTAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA:
As fibras podem ser adquiridas na forma de fios ou cabos, ou sob a forma de pré-impregnados (de resina não polemirizada a baixa temperatura), com um determinado arranjo.
No caso de matriz metálica, a impregnação é feita em banho de metal fundido, ou por eletrodeposição ou por recobrimento, sendo ligadas as duas partes por difusão ou fusão parcial.
Exemplo de produção por recobrimento.
PRODUÇÃO DO COMPÓSITO
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PRODUÇÃO DO COMPÓSITO
Perfis de fibra de vidro em resina epoxy, produzidas por pultrusão.
PRODUÇÃO DO
COMPÓSITO
PRODUÇÃO DO COMPÓSITO
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PRODUÇÃO DO COMPÓSITO
Produção automatizada de filmes reforçados com fibras curtas.
PRODUÇÃO DO COMPÓSITO
Produção de uma peça pelo processo RTM.
COMPÓSITOS AVANÇADOSCOMPÓSITOS DE MATRIZ COMPÓSITOS DE MATRIZ METÁLICAMETÁLICA
Podem ser usados a temperaturas superiores em relação aos compósitos de matriz polimérica;
Possuem maior resistênciamecânica que o metal damatriz não reforçado;
Atenua- se a vantagem das maiores resistência e rigidezespecífica.
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COMPÓSITOS AVANÇADOSCOMPÓSITO CERÂMICO X CERÂMICO:
- Possuem maior tenacidade à fratura em relação ao cerâmico não reforçado
- Usados apenas nas condições de elevadas temperaturas ( 1000ºC)
COMPÓSITOS TIPO SANDUÍCHE
COMPÓSITOS TIPO SANDUÍCHE
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COMPÓSITOS NATURAIS - MADEIRA
OS
POLÍMEROS
MACROMOLÉCULASPOLÍMEROS
Polímeros ⇒ Séculos XIX e XX
Plásticos / Borrachas / Fibras / Compósitos
Naturais / Sintéticos
Amorfos / Cristalinos
grande variedade de materiais poliméricos >5000
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~50s ⇒ < 350.000 tonSéc. XX~XXI ⇒ 200.000.000 ton
Gallalite (caseina do leite)Ebonite (borracha natural)
Artefatos de plástico sintético1910 = Bakelite (resina fenólica)
~30 = PVC / PMMA / PS~40 = LDPE / PU / ER~50 = HDPE / PP / PC
1O polímero de engenhariaDelrin = Polioximetileno (POM)
Termoplásticos / Termorrígidos
O que é um polímero?
a) Molécula grande,b) Conjunto de moléculas.
Massa molar de 103 a 106 g\molFormado pela combinação de um grande número de
unidades de repetição (Monômeros).
BLENDA POLIMÉRICA
• É uma mistura física de dois polímeros, na qual geralmente existe uma macro-separação de fases.
- Separação de fases: separação das propriedades.
. Copolímero de bloco: agentes compatibilizantes.
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POLÍMERO
Características que tornam os polímeros diferentes:
Entrelaçamento das cadeias,Interações intermoleculares/cadeia,Escala de tempo de movimento.
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Principais interesses:baixo custo;baixa densidade;baixa reatividade;condutividade elétrica.
Densidades:
aço .............. ρ = 8g/cm3
Al ................. ρ = 2,7g/cm3
vidro ............ ρ = 2,6g/cm3
polímeros .... ρ = 0,9g/cm3 – 1,5g/cm3
MATERIAIS POLIMÉRICOS
• Orgânico- Natural
. Polissacarídeos (celulose, amido, algodão)
. Proteínas (biopolímeros, lã)
. Natural (cis-1,4-poliisopreno)- Sintéticos
. Borrachas
. Plásticos
. Fibras
. Adesivos, recobrimentos.
• Inorgânicos- Natural
. Argilas, areias- Sintéticos
. Fibras (fibras ópticas)
. Borrachas (silicones)
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MATERIAIS POLIMÉRICOS
• Orgânico- Natural
. Polissacarídeos (celulose, amido, algodão)
. Proteínas (biopolímeros, lã)
. Natural (cis-1,4-poliisopreno)- Sintéticos
. Borrachas
. Plásticos
. Fibras
. Adesivos, recobrimentos.
• Inorgânicos- Natural
. Argilas, areias- Sintéticos
. Fibras (fibras ópticas)
. Borrachas (silicones)
APLICAÇÃO DOS POLÍMEROS
Aeroespacial (estabilidade térmica e oxidativa);Engenharia (substituição dos metais);Fibras de alto módulo, para uso em cordas de pneus, plataformas,
etc.;Polímeros não inflamáveis (móveis e constução civil);polímeros degradáveis (liberação controlada de drogas, pesticidas,
fertilizantes);aplicações médicas (suturas degradáveis, órgãos artificiais);Condutuvidade elétrica compatível a metais;suporte insolúveis para catalisadores:eletrônica (placas de circuitos impressos, isolantes, baterias).
MATERIAIS POLIMÉRICOS
Polibutileno, poliisopreno, poli-estireno-isopreno), kevlar Policarbonato
Poliéster
Poliuretana
Naylon
Poliestireno
Celulose
+ ...
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. Polímeros:MATERIAIS POLIMÉRICOS
São mais de 25000 nomes comerciais !!!!
PRINCIPAIS PARÂMETROS
Composição Química. Homopolímeros. Copolímeros. Terpolímeros
Massa Molar
Estereoquímica. Isômeros geométricos. Isômeros configuracionais – atático, isotático, sindotático
Arquitetura molecular. Cadeias. Ramificações. Redes.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
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Polimerização por adição
Polimerização por etapa
Copolímeros● Formados pela combinação de mais do que um tipo de mero. Maior diversidade de propriedades.
AleatórioEx.: estireno-butatieno – barracha de peneu;
acrilonitrila-butadieno – mangueira para gasolina
Alternado
Bloco
EnxertadosEx.: ABS
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Isômeros Geométricos
cis-poliisopreno
Isômeros Configuracionaisisotático
sindiotático
atático TATI
CID
AD
E
TATICIDADE
• Isotático
• Sindiotático
• Atático
A taticidade é uma propriedade ligada ao ordenamento tridimensional das unidades repetidas da cadeia principal.
Isômeros Configuracionais
Polímero estereoregulares
Isotático
Polipropileno
Sindiotático
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Arquitetura: classificação dos polímeros
Linear: a cadeia do polímero não possui ramificações.
Arquitetura : classificação dos polímeros
Ramificado (blanched): o polímero ae apresenta ramificado, ou seja, com pequenas cadeias laterais.
Arquitetura : classificação dos polímeros
Ligações cruzadas (cross-linked) ou reticulados: os polímeros possuem estrutura tridimensional e as cadeias estão unidas por ligações químicas (ligações cruzadas).
Ex.:borracha vulcanizada
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Arquitetura : classificação dos polímeros
Reticulados em rede (3 D – network)
Arquitetura: resumoLinear Ramificada (blanched)
Ligações cruzadas (cross-linked)
Ex.:borracha vulcanizada
Em rede (3 D – network)
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Arquiteturas moleculares do poletileno
Ramificações formadas pelos comonômeros propeno, 1-buteno e 1-hexeno
Classificação de Polímeros
• Esta classificação é baseada no grupo funcional ao qual pertencem os meros presentes na cadeia do polímero. Assim, temos como exemplos:
- Poliolefinas: polipropileno, polibutadieno, poliestireno.- Poliéteres: poli(tereftalato de etileno), policarbonato.- Poliéteres: poli(óxido de etileno), poli(óxido de fenileno)- Poliamidas: nylon, poliimida- Polímeros celulósicos: nitrato de celulose, acetado de celulose- Polímeros acrílicos: poli(metacrilato de vinila), poliacrilonitrila- Polímeros vinílicos: poli(acetato de vinila), poli(álcool vinílico)- Poliuretano- Resinas formaldeídicas: resinas fenol-formol, resina uréia-formol
Quanto à estrutura química:
• Polímeros de condensação (em etapas):- Reações em que pequenas moléculas são abstraídas dos monômeros H2O, HCl, etc.
• Polímeros de adição (em cadeia):- Reações que geralmente envolvem insaturações
Classificação de PolímerosQuanto ao método de preparação:
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Interações moleculares
• Física:- Forças de Van der Waals
- Pontes de Hidrogênio
• Químicas:- Ligação covalente
classificação
Polímeros
Termoplásticos Borrachas Termofixos
Cristalino Amorfo
Muito reticuladosDegradam quando aquecidos.
TERMORRÍGIDOS:
Poucos ramificadosApresentam propriedades elastoméricas
BORRACHAS:
Lineares ou ramificadosPodem ser moldados ou remoldados
TERMOPLÁSTICOS:(Plásticos)
POLÍMEROS: classificação
Termoplásticos: Lineares ou ramificados que permitem fusão por aquecimento e solidificação por resfriamento
Termorrígidos: Estrutura reticulada, com ligações cruzadas, são insolúveis e infusíveis (degradam antes da fusão).
Elastômeros
Quanto às aplicações tecnológicas:
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Classificação de Polímeros
• Borracha ou elastômeros:- É um material macromolecular que, à temperatura ambiente, exibeelasticidade em longa faixa;- Possui um certo número de reticulações, que lhe confere o efeito memória.
• Plásticos:- Do grego: adequado à moldagem;- Contém um polímero orgânico como componente principal;- Em alguns estágios do seu processamento são fluidos e possíveis de serem moldados, embora em seu estado final, sejam sólidos;- Contém apenas interações secundárias, portanto, são sensíveis àtemperatura e aos solventes.
Quanto ao comportamento mecânico:
Classificação de Polímeros
• Fibras:- É um corpo que tem elevada razão entre o comprimento e as dimensões laterais (largura e espessura);- Composto de macromoléculas lineares orientadas longitudinalmente.
• Resinas:- Sólido ou líquido muito viscoso à temperatura ambiente;- Fusível com a elevação da temperatura;- Insolúvel em água e solúvel em alguns solventes orgânicos.
Quanto ao comportamento mecânico:
TermoplásticosPE, PVC, PET
TermofixosPoliuretana, resinas fenólicas, epóxi
BorrachasNaturais: cis-poliisoprenoSintéticas: poli(estireno-butadieno), polibutadieno, EPDM,
silicone, butílica
Características: elongação reversível (500%-1000%), amorfo, baixa Tg, poucareticulação.
NOMENCLATURA
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Vulcanização da Borracha
● Borracha natural é macia e pegajosa e tem pouca resistência a abrasão.● As propriedades podem ser substancialmente melhoradas através do processo de vulcanização.
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. Baseada na fonte (monômero):- Polietileno (PE), polipropileno (PP)- Poli(metacrilato de metila) PMMA
. Baseada na estrutura do mero:- Poli(tereftalato de etileno) PET- Para copolímeros (co, alt, b, g)
. Segundo bases empíricas:- Náilon 6- Elastômero BR- ABS (estireno, butadieno,
acrilonitrila)
NOMENCLATURA DOS POLÍMEROS
Estr
utur
as b
ásic
as
das
mol
écul
as d
e po
límer
os.
PLÁSTICOSCommodity
volume grande – baixo custodescartáveisExemplo: PE, PVC, PS, PP
Engenhariavolume reduzido – alto custoPropriedades mecânicas superiores, durabilidadeSubstitutos de cerâmica, metais e vidrosExemplos: Nylon, policarbonato, poliéster,
poli(étercetona, polissulfonaPoliéster insaturado, resina epóxi
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Distribuição de massa molar
Próteses6.000.000 g/molFilmes para embalagem200.000 g/mol
Ceras para polimento10.000 g/mol
AplicaçãoMassa molar
POLIETILENO
Peso molecular e grau de polimerização
• PMMA• Poli (metacrilato de metila)• PVDC• Poli (cloreto de vinilideno• PAN• Poli (acrilonitrila)• PVAC• Poli (acetato de vinila)• PVC• Poli (cloreto de vinila)• EVA• Copoli (etileno-acetato de vinila)• ABS• Copoli (acrilonitrila-butadieno-estireno• SAN• Copoli (estireno-acrilonitrila)• HIPS• Poliestireno de alto impacto• PS• Poliestireno• PP• Polipropileno•PE• Polietileno
TERMOPLÁSTICOS
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• PU• Poliuretanos *
• MR• Resina de melamina-formaldeído
• UR• Resina de uréia-formaldeído
• PR• Resina de fenol-formaldeído
• ER• Resina epoxídica
TERMORRÍGIDOS
* pode ser, também, termoplástico
• EOT• Polisulfeto• PDMS• Poli (dimetil-siloxano)• FPM• Copoli (fluoreto de vinilideno e hexaflúor-propileno)• NBR• Copoli (butadieno e acrilonitrila)• SBR• Copoli (butadieno e estireno)• IIR• Copoli (isobutileno e isopreno)• EPDM• Copoli (etileno, propileno e dieno)• CR• Policloropreno• IR• Poliisopreno• BR• Polibutadieno• NR• Borracha natural
BORRACHAS
POLIDISPERSIDADEMw / Mn = 1 polímero monodisperso
(polímeros aturais)> 1 polímero polidisperso
(a maior parte dos polímeros sintéticos)
GRAU DE POLIMERIZAÇÃOPE, 200.000 g/moln = 200.000/28 = 7.140
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Distribuição da massa molecular
Cristalinade
Polietileno
É possível formar uma rede cristalina com polímeros. No entanto, devido a complexidade das moléculas, raramente o material será totalmente cristalino. Regiões cristalinas estarão dispersas dentro da parte amorfa do material. O grau de cristalinidade depende:- da taxa de resfriamento na solidificação,- da complexidade química;- da configuração da macromolécula.
polímeros lineares cristalizam com mais facil cristalizamidade;
estero-isômeros isotáticos e sindotáticos com mais facilidade, devido a maior simetria da cadeia.
Valores de Tm e Tg de alguns polímeros
-70105-110959080-20-110-110Tg (ºC)
30180330>200175180175130110Tm (ºC)
RubberPMMAPTFEPANPSPVCPPHDPELDPEPolymer
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aditivos● muitas vezes os polímeros não satisfazem certas condições de uso. Para adequá-los às necessidades, emprega-se aditivos.
Carga: para melhorar o comportamento mecânico, estabilidade dimensional e térmica.
Exemplo: pó de vidro, areia.
Plastificantes: para aumentar a flexibilidade, a ductibilidade e a tenacidade.
Exemplo: Líquidos de baixa pressão de vapor.As moléculas do agente plastificante ocupam os espaçosentre as cadeias poliméricas, aumentando as distânciasentre elas e reduzindo as ligações secundárias.
Aditivos (continuação)
Estabilizantes: para aumentar a resistência contra a ação deraios ultra-violetas e oxidação.
- a luz ultra-violeta tem energia suficiente para romper ligaçõescovalentes, atacando o polímero.
- Oxidação ocorre pela reação entre oxigênio e o polímero.
Corante
Retardante de chama: como a maioria dos polímeros entramem combustão com facilidade, énecessário adicionar produtos com oobjetivo de inibir a reação decombustão.
• PET• Poli (tereftalato de etileno)
• PA-6.6• Poli (hexametileno-adipamida)
• PA-6• Policaprolactama
• PAN• Poliacrilonitrila
• CAc• Acetato de celulose
• RC• Celulose regenerada
-• Celulose♦ FIBRAS
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COMPÓSITOSMatriz e Reforço
Matriz polimérica e não-poliméricaMatriz polimérica:
Termoplástica e Termorrígida
Matriz não-polimérica:Metálica e Cerâmica
COMPÓSITOSMatriz e Reforço
Reforço contínuo e não-contínuoReforço contínuo (fibras longas)
Poliamida aromática (PA); Polietileno (UHMWPE);Carbono (C); Vidro;
Alumínio (Al); Boro (B); Tungstênio (W); Aço;Cerâmicos (Al2O3, SiC, B4C, BN etc)
Reforço não-contínuo (fibras curtas)Vidro; Negro de fumo; Mica;
Cerâmicos (SiO2, SiC);Whiskers
PROPRIEDADES DOSMATERIAIS POLIMÉRICOS
CARACTERÍSTICAS GERAISdependem do peso molecular (104 ~ 106)
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CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS
dependem da estrutura química
PROPRIEDADES DOSMATERIAIS POLIMÉRICOS
Leveza, fácil processamento,resistência à corrosão, resistência ao impacto, isolamento elétrico,custo de processamento e acabamento
PROPRIEDADES DOSMATERIAIS POLIMÉRICOS
PROPRIEDADES DOSMATERIAIS POLIMÉRICOS
Desempenho dos polímeros depende de características distribuídas em grupos de propriedades:mecânicas,térmicas,elétricas,óticas, etc.
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Materiais básicos empregados na construção de estruturas e de seus componentes.
MATERIAIS DE ENGENHARIA
MATERIAIS DE ENGENHARIAMateriais de engenharia
TRADICIONAISmetais, cerâmicos, madeiras, vidros
NÃO TRADICIONAISpolímeros sintéticos
Material orgânico, com propriedades superiores às usuais e novas aplicações
• PVDF• Poli (fluoreto de vilideno)
• PPO• Poli (óxido de fenileno)
• PA• Poliamidas alifáticas
• PC• Policarbonato
• PBT• Poli (tereftalato de butileno)
• PET• Poli (tereftalato de etileno)• POM• Polioximetileno
• UHMWPE• Polietileno de altíssimo peso molecular
USO GERAL
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• PPS• Poli (sulfeto de fenileno)• PAS• Poli (aril-sulfona)• PES• Poli (éter-sulfona)• PEEK• Poli (éter-éter-cetona)• PEK• Poli (éter-cetona)• PEI• Poli (éter-imida)• PAI• Poli (amida-imida)• PI• Poli-imidas• PA• Poliamidas aromáticas• LCP• Poliésteres líquidos cristalinos• PAR• Poliarilatos• PTFE• Poli (tetraflúor-etileno)
USO ESPECIAL
POLÍMEROSversus
MATERIAIS TRADICIONAIS
VANTAGENSVersatilidade
Peso específicoResistência específica
Fabricação e ProcessabilidadeResistência à corrosãoResistência biológica
Custo
POLÍMEROSversus
MATERIAIS TRADICIONAIS
DESVANTAGENSResistência mecânicaTemperatura de uso
InflamabilidadeDurabilidade
Poluição ambiental
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COMPARAÇÃO DE PROPRIEDADESE.B. Mano
COMPARAÇÃO DE PROPRIEDADESE.B. Mano
COMPARAÇÃO DE PROPRIEDADESE.B. Mano
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COMPARAÇÃO DE PROPRIEDADESE.B. Mano
SITUAÇÃO ATUALOs materiais poliméricos são utilizados em
uma grande quantidade de industrias e em conveniências da vida moderna.
EMBALAGENSTÊXTILTRANSPORTECONSTRUÇÃOÁREA MÉDICAMOBILIÁRIOCOMUNICAÇÕES
ADESIVOSALIMENTOSMICROELETRÔNICAMATERIAL DESPORTIVOAEROESPACIALMATERIAL BÉLICOCOMÉSTICOS
NOVAS APLICAÇÕESPROCESSOS DE SÍNTESE MAIS MODERNOS TEM PERMITIDO O DESENVOLVIMENTO DE
NOVOS MATERIAIS POLIMÉRICOS Misturas e/ou Compósitos
Materiais inteligentes: capacidade de responder, de uma maneira reversiva e controlada, à estímulos externos
(sensor = polímero + aditivo)
Sensor de odores, Músculo artificial, Tecido eletrônico, Diodo emissor de luz, etc
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Nanocompósitos poliméricos: material onde uma segunda fase está dispersa na matriz em
nível nanométrico (10-9m)
Compósitos, Componentes eletrônicos, Revestimentos, Catalisadores, etc
Polímeros biocompatíveis
Catéteres, Balões, Imunomicroesferas, etc
NOVAS APLICAÇÕES
• Polímeros– Macromoléculas caracterizadas por seu tamanho, estrutura química e
interações intra- e intermoleculares. Possuem unidades químicas ligadas por ligações covalentes, repetidas regularmente ao longo da cadeia, denominadas meros. O número de meros da cadeia polimérica é denominado grau de polimerização
• Macromoléculas– Moléculas grandes, de alto peso molecular, decorrente de sua complexidade
química, podendo ou não ter unidades químicas repetidas
• Monômeros– Moléculas menores,mais simples, de baixo peso molecular, que reagem para
formar as cadeias poliméricas
• Polimerização– Reação química que dá origem ao polímero
•Grupos Terminais– Unidades estruturais situadas nas extremidades das cadeias
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Funcionalidade – definida pelo número de sítios de ligação que o monômero apresenta:
EM TEMPO:
Para que uma macromolécula dê origem a um polímero, é essencial que sua estrutura química apresente funcionalidade igual a 2.
– Monômeros bifuncionais formam polímeros lineares com ou sem ramificações (comportamento termoplástico)
– Monômeros poli-funcionais, três ou mais sítios de reação, poderão formar ligações cruzadas, apresentando estruturas reticuladas (comportamento termorrígido)
POLIMERIZAÇÃO POR ADIÇÃO
MONÓMERO
MERO
Cadeias bifuncionaislineares
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POLIMERIZAÇÃO POR CONDENSAÇÃO
Cadeias polifuncionais
tridimensionais
COPOLÍMEROS
CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS
GRAU DE POLIMERIZAÇÃO• Número n de meros de cada cadeia polimérica (estatístico)
PESO MOLECULAR• Produto de n pelo peso molecular de cada mero
COMPRIMENTO ESTATÍSTICO
• m=2n
mlL ×=
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COMPRIMENTO ESTENDIDO
• 25.109sino
××= lmLEST
CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS
CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS
O ponto de fusão, a rigidez e a resistência aumentam com o grau de polimerização e com a complexidade da estrutura molecular
(a) –Polietileno
(b) –Polímero isotático(c) –Polímero sindiotático(d) –Polímero atático
Polipropileno (R=CH3)Poliestireno (R=anel benzeno)
CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS
RAMIFICAÇÃO(BRANCHING)
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CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROSVULCANIZAÇÃO(CROSS-LINKING) CHAIN STIFFENING
O grau de cristalinidade de um polímero depende da complexi-dade da sua cadeia molecular
Quanto mais complexa a cadeia, menos cristalina (mais amorfa) mais rígida e mais resistente será
CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS
TERMOPLÁSTICOS E TERMOENDURECÍVEIS OU TERMORÍGIDOS
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Classificação dos polímeros de acordo com sua origem e propriedades