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Nossos descendentes, no futuro, talvez se refiram à
nossa época como sendo a era dos plásticos.
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Embora o primeiro polímero sintético só tenha sido obtido em 1907, hoje os plásticos já estão onipresentes em nosso
cotidiano. Muitos dos utensílios domésticos,
automóveis, embalagens e até mesmo roupas, são feitas
com polímeros.
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Seria possível a vida humana, mantendo
os atuais padrões de conforto, sem os
plásticos?
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Um polímero é uma macromolécula formada pela
repetição de pequenas e simples unidades químicas
(monômeros), ligadas covalentemente.
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Estrutura Molecular dos Polímeros
Dependendo da natureza química dos monômeros e da
técnica empregada para a polimerização, os polímeros podem exibir diferentes tipos
de arquiteturas.
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Os mais comuns são os de estrutura linear, ramificada ou
em rede. A primeira figura, ilustra o polietileno de alta
densidade (HDPE): uma molécula de cadeia longa e
linear, feita pela polimerização do etileno, um composto cuja fórmula estrutural é CH2=CH2.
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A indústria também produz uma outra variedade de polietileno,
que possui cadeias ramificadas. Este é conhecido como
polietileno de baixa densidade (LDPE). O impedimento espacial provocado pelas ramificações
dificulta um "empilhamento" das cadeias poliméricas.
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As forças intermoleculares que mantém as cadeias poliméricas
unidas tendem a ser mais fracas em polímeros ramificados. Por isso o
LDPE é bastante flexível e pode ser utilizado como filme plástico para
embalagens, enquanto que o HDPE é bastante duro e resistente, sendo utilizado em garrafas, brinquedos,
etc.
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Se somente uma espécie de monômero está presente na estrutura do polímero, este é
chamado de homopolímero. Se espécies diferentes de
monômeros são empregadas, o polímero recebe a denominação
de copolímero.
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Polímeros biológicos fundamentam a existência da vida, e existem
desde o surgimento da primeira célula na superfície da terra. Os
polímeros naturais têm sido empregados pelo homem desde os mais remotos tempos: asfalto era utilizado em tempos pré-bíblicos;
âmbar já era conhecido pelos gregos e a goma pelos romanos.
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Os polímeros sintéticos, porém, somente surgiram no
último século.
Um grande marco na história da indústria de plásticos foi a descoberta
do processo de vulcanização da borracha em 1839 (a partir do látex, um polímero natural, que já era largamente
empregado) pela Goodyear.
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O próximo grande passo foi a nitração da celulose, resultando
na nitrocelulose, produto comercializado primeiramente
por Hyatt, em 1870. De seu produto foi obtido o celulóide,
alavancando a indústria cinematográfica.
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Em 1865 foi descoberto o processo de acetilação da celulose, resultando em produtos comerciais de
grande uso no início deste século, como fibras de rayon,
celofane, entre outros.
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Entretanto, o primeiro polímero puramente sintético somente
surgiu em 1907; resinas de fenol-formaldeído foram produzidas por Baekeland - entre elas, o
primeiro polímero sintético de uso comercial: o "Bakelite".
Desde então, a indústria e o uso de polímeros não para de
crescer.
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Hoje, mesmo roupas e demais vestimentas são feitas com fibras
poliméricas sintéticas. Roupas especiais, como o uniforme de
astronautas, vestes dos corredores de fórmula 1, e roupas de mergulho submarino também são produzidas
com polímeros especiais, que possuem as propriedades desejadas, em cada caso.
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Alguns polímeros foram verdadeiros salva-vidas. A
polimerização do N-vinilpirrolidona foi recebida com
grande ímpeto durante a Segunda Guerra Mundial,
quando os alemães usaram soluções salinas do polímero
como um substituto do plasma sangüíneo nos soldados feridos
de suas tropas.
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O PVP - poli(vinilpirrolidona), possui um baixo grau de toxidade e tem
sido utilizado também em cosméticos, adesivos, indústria têxtil, lentes de contato, e numa
variedade de fármacos, incluindo a manufaturação de materiais micro-
encapsulados. Um complexo de PVP com iodeto é um dos anti-sépticos
mais utilizados.
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Os polímeros são produzidos sinteticamente através da
reação de polimerização de seus monômeros. Um dos
métodos mais utilizados, nas indústrias, para a produção de polímeros de vinilas é a
polimerização em emulsão.
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Este processo envolve uma
emulsão estável de água, monômeros
do polímeros, e um surfactante (sabão
ou detergente) como o agente emulsificante.
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Os surfactantes formam micelas, que dissolvem os monômeros, geralmente
hidrofóbicos. Os iniciadores de radicais livres, quando jogados na fase aquosa,
também migram para a fase micelar, iniciando a
polimerização.
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As vantagens deste método incluem o baixo consumo de energia (a reação pode ser
feita mesmo na temperatura ambiente) e a obtenção de
polímeros com grande massa molar.
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Muitas vezes, o polímero é formado pela união de dois
ou mais monômeros diferentes. Estes polímeros
são chamados de copolímeros, em contraste
aos homopolímeros, que são formados pela repetição de
somente um monômero.
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A estrutura molecular de cada polímero é demonstrada,
esquematicamente, com as unidades de repetição de cada
polímero.Tais combinações permitem aos químicos criar
polímeros com diferentes propriedades, baseados nas
estruturas obtidas.
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De acordo com a aplicação, podem-se preparar diferentes
blendas, de distintas composições, resultando em
polímeros com diferentes propriedades físico-químicas.
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Plásticos (polímeros) são conhecidos por
serem bons isolantes: não conduzem
eletricidade. Certo?
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Depende. Um grupo
especial de polímeros
conduz eletricidade.
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Além disso, emitem luz quando submetidos a um
determinado potencial elétrico. Estes polímeros
estão abrindo possibilidades fantásticas na indústria
tecnológica, como monitores de plástico e músculos
artificiais.
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Alguns destes polímeros tinham outra propriedade: emitiam luz
quando conduziam eletricidade, dependendo do potencial aplicado.
Estes polímeros são conhecidos como LEP - light emitting polymers.
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Imagine que você esteja vestindo uma camisa amarela. Você gira um botão oculto na manga da camisa e ela fica de
outra cor. Mais um giro no botão e o bolso de sua camisa passa a exibir a sua novela favorita. Esta
é apenas uma das inovações tecnológicas prometidas pelos
LEPs...
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Estes polímeros possuem ligações pi conjugadas - permitindo a mobilidade
eletrônica ao longo da cadeia
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Uma outra aplicação para os polímeros condutores é de
sensor químico. Pesquisadores na Itália já preparam um "
nariz artificial", capaz de detectar centenas de diferentes espécies químicas, com uma tecnologia
baseada nos polímeros condutores.
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Polímeros condutores também são utilizados em impressoras jatos de tinta.
E num futuro muito próximo...
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Relógio LEP multi-uso
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Carteira-monitor LEP
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painel LEP ativo para
automóveis
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monitores de alta-resolução LEP
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Os polímeros condutores também podem ser utilizados como
músculos artificiais. Alguns podem se estender ou contrair, dependendo
do potencial elétrico aplicado.
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Tal como um músculo natural. Estes músculos
podem servir como mecanismos de propulsão
alternativos, ou mesmo como substituto de músculos
humanos lesados.
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Os resultados mostram que este polímero é mais forte do
que o músculo humano.
Fonte: QMCWEB