Os plásticos ou polímeros são familiares do nosso cotidiano, sendo usados na construção de muitos objetos que nos rodeiam, desde as roupas que vestimos até as casas em que vivemos. O desenvolvimento de processos de fabricação dos polímeros sintéticos foi o responsável pelo crescimento da indústria química no último século. Identifique e justifique como os polímeros: poliestireno, poli (tereftalato de etileno) (PET) e teflon (politetrafluoretileno) podem ser classificados, quanto ao processo de fabricação, respectivamente, como:
polímeros de adição, polímeros de condensação e copolímero.
polímeros de adição, polímeros de condensação e copolímero.
Passo 1
O enunciado pede que se identifique e justifique, quanto ao processo de fabricação, como os seguintes polímeros são classificados:
- Poliestireno;
- Poli(tereftalato de etileno) (PET);
- Teflon (politetrafluoretileno ou materiais comerciais PTFE/derivados).
O enunciado quer que as classificações correspondam, respectivamente, a:
- polímero de adição;
- polímero de condensação;
- copolímero.
Informações relevantes dadas (nomes dos polímeros e as classes que devem ser justificadas).
Passo 2
Vou explicar de forma clara e simples o que cada tipo de classificação significa (isso é teoria necessária para justificar cada caso).
-
Definição de polímero por adição (polimerização por adição / chain-growth):
- Em polimerização por adição, monômeros que têm uma ligação dupla carbono‑carbono (por exemplo, um grupo vinílico
) se abrem e se unem em cadeia, formando um polímero cuja espinha dorsal é feita de ligações simples . - Característica chave: não há formação de pequenas moléculas como subproduto — todos os átomos dos monômeros entram no polímero.
- Exemplo genérico (etileno -> polietileno), escrito em fórmula:
- Mecanismo típico: iniciação (radical, aniônico ou catiónico), propagação (crescimento da cadeia) e terminação.
- Em polimerização por adição, monômeros que têm uma ligação dupla carbono‑carbono (por exemplo, um grupo vinílico
-
Definição de polímero por condensação (step-growth / polimerização por condensação):
- Em polimerização por condensação, monômeros bifuncionais (por exemplo, um diol e um ácido dicarboxílico) reagem passo a passo formando ligações de condensação (éster, amida, éter, etc.), e cada ligação formada geralmente libera uma pequena molécula (como
, , , etc.). - Característica chave: formação de subprodutos de baixa massa molar durante a polimerização.
- Exemplo genérico (diol + diácido -> poliéster):
- Em polimerização por condensação, monômeros bifuncionais (por exemplo, um diol e um ácido dicarboxílico) reagem passo a passo formando ligações de condensação (éster, amida, éter, etc.), e cada ligação formada geralmente libera uma pequena molécula (como
-
Definição de copolímero:
- Copolímero é um polímero formado por dois (ou mais) tipos diferentes de monômeros que se incorporam à mesma cadeia polimérica.
- Tipos comuns: copolímero aleatório (random), em bloco (block), alternado (alternating), enxertado (graft).
- Importante: um copolímero pode ser formado por polimerização de adição ou por condensação — a palavra “copolímero” refere-se à presença de mais de um tipo de monômero, não ao mecanismo em si.
- Exemplo genérico (adicional) de copolimerização por adição:
Passo 3
Aplicando a definição ao poliestireno (justificativa detalhada passo a passo):
- Monômero do poliestireno: estireno, cuja fórmula pode ser escrita como
(onde é o grupo fenil ). - Observação-chave: o estireno tem uma dupla ligação
(grupo vinílico). Monômeros com típicos polimerizam por adição. - Reação de polimerização por adição (esquema simplificado):
- Não há formação de água ou outra pequena molécula: todos os átomos do estireno ficam incorporados na cadeia polimérica.
- Conclusão: poliestireno é um polímero de adição (polimerização por adição, geralmente por iniciação radical livre).
Passo 4
Aplicando a definição ao PET (poli(tereftalato de etileno)) — explicação passo a passo:
- Monômeros usuais para PET: etilenoglicol (
) e ácido tereftálico ( ) ou seu éster dimetílico (dimetil tereftalato), que podem reagir por transesterificação seguida de polimerização. - Reação típica de formação (síntese por condensação / esterificação), escrita de forma simplificada:
- Note que cada formação de uma ligação éster libera
(água) — isto é a marca da polimerização por condensação (pequena molécula como subproduto). - PET é um poliéster (ligações éster na cadeia) e seu processo industrial é classicamente de condensação (step-growth).
- Conclusão: PET é um polímero de condensação (poliéster formado por condensação de um diol com um diácido ou seus equivalentes).
Passo 5
Aplicando a definição ao Teflon (politetrafluoretileno) e justificando o termo “copolímero” como pedido:
- Estrutura e polimerização de PTFE puro:
- Monómero do PTFE: tetrafluoroetileno,
. - Polimerização típica: adição (abertura da dupla ligação e formação de
na espinha dorsal), sem liberação de pequena molécula:
- Portanto, o PTFE puro é um homopolímero por adição.
- Monómero do PTFE: tetrafluoroetileno,
- Por que, então, classificá‑lo como “copolímero” (justificando o enunciado)?
- Na prática industrial, muitos materiais comerciais do tipo “Teflon” não são apenas PTFE puro; existem copolímeros perfluorados cuja fórmula incorpora dois monômeros diferentes para modificar propriedades (por exemplo, FEP = copolímero de tetrafluoroetileno com hexafluoropropileno; PFA = copolímero de tetrafluoroetileno com perfluoroalquil vinil éter).
- Exemplo genérico de copolimerização (esquema simplificado):
ç ã í - Objetivo dessa copolimerização: reduzir cristalização excessiva, baixar temperatura de processamento, melhorar fluidez fundida e outras propriedades mecânicas.
- Conclusão cuidadosa:
- Se o enunciado pede classificar como “copolímero”, a justificativa correta é que materiais comerciais do tipo Teflon frequentemente são produzidos como copolímeros (TFE copolimerizado com outro monômero fluorado) — assim, classificam‑se como copolímeros quando essa mistura de monômeros é usada. Se for estritamente PTFE (apenas tetrafluoroetileno), então é um homopolímero formado por adição; mas muitos usos práticos empregam copolímeros perfluorados.
Passo 6
Resumo final (justificativa curta para memorização rápida na prova):
- Poliestireno: polimeriza por abertura da dupla vinílica do estireno sem formação de subproduto → polímero de adição.
- PET: formado por reação entre diol e diácido com formação de ligações éster e liberação de água → polímero de condensação.
- Teflon: o monómero tetrafluoroetileno polimeriza por adição; porém, na prática, muitos “Teflon” comerciais são obtidos por copolimerização (ex.: TFE + HFP) para ajustar propriedades → classifica‑se como copolímero quando produzido a partir de dois monômeros diferentes.
Resposta
Poliestireno — polímero de adição.
Poli(tereftalato de etileno) (PET) — polímero de condensação.
Teflon (quando referido a materiais comerciais modificados) — copolímero (observação: PTFE puro é homopolímero por adição).
Poli(tereftalato de etileno) (PET) — polímero de condensação.
Teflon (quando referido a materiais comerciais modificados) — copolímero (observação: PTFE puro é homopolímero por adição).