O que são esferulitas? Quando elas são formadas?

Passo 1

Beleza, a questão é sobre “esferulitas” em polímeros: primeiro a gente vai resumir o que o enunciado pede, dizer que o assunto é cristalização em polímeros semicristalinos e listar o que precisamos entender.
Matéria: cristalização de polímeros semicristalinos.
O que precisamos:
  1. Saber o que é cristalização em polímeros (nucleação e crescimento).
  2. Entender a estrutura interna das esferulitas.
  3. Conhecer as condições típicas (temperatura, tempo, meio) em que elas surgem.

Passo 2

O que são esferulitas?
– Esferulitas são agregados esféricos formados por lamelas cristalinas de polimérico que crescem radialmente a partir de um ponto de nucleação.
– Teoria envolvida: durante o resfriamento de um polímero fundido (ou em solução), ocorrem dois estágios:
  1. Nucleação – surgem pequenos “núcleos” cristalinos (podem ser homogêneos ou heterogêneos).
  2. Crescimento lamelar – a partir desses núcleos, cadeias poliméricas se organizam em lamelas (folhas cristalinas) e crescem em todas as direções, gerando um formato de “bolinha” com faixas claras e escuras ao microscópio.
Explicando a teoria:
– Cada lamela tem uma espessura típica de 5–20 nm e se empilha em uma estrutura tipo “sandwich”.
– A organização radial dá o aspecto típico de risquinhos no polímero quando ele cristaliza lentamente.

Passo 3

Quando elas são formadas?
– Principalmente em polímeros semicristalinos que são resfriados a partir do estado de fusão (T > Tm) até uma temperatura de cristalização (Tc) abaixo do ponto de fusão, mas acima do vítreo (Tg).
– Exemplos de condições:
• Resfriamento lento em torno de 5–20 °C/min em termoplásticos como polietileno, polipropileno, PET.
• Em solução: no processo de solvent casting, quando a temperatura cai e o polímero sai da solução.
– Fatores que influenciam:
  1. Taxa de resfriamento: taxa muito rápida pode levar a estrutura amorfa ou microestrutura granulada em vez de esferulitas bem definidas.
  2. Nucleantes ou impurezas: favorecem núcleos heterogêneos, aumentando o número de esferulitas.
  3. Temperatura de cristalização (Tc): cada polímero tem uma faixa ótima onde o crescimento lamelar é estável.

Resposta

Esferulitas são estruturas esféricas formadas por lamelas cristalinas de polímero que crescem radialmente a partir de núcleos. Elas surgem quando um polímero semicristalino é resfriado lentamente a partir do estado fundido (ou precipitado de solução), numa faixa de temperatura entre o ponto de fusão ™ e o vítreo (Tg), permitindo nucleação seguida de crescimento lamelar organizado.

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