Para se ter uma idéia do que significa a presença de polímeros sintéticos na nossa vida, não é preciso muito esforço. imagine o interior de um automóvel sem polímeros, olhe para sua roupa, para seus sapatos, para o armário do banheiro. A demanda por polímeros é tão alta que, em países mais desenvolvidos, o seu consumo chega a 150 kg por ano por habitante. Em alguns polímeros sintéticos, uma propriedade bastante desejável é a sua resistência à tração. Essa resistência ocorre, principalmente, quando átomos de cadeias poliméricas distintas se atraem. O náilon, que é uma poliamida, e o polietileno, representados a seguir, são exemplos de polímeros.
náilon
polietileno
a) Admitindo-se que as cadeias destes polímeros são lineares, qual dos dois é mais resistente à tração? Justifique.
b) Desenhe os fragmentos de duas cadeias poliméricas do polímero que você escolheu no item a, identificando o principal tipo de interação existente entre elas que implica na alta resistência à tração.
a) Admitindo-se que as cadeias destes polímeros são lineares, qual dos dois é mais resistente à tração? Justifique.
b) Desenhe os fragmentos de duas cadeias poliméricas do polímero que você escolheu no item a, identificando o principal tipo de interação existente entre elas que implica na alta resistência à tração.
Passo 1
O enunciado apresenta dois polímeros lineares sintéticos — o náilon, cuja repetição de unidade é
e o polietileno, cuja repetição é
Pede-se comparar a resistência à tração desses polímeros (item a) e desenhar dois fragmentos da cadeia do polímero mais resistente, identificando a interação intercadeia responsável (item b).
Passo 2
Para avaliar a resistência à tração, comparamos as forças intermoleculares entre cadeias. No polietileno cada cadeia é apolar e dispõe apenas de forças de dispersão de London, relativamente fracas. No náilon, as unidades amida
são polares e formam ligações de hidrogênio fortes entre cadeias vizinhas, pois o hidrogênio ligado ao nitrogênio
pode atrair o oxigênio carbonílico
de outra cadeia.
Passo 3
Como as ligações de hidrogênio são muito mais fortes que as forças de dispersão de London, o náilon apresenta interações intercadeia mais intensas, conferindo-lhe maior resistência à tração em relação ao polietileno. Portanto, o polímero mais resistente à tração é o náilon.
Passo 4
A seguir, um esboço de dois fragmentos de cadeia de náilon unidos por ligações de hidrogênio. Cada traço “–” representa a ligação covalente ao próximo grupo. As linhas tracejadas indicam as ligações de hidrogênio entre o hidrogênio da amida e o oxigênio carbonílico:
A interação principal que dá alta resistência é a ligação de hidrogênio entre o hidrogênio do grupo amida
de uma cadeia e o oxigênio carbonílico
de outra.
Resposta
a) O náilon é mais resistente à tração, pois forma ligações de hidrogênio fortes entre cadeias, acima das fracas forças de dispersão do polietileno.
b) Desenho acima mostrando dois fragmentos de cadeia de náilon unidos por ligações de hidrogênio .
b) Desenho acima mostrando dois fragmentos de cadeia de náilon unidos por ligações de hidrogênio