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379Capítulo 17 • POLÍMEROS SINTÉTICOS
Nesse exemplo, o valor de n pode variar de 2.000 a 100.000, dependendo das condições em que
a reação é feita. Assim, as massas moleculares do polímero variam de 56.000 u a 2.800.000 u. Como em
determinada porção de polímero há moléculas de tamanhos diferentes, sempre devemos falar em mas-
sa molar média ao nos referirmos a um polímero.
Devido ao seu tamanho avantajado, a molécula de um polímero é chamada de macromolécula.
A reação que produz o polímero é denominada reação de polimerização. Nessa reação, a molé-
cula inicial (monômero) vai, sucessivamente, se unindo a outras, dando o dímero, o trímero, o tetrâmero
e o polímero. Aparentemente, o processo poderia prosseguir, sem parar, até produzir uma molécula de
tamanho “infinito”. No entanto, reações das extremidades da macromolécula com impurezas da pró-
pria matéria-prima (inclusive com a água, presente na forma de umidade) acabam impedindo a conti-
nuação indefinida da reação.
Passemos, agora, ao estudo das principais classes de polímeros sintéticos.
2 POLÍMEROS DE ADIÇÃO
É o caso mais simples, em que o polímero é a “soma” de moléculas pequenas (monômeros), todas
iguais entre si. Simbolicamente podemos imaginar o monômero como sendo o elo de uma corrente, e
o polímero como sendo a própria corrente:
Isso pode ser traduzido numa equação química do tipo:
n CH2 CH2 ( CH2 CH2 )n
O polietileno é o plástico mais usado atualmente e se presta à fabricação de objetos domésticos,
de brinquedos, de garrafas plásticas e de filmes utilizados na produção de toalhas, cortinas, sacolas
plásticas etc. É preparado pela reação:
O polipropileno tem alta resistência à tração. Por isso é
usado na fabricação de pára-choques, cordas etc. É produzido
pela reação:
n CH2 CH2 ( CH2 CH2 )n
Etileno Polietileno
P,T
Catalisadores
n
CH3
CHn CH2 CH2CH
CH3
P,T
Catalisadores
Propileno Polipropileno
O cloreto de polivinila (PVC, do inglês, polyvinyl chloride)
é usado na fabricação de tubos para encanamento, de sapatos
plásticos, de filmes para embalagens etc. Sua preparação se dá
pela reação:
n CH2 CH
Cl
Cloreto de vinila
CHCH2
Cl
Cloreto de polivinila
(PVC)
n
P,T
Catalisadores Recipientes como estes, para
acondicionar mostarda e ketchup,
são feitos de polipropileno.
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Capitulo 17A-QF3-PNLEM 11/6/05, 12:52379
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380
A TOXIDEZ DOS PLÁSTICOS
O objeto plástico que você segura em suas mãos não é uma substância pura, representada pelas
fórmulas químicas que estamos apresentando. Na verdade, o “plástico” é uma mistura que contém,
por exemplo, plastificantes (produtos que melhoram sua resistência e flexibilidade), estabilizadores
(que melhoram sua resistência à luz e às oxidações), fillers (materiais de “enchimento”, que aumen-
tam sua resistência ao atrito e lhe dão maior estabilidade térmica e dimensional), retardadores de
chama (que lhe proporcionam maior resistência ao fogo), corantes (que lhe conferem vasta gama de
cores), e assim por diante. Pois bem, freqüentemente surgem desconfianças de que esses aditivos
colocados nos plásticos possam ser nocivos à nossa saúde. A preocupação maior é com as crianças,
que têm bastante contato com o plástico nos brinquedos.
CH
n
n CH2 CH2CH
Estireno Poliestireno
P,T
Catalisadores
O poliestireno é usado para fabricar pratos, xícaras etc. Quando aquecido com substâncias que
produzem gases, incha, dando origem ao isopor, que é extremamente leve e ótimo isolante térmico. O
poliestireno é produzido pela reação:
O poliacetato de vinila (PVA, do inglês, polyvinyl acetate) é usado em gomas de mascar, tintas,
adesivos (colas comuns usadas nas escolas e nos escritórios). É produzido pela reação:
O teflon tem as seguintes características: alta resistência
ao calor e aos reagentes químicos; boa resistência mecânica e
baixo coeficiente de atrito; é um bom isolante de eletricidade.
Por tudo isso, o teflon é usado em equipamentos químicos, em
revestimento de frigideiras e panelas, em engrenagens, mancais
e gaxetas, em isolamento elétrico etc. É produzido pela reação:
n CH2 CH
OOCCH3 OOCCH3 n
CHCH2
Poliacetato de vinila (PVA)Acetato de vinila
P,T
Catalisadores
n CF2 CF2 ( CF2 CF2 )n
Tetraflúor-etileno Teflon
Os polímeros apresentados até aqui são chamados de polímeros vinílicos, pois todos apresentam o grupo
vinila (CH2 CH ), variando-se apenas a ramificação presente, como foi destacado nas fórmulas desta
página e da anterior, pelos retângulos coloridos.
Detalhando melhor, temos:
OBSERVAÇÃO
CH2 CH
CH3
CH2 CH
Cl
CH2 CH
PVC
Parte
variável
Parte comum
Polipropileno Poliestireno
JA
V
IE
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JA
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Catalisadores
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381Capítulo 17 • POLÍMEROS SINTÉTICOS
O polimetacrilato de metila (chamado comercialmente de plexiglás ou lucite) é o vidro plás-
tico comum, usado em óculos, anúncios luminosos, globos para lâmpadas, domos de iluminação etc.
É produzido pela reação:
A poliacrilonitrila (chamada comercialmente de
orlon, darlon etc.) é a lã sintética, usada em cobertores,
carpetes, forração de móveis, bichos de pelúcia etc. É pro-
duzida pela reação:
n CH2 C
COOCH3 COOCH3
CH3
n
CH3
CCH2
Polimetacrilato de metilaMetil-acrilato de metila
P,T
Catalisadores
Os dois últimos polímeros mencionados acima pertencem ao grupo dos polímeros acrílicos, pois seus
monômeros derivam do ácido acrílico (CH2 CH COOH). De fato, o metil-acrilato de metila é um
éster metílico, e a acrilonitrila é a nitrila correspondente ao ácido acrílico.
n CH2 CH
CN CN
n
CHCH2
Acrilonitrila
Poliacrilonitrila
P,T
Catalisadores
OBSERVAÇÃO
Nos polímeros diênicos, o isopreno se polimeriza de acordo com a seguinte equação:
O poliisopreno formado tem exatamente a mesma estrutura da borracha natural. Evidentemente,
nas árvores que produzem a borracha, as reações são muito mais complexas do que a equação acima.
No entanto, os químicos conseguiram realizar não só a reação acima, mas também uma série de reações
análogas, como, por exemplo:
n CH2
CH3
C CH2
n
CCH2
CH3
CH2CH CH
2-metil-buta-1,3-dieno
(isopreno)
Poliisopreno
P,T
Catalisadores
n CH2 CH CH CH2 ( CH2 CH CH CH2 )n
P,T
buta-1,3-dieno
Catalisadores
Polibutadieno
n CH2
Cl
C CH2
n
CCH2
Cl
CH2CH CH
Policloropreno ou neoprenoCloropreno
P,T
Catalisadores
Esses polímeros são denominados polímeros diênicos porque seus monômeros têm a estrutura de
um dieno conjugado (CH2 CH CH CH2). Todos têm propriedades elásticas semelhantes às da
borracha natural, sendo por esse motivo denominados borrachas sintéticas ou elastômeros.
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3 COPOLÍMEROS
É o caso em que o polímero é obtido a partir de dois (ou mais) monômeros diferentes. Simbolica-
mente, podemos imaginar esse tipo de polímero como uma corrente formada por elos diferentes:
Evidentemente, pode haver regularidade do tipo A B A B A ou não, como, por
exemplo, A A A B B A A B B B B , fatos esses que modificarão as
propriedades do polímero final. Três exemplos importantes de copolímero são:
A buna-N e a buna-S são borrachas especiais, empregadas em pneus
e mangueiras para líquidos corrosivos. Com o ABS são fabricados brinque-
dos, componentes de geladeiras etc.
x CH2
CN
CH "
CN
y CH2 CH CH2
P,T
Catalisadores
x
CHCH2CH
Acrilonitrila buta-1,3-dieno
CH(CH2 )yCH2CH
Buna-N ou perbunan (Borracha sintética)
x CH2 CH " y CH2 CH CH2
x
CHCH2CH
Estireno buta-1,3-dieno
CH(CH2 CH2CH
Buna-S ou borracha GRS
P,T
Catalisadores )y
xCH2 CH
CN
" " z CH2 CHy CH2 CH CH2
x
CH
CN
CH2
z
CHCH2
CH
Estireno
buta-1,3-dieno
Acrilonitrila
CH(CH2 CH2)yCH
Polímero acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS)
A buna-N e a buna-S são empregadas na
fabricação de pneus de motocicletas.
4 POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO
Os polímeros de condensação são obtidos pela reação de dois monômeros, com eliminação de
uma substância mais simples (como, por exemplo, H2O, HCl, NH3 etc.) e, às vezes, por rearranjos
entre as moléculas dos monômeros.
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383Capítulo 17 • POLÍMEROS SINTÉTICOS
A baquelite, o primeiro polímero de importância industrial, é um exemplo dessa classe, pois resul-
ta da condensação de moléculas de fenol e de formaldeído, segundo a equação:
Os poliésteres são polímeros obtidos pela reação de esterificação
entre um poliácido e um poliálcool, repetida muitas vezes. Os poliésteres
são usados na produção de varas de pescar, engrenagens e principalmen-
te na fabricação de fibras têxteis, com os nomes comerciais de terilene,
tergal etc. Um dos exemplos mais simples é o da reação entre o ácido
1,4-benzenodióico (ou ácido tereftálico) e o etileno-glicol:
OH
H H
H H
O
C
CH2 H2O
OH
H H
"
OH OH
Baquelite
P,T
Catalisadores
Os náilons resultam da condensação de diaminas com diácidos. Eles são usados na produção de
engrenagens, linhas de pescar, fibras têxteis etc. Um exemplo importante é o do chamado náilon-66,
resultante da reação entre uma diamina com 6 átomos de carbono e um diácido também com 6 átomos
de carbono (daí a origem do número 66):
Os poliésteres são utilizados
na fabricação de fibras têxteis,
como as desta roupa de tergal.
OC COHO OH HO"
COO
CH2 CH2 OH
H2O"OC CH2 CH2 O
Ácido tereftálico Etileno-glicol
Politereftalato de etileno (poliéster)
P,T
Catalisadores
P,T
Catalisadores
O kevlar é uma fibra mais resistente do que o náilon e do que o aço, e
pertence à classe das aramidas, nome dado às poliamidas aromáticas (ao
contrário do náilon, que é uma poliamida alifática). O kevlar é usado em
capacetes das forças armadas, em coletes à prova de balas, em roupas contra
incêndio, em esquis esportivos especiais etc. É produzido pela reação:
N
H
H "(CH2)6 (CH2)4N
H
H HOOC CO
(CH2)6 NH H2O"CO
OH
NH (CH2)4OC
Diamina Diácido
Poliamida (náilon-66)
P,T
Catalisadores
P,T
Catalisadores
C
O
CHO "OH
CC NH
Ácido tereftálico 1,4-diamino benzeno
Kevlar
Ácido tereftálico
N
H
H
O O
C
O
CNH
O
O
C
O
CHO" OH
O
N
H
H
G
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B
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TO
C
K
P
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O
TO
S
Vestimentas de kevlar utilizadas
no combate a incêndios.
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