Polímeros

Revisão por Rubens Castilho

Professor de Biologia e Química Geral

Os polímeros são macromoléculas constituídas por unidades menores, os monômeros. Os monômeros ligam-se entre si através de ligações covalentes.

O termo polímero deriva do grego, poli "muitas" e meros "partes".

Os meros são as unidades que se repetem em um polímero. O monômero é a molécula constituída por um único mero e o polímero é constituído por vários meros.

A polimerização é o nome dado a reação de formação dos polímeros. O grau de polimerização refere-se ao número de meros em uma cadeia polimérica.

A história da humanidade é relacionada com o uso de polímeros naturais, como couro, lã, algodão e madeira. Atualmente, muitos utensílios utilizados no cotidiano são produzidos a partir de polímeros sintéticos.

Unidades dos polímeros — Esquema molecular da formação de polímeros por unidades fundamentais

Tipos de Polímeros

Existem diversas classificações para os polímeros, as principais são as seguintes:

Classificação quanto ao número de monômeros:

Homopolímero é o polímero derivado de apenas um tipo de monômero.

Copolímero é polímero derivado de dois ou mais tipos de monômeros.

Classificação quanto à natureza:

Polímeros Naturais

Os polímeros naturais ou biopolímeros são os que ocorrem na natureza.

São exemplos de polímeros naturais, a borracha, os polissacarídeos (amido, celulose e glicogênio) e as proteínas.

Polímeros Sintéticos

Os polímeros sintéticos ou artificiais são produzidos em laboratório, em geral, de produtos derivados de petróleo.

São exemplos de polímeros sintéticos: polimetacrilato de metila (acrílico), poliestireno, policloreto de vinila (PVC), polietileno e polipropileno.

A partir dos polímeros sintéticos é possível a fabricação de sacolas plásticas, canos hidráulicos, materiais de construção civil, colas, isopor, tintas, chicletes, pneus, embalagens plásticas, teflon e silicone.

Tipos de polímeros sintéticos — Estrutura molecular de alguns polímeros sintéticos

Classificação quanto ao método de obtenção:

Polímeros de Adição

São os polímeros obtidos pela adição sucessiva de monômeros. Como exemplos temos os polissacarídeos, formados por monômeros de monossacarídeos e as proteínas, formadas por monômeros de aminoácidos.

Polímeros de Condensação

São os polímeros obtidos pela adição de dois monômeros diferentes com eliminação de uma molécula de água, álcool ou ácido, durante a polimerização.

Polímeros de Rearranjo

São os polímeros resultantes da reação entre monômeros que sofrem rearranjo nas suas estruturas químicas, durante a reação de polimerização.

Classificação quanto ao comportamento mecânico

Elastômeros ou Borrachas

Os elastômeros podem ser naturais ou sintéticos. Sua principal característica é a elevada elasticidade.

A borracha natural é obtida da árvore seringueira Hevea brasiliensis, através de cortes no seu tronco. Com isso, obtêm-se um líquido branco, o látex.

As borrachas sintéticas são formadas pela adição de dois tipos de monômeros (Copolímero). Elas são mais resistentes e utilizadas comercialmente para a produção de mangueiras, correias e artigos para vedação.

Plásticos

Os plásticos são formados através da combinação de vários monômeros. Geralmente, usa-se o petróleo como matéria-prima para a produção de plásticos.

Os plásticos naturais ou sintéticos podem ser divididos em termorrígidos e termoplásticos.

Os termorrígidos ou termofixos são aqueles que por aquecimento assumem estrutura tridimensional, tornando-se insolúveis e infusíveis. Após isso, eles não conseguem voltar à sua forma original. Eles dão origem à estruturas rígidas e duráveis, como peças de automóveis. Alguns exemplos são: poliuretano, polietileno, poliestireno e poliéster.

Os termoplásticos são aqueles que permitem fusão por aquecimento e solidificação por resfriamento, isso possibilita o seu tratamento e moldagem repetidas vezes, desde que sejam reaquecidos. Eles são facilmente maleáveis e usados para produção de filmes, fibras e embalagens. Os termoplásticos são recicláveis.

Estrutura dos plásticos — Esquema molecular dos tipos de polímeros

Fibras

As fibras podem ser naturais ou sintéticas. A produção de fibras artificiais consiste na transformação química de matérias-primas naturais.

Na natureza, as fibras podem ser obtidas de pelos de animais, como as sedas do bicho-da-seda, ou de caules, sementes, folhas e frutos, como o algodão e o linho. As fibras sintéticas são representadas pelo poliéster, a poliamida, o acrílico, o polipropileno e as aramidas.

Polímeros Biodegradáveis

Os polímeros biodegradáveis são materiais que se degradam em dióxido de carbono, água e biomassa, como resultado da ação de organismos vivos ou enzimas. Em condições favoráveis de biodegradação, podem ser completamente degradados em semanas.

Os polímeros biodegradáveis podem ser naturais ou sintéticos. Eles podem ser derivados das seguintes fontes:

Fontes renováveis de origem vegetal como milho, celulose, batata, cana-de-açúcar;
Sintetizados por bactérias;
Derivados de fonte animal como a quitina, quitosana ou proteínas;
Obtidos de fontes fósseis, como o petróleo.

Celulose — Esquema molecular da celulose: um polímero biodegradável

Os polímeros biodegradáveis são usados para produção de embalagens de alimentos, sacolas, produtos para a agricultura e produtos de consumo.

Através do processo de biodegradação, eles evitam o acúmulo de lixo e consequentemente de poluição, enquadrando-se no conceito de sustentabilidade.

Referências Bibliográficas

KOTZ, J. C.; TREICHEL JUNIOR, P. M. Química Geral e Reações Químicas. vol. 1, 5ª. ed., São Paulo: Pioneira Thomson, 2005.

Revisão por Rubens Castilho

Biólogo (Licenciado e Bacharel), Mestre e Doutorando em Botânica - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Atua como professor de Ciências e Biologia para os Ensinos Fundamental II e Médio desde 2017.