Macromoléculas formadas pela junção de moléculas menores
Polímeros são moléculas grandes (macromoléculas) compostas pela união de várias moléculas pequenas, denominadas de monômeros. Os monômeros são moléculas de pouca massa, formadas por meio de reações de adição ou condensação, chamada de reações de polimerização. Juntas compõem uma grande cadeia de polímeros.
O termo polímero vem da união de duas palavras gregas: “poli” e “mero”. "Poli" significa muitas e “mero” significa partes. A estrutura de uma macromolécula apresenta muitas partes (meros) de monômeros, chamado de grau de polimerização.
Como os polímeros são formados?
Com pressão (P) e temperatura (T) adequadas, as pequenas moléculas fazem ligações químicas entre si, ligação covalente, e originam os meros da cadeia molecular dos polímeros. Todo esse processo é feito com a ajuda de um catalizador, máquina que diminui a energia de ativação.
A polimerização é o termo usado para a reação de formação dos polímeros. (Foto: Pixabay)
Polímeros e suas classificações
Algumas propriedades dos polímeros são explicadas através de cinco classificações, por isso que defini-las é tão importante.
Os polímeros são identificados quanto a origem (natural ou sintética), a mecânica (plástico, elastômetro ou fibra), o térmico (termoplástico ou termorrígido), a composição (homopolímeros ou copolímeros) e a síntese (adição ou condensação).
Origem
• Naturais: são encontrados in natura, dentro ou fora dos organismos de seres na natureza. Exemplos: as proteínas, o glicogênio, o amido, a celulose, a borracha (látex) e a fibroína (encontrada nas teias de aranha);
• Sintéticos ou artificiais: produzidos em laboratórios, no intuito de imitar os naturais. São fabricados para o comércio, como o policloreto de vinila (PVC), polimetacrilato de metila (acrílico), polietileno e polipropileno (PP).
Mecânica
• Plásticos: usados na fabricação de plásticos, como as sacolas. Geralmente tem como matéria-prima o petróleo;
• Elastômetros: são os polímeros em que as ligações não se rompem quando são esticadas. Ou seja, eles podem ser puxados;
• Fibras: são polímeros que quebram as ligações quando são puxadas, diferente dos elastômetros. As fibras podem ser encontradas em pelos de animais, caules e sementes, folhas e frutos, além do algodão e o linho.
Classificação térmica
• Termoplásticos: são os que resistem a fusão de aquecimento e resfriamento. Ou seja, são macromoléculas que podem ser aquecidas e moldadas para se ter uma nova utilização. São polímeros maleáveis e também recicláveis;
• Termofixos ou termorrígidos: diferente dos termoplásticos, o termofixos não resistem ao aquecimento e se quebram. Após o processo de aquecimento, não conseguem voltar a forma original e se decompõem.
Observação: A diferença entre os polímeros termoplásticos e termorrígidos está na estrutura. Os termoplásticos são lineares e seus monômeros compostos por cadeias ramificadas. Já os termorrígidos são tridimensionais e suas cadeias apresentam ligações cruzadas.
Composição
• Homopolímeros: quando na cadeia molecular a macromolécula é composta por monômeros iguais;
• Copolímeros: a cadeia molecular é formada por coligações de polímeros e monômeros diferentes.
Síntese
• Reações de adição: nos polímeros de adição acontecem a quebra da ligação dupla. Quando uma dessas ligações é quebrada, geralmente a “pi” por ser mais fácil, os elétrons são movimentados para outro lugar.
Então, eles se tornam outros pontos de ligação, que serão ligados a monômeros que fazem o mesmo processo, e juntos formam a estrutura de uma macromolécula. Além disso, em reações de adição os compostos devem ser insaturados e formados por monômeros idênticos.
Exemplo do polietileno, um dos mais simples e importantes resultados das reações de adição. O polietileno vem do eteno (etileno) e é utilizado na fabricação de embalagens de água sanitária, sabão em pó e líquido, e sacolas plásticas.
• Reações de condensação: nos polímeros de condensação não é necessário que os compostos sejam insaturados, contudo a cadeia molecular deve ser repetidas duas vezes, como as diaminas e os diácidos. São formados pela junção de monômeros distintos, e eliminam moléculas pequenas. Geralmente é liberado o H2O (água), mas algumas vezes o ácido ou álcool.
Após a eliminação dessa molécula descartável, os outros dois fragmentos que eram ligados por essa molécula se condensam e formam o polímero. Exemplo do poliéster, silicone, kevlar e poliamida.
Polímeros biodegradáveis
São materiais que se decompõem pela ação de organismos como algas, fungos e bactérias. A depender das condições de biodegradação, os elementos podem se decompor em semanas ou meses.
São utilizados na fabricação de embalagens, sacolas e produtos para agricultura e consumo. Além disso, por contribuírem com o meio ambiente evitando o acúmulo de lixo e a poluição, integram o conceito de sustentabilidade.