Materiais poliméricos

Uma amostra de polietileno tem massa molar média de 42 000 g/mol. Sabendo que o monómero é o etileno (C₂H₄), determine o grau de polimerização médio (número médio de unidades de repetição por cadeia).

1. 01Massa molar do monómero

   O etileno é C₂H₄; somam-se as massas atómicas (C = 12; H = 1).

   $$M_{\text{mon}} = 2\times 12 + 4\times 1 = 28\ \text{g/mol}$$

   monómero (etileno)

2. 02Grau de polimerização

   Divide-se a massa molar do polímero pela massa molar do monómero.

   $$n = \dfrac{M_{\text{pol}}}{M_{\text{mon}}} = \dfrac{42\,000}{28} = 1500$$

   grau de polimerização

3. 03Interpretação

   Cada cadeia tem, em média, cerca de 1500 unidades —CH₂—CH₂— ligadas em sequência.

Resultado: n ≈ 1500 unidades de repetição por macromolécula.

Três amostras são ensaiadas. A amolece ao ser aquecida, pode ser reencurvada e, ao arrefecer, mantém a nova forma. B não amolece e, a temperatura elevada, escurece e carboniza. C, à temperatura ambiente, estica-se ao dobro do comprimento e regressa à forma inicial quando se larga. Classifique cada amostra (termoplástico, termoendurecível ou elastómero) e justifique com a estrutura das cadeias.

1. 01Amostra A

   Amolece com o calor e mantém a nova forma ao arrefecer → cadeias lineares/ramificadas sem ligações cruzadas → termoplástico (reciclável).

2. 02Amostra B

   Não funde e carboniza a alta temperatura → rede densa de ligações cruzadas → termoendurecível (termofixo).

3. 03Amostra C

   Estica ao dobro e recupera a forma → poucas ligações cruzadas e grande elasticidade → elastómero.

Resultado: A = termoplástico; B = termoendurecível; C = elastómero.

Numa embalagem de água lê-se, no símbolo de reciclagem do corpo da garrafa, o número 1. (a) Indique o plástico correspondente e o seu nome. (b) A tampa traz o número 5; identifique o plástico e justifique por que flutua na água, enquanto o corpo da garrafa afunda.

1. 01Código 1

   Corresponde ao PET (politereftalato de etileno), um poliéster transparente e resistente, típico de garrafas de bebidas.

2. 02Código 5

   Corresponde ao PP (polipropileno).

3. 03Flutua ou afunda?

   O PP tem ρ ≈ 0,90 g/cm³ (< 1) e flutua; o PET tem ρ ≈ 1,38 g/cm³ (> 1) e afunda. Na reciclagem, esta diferença de densidade permite separar as tampas (PP) do corpo (PET) por flotação.

Resultado: (a) 1 = PET; (b) 5 = PP, que flutua por ser menos denso que a água.

Uma peça de design tem um volume de 250 cm³. Compare a massa da peça se for produzida em polipropileno (ρ = 0,90 g/cm³) ou em alumínio (ρ = 2,70 g/cm³).

1. 01Fórmula

   A massa obtém-se da massa volúmica: m = ρ · V.

   $$m = \rho\,V$$

   massa

2. 02Peça em polipropileno

   Com ρ = 0,90 g/cm³ e V = 250 cm³.

   $$m_{\text{PP}} = 0{,}90\times 250 = 225\ \text{g}$$

   PP

3. 03Peça em alumínio

   Com ρ = 2,70 g/cm³ e o mesmo volume.

   $$m_{\text{Al}} = 2{,}70\times 250 = 675\ \text{g}$$

   alumínio

4. 04Comparação

   675 ÷ 225 = 3: o alumínio pesa o triplo, ou seja, o plástico é cerca de 3 vezes mais leve para o mesmo volume.

Resultado: PP ≈ 225 g vs. alumínio ≈ 675 g — o polímero é cerca de 3 vezes mais leve.