Algumas reações químicas com polímeros - Politieno

Cadeia petroquímica

Os polímeros ou plásticos mais comuns são obtidos a partir de monômeros extraídos diretamente do petróleo, como o etileno¹, propileno² e butadieno³, originando assim os materiais tecnicamente conhecidos como polietileno, polipropileno⁴ e polibutadieno⁵  respectivamente

A transformação do petróleo em plásticos segue a chamada cadeia petroquímica, na qual a refinaria transforma o petróleo bruto em nafta, que é enviada para uma central petroquímica que transforma a nafta em matérias primas diversas, dentre as quais os monômeros citados. No fim, indústrias de polimerização transformam os monômeros em polímeros.

As reações químicas envolvidas nesta transformação são relativamente simples. Tomemos por exemplo o polietileno, um dos plásticos mais comuns no nosso dia a dia, usado na fabricação das sacolinhas de supermercados, utensílios domésticos, brinquedos etc.

O monômero do polietileno é, como citado, o etileno, C₂H₄, cuja fórmula estrutural é:

Ligações entre átomos

Como sabemos, as cadeias orgânicas, como as que formam o petróleo, são constituídas de átomos de carbono encadeados, na qual cada átomo de carbono precisa estabelecer quatro ligações com outros átomos para se estabilizar.

No caso do etileno, podemos observar uma ligação insaturada, ou seja, cada carbono estabeleceu uma ligação covalente ou molecular com dois átomos de hidrogênio e completaram as quatro ligações que requerem estabelecendo entre si (átomos de carbono) uma dupla ligação (representada pelo sinal =). Esta dupla ligação facilita muito a obtenção do polímero, como veremos.

O processo de polimerização, transformação do monômero em polímero (no caso do exemplo do monômero de etileno em polietileno) se inicia com a aplicação de calor e pressão sobre as moléculas do monômero.

Como resultado deste fornecimento de energia, a dupla ligação da molécula de etileno se abre, e os carbonos da cadeia ficam com dois terminais disponíveis para novas ligações, conforme a figura abaixo:

          

Molécula de etileno com a dupla ligação aberta, com dois terminais disponíveis para novas ligações.





Quando abrimos as duplas ligações dos átomos de carbono da molécula de etileno e disponibilizamos seus terminais para novas ligações, passamos a ter em um mesmo recipiente uma imensidão de moléculas prontas para se unir com outras que estiverem à mão, principalmente se lembrarmos que elas estão submetidas a alta pressão, o que as força a se aproximar e reagir entre si.

É claro que a molécula mais à mão para cada molécula de etileno aberta reagir é outra molécula de etileno, que assim vão se ligando umas às outras, formando cadeias, como se um imenso "cordão" de moléculas terminasse por se transformar em uma só, extremamente longa.

A este molécula encadeada e longa chamamos de macromolécula, ou, simplesmente polímero.

A figura que segue ilustra o processo de formação das cadeias poliméricas da macromolécula de polietileno.

Outros polímeros são sintetizados por reações semelhantes às exemplificadas pelo polietileno, sendo que a cada tipo de polímero corresponde um monômero específico e uma mecânica de reação própria.

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Vocabulário

1. Etileno: Também conhecido como eteno (segundo a IUPAC), é um hidrocarboneto alceno (composto químico formado essencialmente de carbono e hidrogênio, na qual possui pelo menos uma ligação dupla entre os carbonos). É também o monômero que forma o politileno.

2.  Propileno: Nome oficial pela IUPAC, também chamado propileno, é um hidrocarboneto insaturado (alceno) de fórmula C₃H₆ , apresentando-se normalmente como um gás incolor e altamente inflamável. Monômero que forma o polipropileno.

3. Butadieno: É um importante produto químico industrial usado como um monômero na produção de borracha sintética.

4. Polipropileno: Também chamado de  polipropeno é um polímero , derivado do propeno, reciclável e pode ser identificado em materiais através do símbolo triangular de reciclável, com um número "5" por dentro e as letras "PP" por baixo.  

5. Polibutadieno : Ou  borracha de polibutadieno, também conhecida por borracha de butadieno, é uma borracha de elevada resistência à abrasão e flexibilidade a baixas temperaturas, e bastante resistência a altas temperaturas. O polibutadieno é derivado do butadieno.

Por: Keise