Polimerização e Plásticos

Polimerização e Plásticos é uma simulação interativa de química de materiais em 3D que explora como a estrutura dos monômeros e a ligação intercadeias governam as propriedades mecânicas de plásticos e borrachas. Três cadeias macromoleculares paralelas estão ancoradas entre garras de teste de tração. Os alunos podem alternar entre polimerização por Adição (cadeias de polietileno formadas pela abertura de ligações duplas C=C), polimerização por Condensação (cadeias de Nylon com comonômeros alternados que liberam moléculas de H2O) e redes de Elastômero com ligações cruzadas conectadas por pontes dissulfeto covalentes douradas. O arrastamento da garra de tração estica as cadeias enroladas para fora; a liberação da garra demonstra como as ligações cruzadas puxam as cadeias do elastômero de volta ao seu comprimento original, enquanto os termoplásticos sem ligações cruzadas podem deslizar e se deformar.

• Selecione Adição (Polietileno) com 0 ligações cruzadas, eleve a Temperatura acima de 400 K e arraste a garra de tração direita para fora para observar o deslizamento da cadeia plástica.
• Mude para Elastômero com ligações cruzadas com 6 ligações cruzadas, arraste a garra de tração para esticar a rede e solte-a para observar o recuo elástico rápido.
• Selecione Condensação (Nylon) e observe as unidades comonoméricas alternadas azul e magenta junto com as moléculas subprodutos de H2O vermelhas e brancas liberadas.
• Aumente a Densidade de ligações cruzadas até 10 pontes para formar uma rede Termofica rígida e sinta o quanto as cadeias resistem ao estiramento.
• Clique diretamente em qualquer esfera monomérica ao longo das cadeias poliméricas para adicionar pontes dissulfeto de ligação cruzada e observe a rede se apertar.

1. 1Distingua entre polimerização por adição (monômero único, sem subproduto) e polimerização por condensação (dois grupos funcionais, pequena molécula eliminada).
2. 2Explique como ligações covalentes cruzadas entre cadeias poliméricas evitam o deslizamento irreversível e dão aos elastômeros vulcanizados sua memória elástica.
3. 3Compare as estruturas moleculares e os comportamentos térmicos de termoplásticos, elastômeros e termofixos.
4. 4Descreva como as cadeias poliméricas enroladas desenrolam quando esticadas sob tensão e se recuperam devido à entropia e às forças restauradoras de ligações cruzadas.

Perguntas frequentes dos professores