6.6 – Polímeros: Compostos Moleculares de Cadeia Longa

Os compostos cujas subunidades são moléculas de cadeia longa chamam-se polímeros (ou, ocasionalmente, resinas ou plásticos). Podem desenvolver estruturas não-cristalinas de modo relativamente fácil porque suas cadeias moleculares são muito longas e flexíveis, podendo facilmente tornar-se emaranhadas (Figura 6.j) no estado sólido. Os polímeros têm estruturas pouco compactas, porque as ligações primárias estão completamente satisfeitas no interior das cadeias moleculares longas e porque as cadeias contêm, freqüentemente, volumosos grupos laterais de átomos, que interferem com a compacidade. Todo arranjo atômico que contribua para uma agregação frouxa de cadeias moleculares favorecerá também a formação de estruturas não-cristalinas. Entre as características mais importantes que favorecem a não-cristalinidade estão:
1. cadeias moleculares muito longas e ramificadas;
2. arranjos aleatórios de grupos laterais grandes ao longo das cadeias;
3. cadeias copolímeras, isto é, cadeias moleculares que são, na realidade, combinações de dois ou mais polímeros;
4. aditivos de pesos moleculares mais baixos, chamados plastificantes, que separam as cadeias umas das outras.
Por exemplo, as parafinas (hidrocarbonetos de cadeias longas, de fórmula geral e pesos moleculares que chegam até mil) cristalizam-se quase completamente. Uma das formas do polietileno (veja Figura 3.s) pode ser considerada como sendo composta de cadeias parafínicas extremamente longas, com pesos moleculares desde dez mil até uns poucos milhões. Nesta forma ele é chamado polietileno linear e cristaliza-se quase tão completamente como as cadeias parafínicas mais curtas. Em contraste, o polietileno ramificado tem segmentos de cadeias laterais que se prendem à cadeia principal em posições onde normalmente se acharia um átomo de hidrogênio; nesta forma o polímero cristaliza-se apenas parcialmente. Quanto mais ramificação, mais o polietileno será não-cristalino, porque as ramificações interferem com o arranjo regular das cadeias. Outros polímeros apresentam comportamento semelhante.

Figura 6.j – Representação esquemática de um polímero. As esferas representam as unidades repetitivas da cadeia do polímero, e não átomos específicos.