Polímeros e Química Macromolecular

Mestrado em Tecnologia Química
6 ECTS; 1º Ano, 1º Semestre, 30,0 T + 16,0 PL + 14,0 TP

Docente(s)
- Cecília de Melo Correia Baptista

Pré-requisitos
NA.

Objetivos
Compreender a morfologia, síntese, classificação e utilizações quotidianas dos polímeros.
Identificar as relações entre a estrutura química e as propriedades dos materiais macromoleculares.
Desenvolver conhecimento e domínio sobre as principais reacções de polimerização, o seu mecanismo e controlo. Perceber os principais processos usados para produção de termoplásticos, termoendurecíveis, elastómeros e fibras, incluindo os aditivos que se podem utilizar no processamento destes materiais.
Conhecer a estrutura, o modo de obtenção e os usos actuais dos principais polímeros naturais.

Programa
Programa teórico
Capítulo 1 - Princípios básicos
1.1 Resenha histórica
1.2 Estrutura macromolecular e arquitecturas
1.3 Classificação. Polimerização em cadeia e por etapas. Copolimerização
1.4 Nomenclatura dos polímeros vinílicos e não vinílicos
1.5 Biodegradabilidade e reciclagem
Capítulo 2 - Estrutura química, morfologia, propriedades e caracterização dos polímeros
2.1 Soluções de polímeros e determinação de massas moleculares
2.2 Estrutura química e morfologia: MM, DP, estados amorfo e cristalino, grau de cristalinidade, Tg, Tf, crosslinking
2.3 Relação entre a estrutura química e as propriedades: propriedades mecânicas e térmicas, resistência à chama e aos produtos químicos, degradabilidade, condutividade eléctrica
2.4 Métodos de caracterização e análise
Capítulo 3 - Síntese e processamento de polímeros
3.1 Reacções de polimerização: fases, características principais e cinética
3.2 Passagem de polímero a plástico
3.3 Aditivos
3.4 Métodos de processamento de plásticos: injecção, extrusão, termoformação, calandragem, moldação, vulcanização, prensagem, RIM e outros
3.5 Plásticos reforçados e compósitos
Capítulo 4 - Polímeros naturais
4.1 Polissacáridos: celulose,amido e derivados
4.2 Proteínas: seda, lã e proteínas regeneradas
4.3 Polímeros mistos: borracha, âmbar, lenhina, derivados do tall-oil.

Programa prático
TP1. Estudo de algumas propriedades de polímeros do quotidiano.
TP2. Purificação e polimerização do metacrilato de metilo.
TP3. Polimerização de uma poliamida.
TP4. Polimerização de resinas (poliestireno e gliptal).
TP5. Efeito de um plastificante nas propriedades de flexão de um polímero reticulado.
TP6. Determinação do DP por viscosimetria capilar - determinação da viscosidade de uma pasta papeleira e cálculo do grau de polimerização da celulose.
TP7. Polímeros de síntese versus polímeros naturais - análise e comparação de propriedades.

Metodologia de avaliação
A - Avaliação contínua prática sobre todos os trabalhos práticos, obrigatórios para frequência da UC. A avaliação está organizada da seguinte forma - TP1: apresentação oral, 15%; TPs 2-4: teste escrito, 50%; TPs 5-7: relatórios, 35%.
Esta avaliação é válida por 2 anos lectivos consecutivos.
B - Teste escrito final.
Classificação final=(A+B)/2, em que as classificações A e B sejam iguais ou superiores a 8 valores.

Bibliografia
- Stevens, M. (2009). Polymer Chemistry - An introduction. New York: Oxford University Press
- Carraher Jr., C. (2012). Introduction to Polymer Chemistry. New York: CRC Press
- Lovell, P. e Young, R. (2011). Introduction to Polymers. New York: CRC Press

Método de interação
Aulas teóricas, aulas práticas laboratoriais e aulas teórico-práticas para resolução de exercícios de aplicação. Realização de uma visita de estudo a uma unidade de produção ou processamento de polímeros.

Software utilizado nas aulas
NA.