Para entender o que é polimerização, primeiramente, é válido pontuar o que são polímeros. De forma sucinta, polímeros são macromoléculas orgânicas, feitas de um grande número de moléculas menores que se repetem dentro de uma mesma molécula. Essas moléculas menores são chamadas de monômeros.
Os polímeros são compostos químicos resultantes de reações chamadas de polimerização. Nessa reação, o monômero se une sucessivamente ao outros, sendo que, as características de cada polímero dependem dos átomos que o formam e do modo em que se unem. De forma que, com diferentes características, há diferentes aplicações.
Neste sentido, existem polímeros naturais e sintéticos. Os polímeros naturais são grandes moléculas que existem na natureza, como por exemplo, amido, celulose, glicose, ácidos nucleicos (DNA e RNA) e borracha natural. Já os polímeros sintéticos são obtidos em laboratório, como exemplo: silicone, polietileno, nylon, poliéster, plástico e borracha sintética.
Os monômeros podem ser todos iguais ou podem representar dois ou mais tipos de moléculas. Geralmente, mais de 100 monômeros devem ser ligados para formar um polímero.
Mas, então, o que é polimerização?
Polimerização
A reação química da ligação do monômero para formar um polímero é chamada de polimerização. Essa formação de ligações químicas covalentes estáveis entre monômeros distingue a polimerização de outras reações químicas.
Com isso, esse processo é muito comum na natureza, como em carboidratos (amido) e proteínas (leite). Já que a grande maioria dos polímeros usados pelos seres humanos são fabricados artificialmente, esse processo também pode ocorrer sinteticamente.
Origem
Em 1909, o químico belga Leo Hendrik Baekeland sintetizou o primeiro polímero usando baquelite. Em geral, para que um monômero seja combinado com outro monômero (igual ou diferente), em uma reação de polimerização, ele deve ter uma valência livre (ligação química a ser realizada) entre os dois monômeros.
Essas valências ocorrem com catalisadores (como níquel), nas condições externas, como luz e calor; ou com fenômenos de ressonância na estrutura (deslocamento de elétrons), causados pela quebra da ligação.
Reações da Polimerização
A reação de polimerização pode ser realizada de diferentes maneiras:
Polimerização de Adição
Na adição, há sempre um caso de quebra da ligação pi no monômero com duas valências livres na estrutura. Assim como a formação de polietileno (um polímero amplamente utilizado em embalagens de medicamentos).
Na polimerização do polietileno, moléculas de etileno (etileno) são usadas como monômeros, que possuem uma ligação π entre dois átomos de carbono. Quando a ligação é quebrada, duas valências livres aparecem, uma para cada átomo de carbono associado à ligação pi. O monômero é combinado nessas valências, ou seja, uma valência está ligada a outra e assim por diante.
Polimerização por adição 1,4
O monômero apresenta duas ligações duplas alternadas (uma pi e uma sigma), que, sobretudo, é a mesma da formação de borracha sintética (polibutadieno), propícia a fenômenos de ressonância (alterando a ligação pi do elétron pi posição).
Sua unidade é o butadieno com duas ligações duplas alternadas, por ressonância. Assim, a estrutura começa a ter uma ligação dupla entre os carbonos 2 e 3 e duas valências livres nos carbonos 1 e 4. É nessas valências livres dos carbonos 1 e 4 que os monômeros são combinados.
Polimerização por condensação
Dois monômeros (iguais ou diferentes) devem perder átomos ou grupos ao mesmo tempo, resultando em duas valências livres em cada átomo. Portanto, o hidrogênio é sempre eliminado do monômero e, em seguida, o hidrogênio é combinado com o halogênio (F, Cl, Br, I), OH, NH2 ou CN de outro monômero.
Dessa forma, na polimerização de eliminação, além do polímero, são sempre formados água, ácidos halogenados (HCl, HI, HF, HBr), amônia (NH3) ou ácido cianídrico (HCN).
Os monômeros que constituem o poliéster são ácido tereftálico e etano-1,2-diol, ligados ao carbono do oxigênio.
Por fim, o que você achou dessa matéria? Veja também: Polimeros
Fontes: Educabras, Brasil Escola.
Imagens: Metso, Slide Player.
