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Ciência dos Polímeros

Sebastião V. Canevarolo

ISBN: 85-88098-10-5

Ano: 2006

Edição: 2ª edição

Número de páginas: 280

Formato: 17 x 24 cm

R$ 102,00

O método empírico de tentar até conseguir não tem lugar nos tempos atuais. Profissionais com poder de decisão têm que ter conhecimento dos fundamentos básicos de sua área de atuação.

E este livro tem por objetivo oferecer ao leitor conhecimento técnico sobre polímeros. Reúne duas décadas de notas de aulas utilizadas pelo autor para as turmas de graduação do curso de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos.

Escrito de maneira didática, discute desde conceitos tão corriqueiros como cristalinidade, taticidade e temperatura de fusão, quanto às últimas novidades do mundo científico da área. Aborda temas como a estrutura molecular dos polímeros, o comportamento do polímero em solução, a estrutura molecular do estado sólido, a síntese de polímeros, massas moleculares e sua distribuição em polímeros, o comportamento térmico de polímeros e comportamento mecânico de polímeros.

APRESENTAÇÃO

Este livro é uma versão melhor organizada das notas de aulas que tenho utilizado durante minhas aulas nas disciplinas “Introdução aos Materiais Poliméricos”, oferecida às turmas de graduação do curso de Engenharia de Materiais do Departamento de Engenharia de Materiais e da disciplina “Físico-Química de Polímeros”, oferecida na Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais ambos da Universidade Federal de São Carlos.

Nestas quase duas décadas em que tenho estado envolvido com estas disciplinas muito se desenvolveu e se descobriu na área de síntese e tecnologia dos materiais poliméricos. Não obstante a todo este frenético desenvolvimento os conceitos básicos aqui abordados, definidos principalmente pelos grandes nomes da ciência dos polímeros, Staundinger e Carothers na década de 20, Ziegler e Natta na década de 50 e Flory, para mencionar apenas alguns, tem se mantidos constantes pois por serem gerais têm a grandeza da universalidade.

Tais nomes devem nos servir de exemplos e se não conseguimos imita-los, pois somos apenas normais, devemos pelo menos tentar seguir seus exemplos de paciência, insistência e crença na ciência. Pois o universal sempre é simples, nós em nossa pequenez de espírito é que os complicamos, muitas vezes de forma inconsciente, para dar a falsa impressão de que o temos entendido. Após tantos anos ainda me emociono quando discuto conceitos tão corriqueiros como cristalinidade, taticidade e temperatura de fusão.

Entende-los profundamente e aplica-los às nossas necessidades tem permitido resolver de forma científica problemas cotidianos, contribuindo para que o nosso país sobreviva nesta febre do mundo globalizado. Pois um país é feito de homens, alguém já disse, homens que têm a consciência de que o conhecimento é sua única arma para vencer.

Caro leitor, que minha dificuldade ou talvez até incapacidade de expressar claramente tais conceitos e achados de tão ilustres Homens não te desanime obter você também esta arma.

Leia sem pressa, reflita cada conceito, ultrapasse o próprio texto, dê asas a sua imaginação lógica, isto lhe dará confiança e sua contribuição à sociedade será maior e mais agradável. Isto é o que um país pede de seus filhos.

SOBRE O AUTOR

Sebastião Vicente Canevarolo Junior nasceu em 30 de maio de 1956, em São Carlos-SP. Concluiu em 1978 o Curso de Engenharia de Materiais no Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos, ingressando imediatamente neste mesmo departamento como professor ligado ao Grupo de Polímeros onde trabalha até hoje. Fez seu Programa de Mestrado em Engenharia de Materiais na UFSCar (concluído em 1982) e desenvolveu seu programa de doutoramento no Institute of Polymer Technology da Loughborough University of Technology-Inglaterra (concluído em 1986).

Fez um programa de pós-doutoramento no Dipartimento di Ingegnaria Chimica ed Alimentare da Universitá di Salerno-Itália de Jun/93 a Jul/94. Nestes vinte anos já foi Vice-Chefe em Exercício do DEMa, Supervisor dos Laboratórios de Polímeros, Coordenador da Área de Polímeros, Membro do Conselho Departamental, Membro na Comissão de Pós-Graduação do Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, sócio fundador e Diretor da Associação Brasileira de Polímeros-ABPol, Membro do Comitê Editorial da revista POLÍMEROS: Ciência e Tecnologia. Participou da organização de pelo menos quatro grandes congressos na área de polímeros no Brasil (XIICBECIMAT, 4CBPol, 1CBRATEC, 1SBE) e um no exterior (PPS-18).

Desenvolveu um sistema óptico portátil (hardware e software) para medida in-line da distribuição de tempos de residência na extrusão. Tem uma patente, publicou um capítulo de livro internacional, mais de 15 artigos em revistas internacionais, 10 em revistas nacionais e participou com 46 artigos em congressos nacionais e internacionais. Já orientou 10 dissertações de mestrado e uma tese de doutorado. Atualmente participa de um projeto PRONEX do CNPq e de um Temático da FAPESP, coordena um convênio de cooperação científica internacional Brasil-Portugal e é representante brasileiro na IUPAC e ICTAC.

INDÍCE

Introdução Geral: histórico, conceito de polímeros, terminologia e fontes de matéria prima.

Estrutura Molecular dos Polímeros: forças moleculares em polímeros, funcionalidade, tipos de cadeias, copolímero, classificação dos polímeros (quanto à estrutura química, ao método de preparação, ao comportamento mecânico e ao desempenho mecânico), configuração de cadeias poliméricas (encadeamento em polímeros, isomeria cis/trans/vinil em dienos, taticidade) e conformação de cadeias poliméricas (enrodilhada ou em novelo, zig-zag planar, hélice, helicoidal ou espiral).

Comportamento do Polímero em Solução: importância tecnológica, conformação da cadeia polimérica em solução (modelo da cadeia livremente ligada, de cadeia com rotação tetraédrica livre e de cadeia com movimento restrito), condição q e teoria do volume excluído, solubilização de um polímero (regras básicas da solubilização de um polímero, efeito do tipo de cadeia polimérica na solubilização), energia coesiva em polímeros (parâmetro de solubilidade, de solubilidade generalizado, métodos para determinação de parâmetro de solubilidade), fracionamento de polímeros (adição de um não-solvente, evaporação do solvente, por resfriamento)

Estrutura Molecular do Estado Sólido: introdução, modelos de morfologia de polímeros semi-cristalinos (miscela franjada, teoria das cadeias dobradas, lamelas ou cristal único), estrutura cristalizada esferulítica, ligações interlamelares, fatores que alteram a cristalinidade(fatores estruturais, fatores externos), células unitárias de alguns polímeros (polietileno – PE, polipropileno – PP, poli hexametileno adipamida - Nylon 6,6, polietileno tereftalato – PET.

Síntese de Polímeros: introdução, classificação dos processos de polimerização, polimerização em etapas (características da polimerização em etapas, fatores que afetam a polimerização em etapas), polimerização em cadeias (polimerização em cadeia via radicais livres, iônica), polimerização por abertura de anel, copolimerização, métodos de polimerização quanto ao arranjo físico (polimerização em massa, em solução, em suspensão, em emulsão) degradação (depolimerização, térmica, ataque a grupos laterais)

Massas Moleculares e sua Distribuição em Polímeros: introdução, tipos de massas moleculares médias (massa molecular numérica média, ponderal média, viscosimétrica média, z – média), curvas de distribuição de massa molecular, distribuições teóricas de massa molecular (policondensação com cadeias lineares, polimerização em cadeia), principais métodos experimentais para a determinação de massas moleculares, princípios de fracionamento (solubilidade, cromatografia de exclusão por tamanho - SEC)

Comportamento Térmico de Polímeros: introdução, temperaturas de transição características em polímeros (temperatura de transição vítrea ou Tg, de fusão cristalina ou Tm, de cristalização ou Tc), influência da estrutura química sobre Tg e Tm (rigidez/flexibilidade da cadeia principal, polaridade, grupo lateral, simetria, copolimerização, peso molecular, ramificações), influência de fatores externos sobre Tg e Tm, resumo dos fatores que interferem na cristalinidade, Tg e Tm; cinética de cristalização (nucleação, crescimento, cristalização total, taxa de cristalização isotérmica), temperatura de fusão em equilíbrio.

Comportamento Mecânico de Polímeros: introdução, viscoelasticidade de polímeros (modelos de viscoelasticidade linear, fluência e relaxação de tensão, elasticidade da borracha), características da fratura (mecanismo da fratura frágil, mecanismo da fratura dúctil em sistema tenacificados), considerações sobre ensaios mecânicos em polímeros (ensaios com registro de curvas tensão-deformação, ensaios com solicitação sob impacto), parâmetros que influem no comportamento mecânico dos polímeros (estrutura química cristalinidade, massa molecular, plastificante, água e monomero residual, copolimerização, fibras para reforçamento, elastômeros para tenacificação), princípios de superposição (das tensões, tempo-temperatura), teoria da reptação, estados físicos em polímeros.