Principal diferença - Polímero ramificado vs polímero linear

Um polímero é um tipo de macromolécula produzida pela polimerização de pequenas unidades conhecidas como monômeros. Os polímeros são um grupo diversificado de macromoléculas. Portanto, há uma série de classificações para categorizar polímeros com base na origem (como polímeros naturais, sintéticos), propriedades (como elastômeros, termoendurecíveis, termoplásticos), mecanismo de polimerização (como polimerização por adição, polimerização por condensação), estrutura, etc. Com base na estrutura de um polímero, pode ser um polímero linear, um polímero ramificado ou um polímero em rede. A principal diferença entre polímero ramificado e polímero linear é que polímeros ramificados têm uma estrutura ramificada, enquanto os polímeros lineares têm uma estrutura linear.

Principais áreas cobertas

1. O que é um polímero ramificado - Definição, diferentes formas e propriedades 2. O que é um polímero linear - Definição, diferentes formas e propriedades 3. Quais são as semelhanças entre o polímero ramificado e o polímero linear - Esboço de características comuns 4. Qual é a diferença entre polímero ramificado e polímero linear - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Atático, Polímero ramificado, Isotático, Polímero Linear, Macromolécula, Monômeros, Polímero, Polimerização, Sindiotático, Tacticidade

O que é um polímero ramificado

Um polímero ramificado é uma macromolécula feita a partir da polimerização de monômeros e possui uma estrutura ramificada. A ramificação dos polímeros ocorre pela substituição de alguns átomos da cadeia do polímero por substituintes. As propriedades desses polímeros são afetadas principalmente pela quantidade de ramificação. O substituinte é outra cadeia polimérica composta por unidades monoméricas covalentemente ligadas. Essas cadeias laterais podem ser cadeias curtas ou cadeias longas.

Diferentes tipos de polímeros ramificados

Enxerto de polímero

Um polímero de enxerto é um polímero ramificado com cadeias laterais compostas por monômeros diferentes daquele da cadeia principal. Em outras palavras, é um copolímero segmentado composto de uma estrutura linear substituída por ramos de um polímero de um tipo diferente.

Figura 1: Um polímero de enxerto

Comb Polymer

De acordo com o livro de ouro da IUPAC, um polímero de pente é um polímero composto de macromoléculas de pente. Em outras palavras, ele é composto de cadeias laterais no mesmo lado da espinha dorsal, e o polímero então aparece como um pente.

Escova de polímero

Essa forma de polímeros se parece com um pincel em que a espinha dorsal é substituída por cadeias laterais de diferentes pontos. A densidade é alta nesses polímeros.

Polímero em forma de estrela

Esta forma é a forma mais simples de outras formas de polímero ramificado. Esta estrutura contém várias cadeias poliméricas lineares anexadas a um núcleo central.

Figura 2: Diferentes estruturas de polímero ramificado

Alguns exemplos de polímeros ramificados

Os polímeros ramificados são frequentemente amorfos, uma vez que não podem ser compactados de maneira regular devido à presença de ramificações. Portanto, a densidade também é menor do que os polímeros lineares. Eles têm pontos de fusão e de ebulição mais baixos.

O que é um polímero linear

Um polímero linear é uma macromolécula feita de muitas unidades monoméricas dispostas em linha reta. Um polímero linear consiste em uma única cadeia contínua de unidades repetidas. Os átomos ligados uns aos outros covalentemente formam a espinha dorsal do polímero. Um polímero linear pode ter grupos laterais ligados à estrutura. Esses grupos laterais são chamados de grupos pendentes. Mas esses grupos laterais não são cadeias laterais. Se fossem cadeias laterais, o polímero não seria mais linear; é então um polímero ramificado.

Em um polímero linear, os grupos pendentes podem ser dispostos em padrões diferentes. Esses padrões são descritos sob o conceito de tacticidade - a regularidade relativa de uma cadeia polimérica. Taticidade é o arranjo estereoquímico das unidades na cadeia principal de um polímero. De acordo com a taticidade de um polímero, esses polímeros lineares podem ser divididos em três grupos principais como polímeros isotáticos, polímeros sindiotáticos e polímeros atáticos.

Tacticidade em polímeros

Polímeros Isotáticos

Os polímeros isotáticos têm seus grupos pendentes no mesmo lado da cadeia do polímero. Esses polímeros são geralmente semicristalizados.

Polímeros sindiotáticos

Os polímeros sindiotáticos têm seus grupos pendentes em um padrão alternado. Na maioria das vezes, são polímeros cristalinos.

Polímeros Atáticos

Os polímeros atáticos têm os grupos pendentes de maneira aleatória. Os polímeros atáticos são amorfos.

Figura 3: Tacticidade em polímeros

O backbone pode ser feito do mesmo monômero ou de monômeros diferentes. Se for o mesmo polímero, é denominado homopolímero linear. Se o backbone for feito de monômeros diferentes, ele é chamado de copolímero linear. Esses copolímeros podem ser encontrados em diferentes formas, como copolímeros alternados (onde a cadeia do polímero é composta de monômeros alternados regulares), copolímeros periódicos (onde os monômeros estão dispostos em uma sequência repetitiva) e copolímeros em bloco (onde os blocos de monômeros diferentes são dispostos em uma cadeia linear).

Alguns exemplos de polímeros lineares

Os polímeros lineares são frequentemente semicristalinos ou cristalinos; uma vez que não há ramificações, as cadeias de polímero podem ser compactadas com firmeza. Portanto, a densidade é alta. O ponto de fusão e o ponto de ebulição são aumentados porque uma alta energia é necessária para separar essas cadeias de polímero que são compactadas.

Semelhanças entre polímero ramificado e polímero linear

Diferença entre polímero ramificado e polímero linear

Definição

Polímero ramificado: Um polímero ramificado é uma macromolécula feita a partir da polimerização de monômeros e possui uma estrutura ramificada.

Polímero Linear: Um polímero linear é uma macromolécula feita de muitas unidades monoméricas dispostas em linha reta.

Estrutura

Polímero ramificado: Os polímeros ramificados têm cadeia polimérica linear substituída por uma ou mais cadeias poliméricas (cadeias poliméricas curtas ou longas).

Polímero Linear: Os polímeros lineares têm uma cadeia de polímero reta que pode ou não ser composta por grupos pendentes.

Ramificação

Polímero ramificado: A ramificação está presente em polímeros ramificados.

Polímero Linear: A ramificação está ausente em polímeros lineares.

Grupos paralelos

Polímero ramificado: Os polímeros ramificados têm cadeias de polímero como grupos laterais.

Polímero Linear: Os polímeros lineares têm grupos pendentes como grupos laterais. Eles não são cadeias de polímero.

Embalagem

Polímero ramificado: Polímeros ramificados são fracamente embalados.

Polímero Linear: As cadeias lineares de polímero podem ser compactadas com firmeza.

Densidade

Polímero ramificado: A densidade dos polímeros ramificados é baixa.

Polímero Linear: A densidade dos polímeros lineares é alta.

Ponto de fusão e ebulição

Polímero ramificado: O ponto de fusão e ebulição dos polímeros ramificados é inferior ao dos polímeros lineares.

Polímero Linear: O ponto de fusão e ebulição dos polímeros lineares é maior do que o dos polímeros ramificados.

Complexidade

Polímero ramificado: Os polímeros ramificados têm uma estrutura complexa.

Polímero Linear: Os polímeros lineares têm uma estrutura simples.

Exemplos

Polímero ramificado: Alguns exemplos de polímeros ramificados incluem amido, glicogênio, etc.

Polímero Linear: Alguns exemplos de polímeros lineares incluem Teflon, polipropileno, etc.

Conclusão

Um polímero é uma molécula gigante que contém um grande número de unidades repetidas. Os polímeros podem ser agrupados como polímeros lineares e polímeros ramificados, dependendo de suas estruturas. A principal diferença entre o polímero ramificado e o polímero linear é que os polímeros ramificados têm uma estrutura ramificada, enquanto os polímeros lineares têm uma estrutura linear.

Referências:

1. “Banco de dados de propriedades do polímero.” Polímeros ramificados, disponíveis aqui.2. Lazonby, John. “Polímeros: uma visão geral.” The Essential Chemical Industry online, disponível aqui.3. “Ramificação (química de polímero).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 de outubro de 2017, disponível aqui.4. “Tacticidade.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2 de dezembro de 2017, disponível aqui.5. União Internacional de Química Pura e Aplicada. “Pente polímero.” Livro IUPAC Gold - polímero pente, disponível aqui.

Cortesia de imagem:

1. “Copolímero de enxerto 3D” de Minihaa - Trabalho próprio (CC0) via Commons Wikimedia2. “RAFT Architecture” de Chem538w10grp4 - Trabalho próprio (domínio público) via Commons Wikimedia3. “Polypropylene tacticity de” Por Minihaa - Própria obra (CC0) via Commons Wikimedia