Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

sejam desconsiderados. Ligações simples de cadeia são capazes de rotação e flexão nas 3
dimensões. Considere-se uma cadeia de átomos na Figura 15.5a; um terceiro átomo de carbono
pode ficar em qualquer ponto no cone de revolução e ainda manter um ângulo de cerca de 109 o
com a ligação entre os 2 outros átomos. Um segmento de cadeia reta resulta quando sucessivos
átomos da cadeia são posicionados como na Figura 15.5b. Por outro lado, a flexão da cadeia e a
torção da cadeia são possíveis quando existe uma rotação dos átomos da cadeia para outras
posições, como ilustrado na Figura 15.5c 1 . Assim, uma única molécula de cadeia composta de
muitos átomos de cadeia poderia assumir uma forma similar àquela representada na Figura 15.6,
tendo uma multitude de flexões, torções e retorcimentos(olhetes ou cocas) 2 . Também indicada nesta
figura está a distância extremidade-à-extremidade (ou ponta-à-ponta) da cadeia do polímero, r ;
esta distância é muito menor do que o comprimento total da cadeia.
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1 Para alguns polímeros, rotação dos átomos de carbono da espinha dorsal dentro do cone pode
ser impedida por elementos de volumosos grupos laterais das cadeias vizinhas.
2 O termo conformação é às vezes usado em referência ao delineamento físico de uma molécula, ou
forma molecular, que só pode ser alterada por rotação da cadeia de átomos ao redor de ligações
simples.
Figura 15.5 - Representações esquemáticas de como a forma da cadeia de polímero é influenciada
pelo posicionamento dos átomos de carbono da espinha dorsal (círculos cheios). Para (a) , o átomo
mais à direita pode ficar em qualquer lugar dentro do círculo tracejado e ainda manter um ângulo de
109 o com a ligação entre os outros 2 átomos. Segmentos retos e torcidos são gerados quando os
átomos da espinha dorsal estão situados como em (b) e (c), respectivamente, (Adaptado a partir de
Donald R. Askeland, The Science and Engineering of Materials, 2nd ed. [ Boston; PWS-KENT
Publishing Company, 1989] p.517, Copyright por Wadsworth, Inc., Reimpresso por permissão de
PWS-KENT Publishing Company, uma divisão de Wadsorth,Inc.).
Alguns polímeros consistem de grande número de cadeias moleculares, cada uma das quais
pode flexionar, rebobinar e retorcer da maneira como indicada na Figura 15.6. Isto conduz a uma
extensiva intermaclação e emaranhamento das moléculas de cadeias vizinhas, uma situação similar
àquela de uma linha de pescar que experimenta um retrochicoteamento a partir da carretilha da vara
de pescar. Estas bobinas randômicas e emaranhamento moleculares são responsáveis por um
número de importantes características de polímeros, que incluem as grandes extensões elásticas
exibidas por materiais de borracha.
Figura 15.6 - Representação esquemática de uma única molécula de cadeia polimérica que tem
numerosos retorcimentos e bobinas produzidas por rotações de ligações de cadeia. (A partir de L
R.G. Treloar, The Physics of Rubber Elasticity, 2nd edition, Oxford University Press, Oxford,
1958, p.47).
Algumas das características mecânicas e térmicas dos polímeros são um função da