a. Quais as fórmulas estruturais dos dois monômeros que dão origem ao Kevlar por reação de condensação? Escreva-as.
b. Qual o monômero que, contendo dois funcionais diferentes, origina o polímero Kevlar com uma estrutura ligeiramente modificada? Escreva as fórmulas estruturais desse monômero e do polímero por ele formado.
c. Como é conhecido o polímero sintético, não aromático, correspondente ao Kevlar?
b. Qual o monômero que, contendo dois funcionais diferentes, origina o polímero Kevlar com uma estrutura ligeiramente modificada? Escreva as fórmulas estruturais desse monômero e do polímero por ele formado.
c. Como é conhecido o polímero sintético, não aromático, correspondente ao Kevlar?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nas perguntas que você enviou. O exercício trata dos monômeros e polímeros relacionados ao Kevlar, que é um material super resistente usado em coisas como coletes à prova de balas. Vamos precisar entender as fórmulas estruturais dos monômeros que formam o Kevlar, como eles reagem para formar o polímero e também conhecer o nome de um polímero sintético não aromático que é parecido com o Kevlar. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química orgânica, especialmente sobre reações de condensação e estruturas de polímeros.
Passo 2
Parte a: Primeiro, vamos descobrir quais são os dois monômeros que, através de uma reação de condensação, formam o Kevlar. O Kevlar é feito a partir do ácido tereftálico e da para-fenilenodiamina.
A reação de condensação envolve a união de dois compostos com a eliminação de uma molécula pequena, como água. No caso do Kevlar, o ácido tereftálico (um ácido dicarboxílico) reage com a para-fenilenodiamina (um diamina).
As fórmulas estruturais desses monômeros são:
-
Ácido tereftálico:
-
Para-fenilenodiamina:
Passo 3
Parte b: Agora, vamos ver qual monômero com dois funcionais diferentes dá origem a um polímero semelhante ao Kevlar, mas com uma estrutura um pouco modificada. Esse monômero é conhecido como ácido isoftálico.
O ácido isoftálico possui dois grupos carboxílicos, mas eles estão em posições diferentes no anel benzênico, o que leva a uma estrutura de polímero ligeiramente diferente.
A fórmula estrutural do ácido isoftálico é:
Quando esse monômero reage com a para-fenilenodiamina através de uma reação de condensação, forma-se um polímero similar ao Kevlar, mas com uma ramificação devido ao grupo metil presente no ácido isoftálico.
A fórmula estrutural do polímero formado é:
Passo 4
Parte c: Por último, vamos identificar o polímero sintético não aromático que é equivalente ao Kevlar. Esse polímero é conhecido como Vectran.
Diferentemente do Kevlar, que possui estruturas aromáticas (anel benzênico), o Vectran utiliza unidades alifáticas, o que lhe confere propriedades diferentes, como maior resistência à abrasão e menor absorção de umidade, mantendo uma alta resistência e rigidez.
Resposta
a. As fórmulas estruturais dos monômeros que originam o Kevlar por reação de condensação são:
-
Ácido tereftálico:
-
Para-fenilenodiamina:
b. O monômero com dois funcionais diferentes que origina um polímero semelhante ao Kevlar é o ácido isoftálico. As fórmulas estruturais são:
-
Ácido isoftálico:
-
Polímero formado:
c. O polímero sintético não aromático correspondente ao Kevlar é conhecido como Vectran.