Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Características dos Polímeros


A caracterização de polímeros é uma parte ampla e essencial da química de polímeros, que é, por sua vez, um ramo da química orgânica. O objetivo da caracterização de polímeros é compreender e determinar a estrutura, propriedades e características de desempenho de materiais poliméricos. Este campo é importante no desenvolvimento de novos materiais e na melhoria dos materiais existentes. Vamos dar uma olhada profunda nos aspectos fundamentais da caracterização de polímeros e aprender como ela desempenha um papel importante na ciência dos materiais.

O que são polímeros?

Polímeros são grandes moléculas compostas por unidades estruturais repetitivas conhecidas como monômeros. A palavra "polímero" deriva das palavras gregas "poly", que significa "muitos", e "meros", que significa "parte". Os polímeros podem ser naturais, como proteínas e DNA, ou sintéticos, como plásticos e fibras sintéticas. O processo de fabricação de polímeros a partir de monômeros é chamado de polimerização.

Importância da caracterização de polímeros

Compreender e caracterizar polímeros é importante por vários motivos:

  • Garantir o controle de qualidade na produção de polímeros.
  • Ajudar no desenvolvimento de novos materiais poliméricos com propriedades específicas para aplicações específicas.
  • Ajuda a prever o desempenho e a vida útil dos materiais poliméricos.
  • Auxilia na conformidade com os padrões regulatórios.

Métodos de caracterização de polímeros

Existem muitos métodos usados para caracterizar polímeros. Esses métodos geralmente se enquadram em algumas categorias principais, como caracterização estrutural, análise térmica, caracterização mecânica e análise química, etc.

Caracterização estrutural

O objetivo da caracterização estrutural é compreender o arranjo dos átomos no polímero. Algumas das técnicas utilizadas na caracterização estrutural são:

  • Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN): Este método fornece informações detalhadas sobre a estrutura carbono-hidrogênio dos polímeros. A RMN é particularmente útil na identificação da estrutura química, sequência de cadeias e estratégia (estereoquímica das unidades repetitivas).
  • Difração de raios X (DRX): A DRX é usada para determinar a estrutura cristalina dos polímeros. As regiões cristalinas dispersam os raios X em um padrão que pode ser analisado para obter informações sobre o arranjo atômico.
  • Espectroscopia de infravermelho (IV): A espectroscopia IV é usada para identificar grupos funcionais em polímeros, examinando transições vibracionais das moléculas.
  • Cromatografia de exclusão por tamanho (SEC): Também conhecida como cromatografia por permeação em gel (GPC), a SEC é usada para determinar a distribuição de peso molecular de uma amostra de polímero.
Análise Estrutural

Análise térmica

É importante avaliar como um polímero se comporta sob diferentes condições de temperatura. Esta compreensão ajuda a determinar os limites de aplicação:

  • Calorimetria diferencial de varredura (DSC): A DSC mede o fluxo de calor associado a transições em materiais e fornece informações sobre ponto de fusão, temperatura de transição vítrea e temperatura de cristalização.
  • Análise termogravimétrica (TGA): A TGA mede as mudanças no peso de uma amostra de polímero em função da temperatura e fornece informações sobre estabilidade térmica e estrutura.
Transição Térmica

Caracterização mecânica

As propriedades mecânicas dos polímeros são importantes para suas aplicações nas indústrias, e os seguintes métodos são usados para definir essas propriedades:

  • Teste de tração: Este teste avalia como um material polimérico se comporta sob tensão, determinando sua resistência à tração, elasticidade e alongamento na ruptura.
  • Teste de flexão: Avalia a capacidade de uma amostra de polímero de resistir à deformação sob carga. Isso é particularmente relevante para materiais usados em aplicações estruturais.

Análise química

A análise química envolve a análise da estrutura química e do comportamento de reação dos polímeros:

  • Análise elementar (AE): Determina a composição elementar dos polímeros, medindo os níveis de carbono, hidrogênio, nitrogênio, etc.
  • Espectrometria de massa (EM): A EM ajuda a entender a massa molecular e a estrutura dos polímeros.

Exemplos de caracterização de polímeros

Exemplo 1: Determinação do peso molecular usando cromatografia por permeação em gel (GPC)

A cromatografia por permeação em gel é amplamente utilizada para determinar a distribuição de peso molecular de um polímero, o que é importante para compreender seu processamento e comportamento mecânico. No GPC:

  • A amostra do polímero é dissolvida em um solvente adequado.
  • A solução é passada através de uma coluna preenchida com esferas porosas.
  • Moléculas maiores são liberadas primeiro, moléculas menores são liberadas depois devido à exclusão por tamanho.
  • Um detector mede a quantidade de polímero em vários momentos, a partir dos quais a distribuição de peso molecular é calculada.

Exemplo 2: Análise da cristalinidade de polímeros com difração de raios X (DRX)

A DRX ajuda a determinar o grau de cristalinidade dos polímeros, o que afeta sua resistência e propriedades térmicas. A análise da cristalinidade inclui:

  • Colocar uma amostra de polímero em um difratômetro de raios X.
  • Raios X são direcionados para a amostra e o padrão de difração é medido.
  • Os picos no padrão de difração correspondem aos planos atômicos nas regiões cristalinas.
  • Ao analisar a intensidade dos picos, a cristalinidade pode ser quantificada.
Padrão DRX (cristalino)

Conclusão

A caracterização de polímeros é um campo de estudo multifacetado que fornece uma visão profunda das propriedades e potenciais aplicações dos polímeros. Seja por meio da análise estrutural, análise térmica ou testes mecânicos, cada método contribui para uma compreensão abrangente dos materiais poliméricos. Este conhecimento é vital para a inovação em campos que vão desde a aeronáutica até a biomedicina, onde os polímeros desempenham papéis integrais. À medida que a tecnologia evolui, a precisão e a profundidade da caracterização de polímeros continuam a crescer, impulsionando o avanço da ciência dos materiais.


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