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 “Fisico-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.

Introdução geral
1 – Histórico
2 – O mercado de plástico no Brasil e no mundo
3 – Conceito de polímero
a) Grupos funcionais reativos
b) Duplas ligações reativas
4 – Terminologia
5 – Fontes de matérias-primas
a) Produtos naturais
b) Hulha ou carvão mineral
c) Petróleo
6 – Exercícios propostos

Estrutura molecular dos polímeros
1 – Forças moleculares em polímeros
a – Ligações moleculares primárias ou intramoleculares
b – Ligações moleculares secundárias ou intermoleculares
2 – Funcionalidade
3 – Tipos de cadeias
4 – Copolímero
5 – Classificação dos polímeros
a) Quanto à estrutura química
I – Polímeros de cadeia carbônica
II – Polímeros de cadeia heterogênea
b) Quanto ao método de preparação
I – Polímeros de adição
II – Polímeros de condensação
c) Quanto ao comportamento mecânico
d) Quanto ao desempenho mecânico
6 – Configuração de cadeias poliméricas
a) Encadeamento em polímeros
b) Isomeria cis/trans/vinil em dienos
c) Taticidade
7 – Conformação de cadeias poliméricas
a) Novelo, aleatório ou enrodilhada
b) Zig-zag planar
c) Helicoidal, hélice ou espiral
8 – Exercícios propostos

Comportamento do polímero em solução
1 – Importância tecnológica
2 – Conformação da cadeia polimérica em solução
a) Modelo da cadeia livremente ligada
b) Modelo de cadeia com rotação tetraédrica livre
c) Modelo de cadeia com movimento restrito
3 – Condição q
a) Teoria do volume excluído
4 – Solubilização de um polímero
a) Regras básicas (empíricas) da solubilização de um polímero
b) Efeito do tipo de cadeia polimérica na solubilização
5 – Energia coesiva em polímeros
a) Parâmetro de solubilidade
b) Parâmetro de solubilidade generalizado
c) Métodos para a determinação do parâmetro de solubilidade
I)Constante de atração molar
II)Inchamento
6 – Fracionamento em polímeros
a) Adição de um não-solvente
b) Evaporação do solvente
c) Alteração da temperatura
I)Fracionamento por eluição com aumento da temperatura (TREF)
II)Fracionamento por cristalização (CRYSTAF)
7 – Exercícios propostos

Estrutura molecular do estado sólido
1 – Introdução
2 – Modelos de morfologia de polímeros semicristalinos
a) Modelo da Miscela franjada
b) Modelo das cadeias dobradas, lamelas ou cristal único
3 – Estruturas macroscópicas de cristalização
a) Estrutura esferulítica
b) Estrutura Shish-kebab
4 – Ligações interlamelare
5 – Grau de cristalização
6 – Fatores que alteram a cristalinidade
a) Fatores estruturais
I) Linearidade da cadeia
II) Taticidade
III) Grupo lateral
IV) Configuração em torno de duplas ligações
v) Polaridade
VI) Rigidez/flexibilidade da cadeia principal
VII) Copolimerização
b) Fatores externos
I) Impurezas ou aditivos
II) Segunda fase
7 – Células unitárias de alguns polímeros
a) Polietileno (PE)
b) Polipropileno (PP)
c) Polihexametileno adipamida (náilon 6,6)
d) Polietileno tereftalato (PET)

Síntese de polímeros
1 – Introdução
2 – Classificação dos processos de polimerização
3 – Polimerização em etapas
a) Características da polimerização em etapas
b) Fatores que afetam a polimerização em etapas
4 – Polimerização em cadeia
a) Polimerização em cadeia via radicais livres
b) Polimerização iônica
5 – Polimerização por abertura de anel
6 – Copolimerização
7 – Métodos de polimerização quanto ao arranjo físico
a) Polimerização em massa
b) Polimerização em solução
c) Polimerização em suspensão
d) Polimerização em emulsão
8 – Degradação
a) Depolimerização (ou despolimerização)
b) Térmica
c) Ataque a grupos laterais
9 – Exercícios propostos

Massas molares e sua distribuição em polímeros
1 – Introdução
2 – Tipos de massas molares médias
a) Massa molar numérica média ( )
b) Massa molar ponderal média ( )
c) Massa molar viscosimétrica média ( )
d) Massa molar Z - média ( )
3 – Curva de distribuição de massa molar
4 – Distribuições teóricas de massa molar
a) Policondensação com cadeias lineares
b) Polimerização em cadeia
5 – Principais métodos experimentais para a determinação de massas molares
a) Massa molar numérica média (
I) Osmometria
II) Ebuliometria
III) Crioscopia
IV) Cromatografia de exclusão por tamanho (SEC, GPC)
b) Massa molar ponderal média ( )
I) Espalhamento de luz
II) Ultracentrifugação
c) Massa molar-z média ( )
d) Massa molar viscosimétrica média ( )
I) Viscosimetria de soluções diluídas
6 – Princípios de fracionamento
a) Solubilização
b) Cromatografia de exclusão por tamanho (SEC)

Comportamento térmico dos polímeros
1 – Introdução
2 – Temperaturas de transição características em polímeros
a) Temperatura de transição vítrea ou Tg
b) Temperatura de fusão cristalina ou Tm
c) Temperatura de cristalização ou Tc
3 – Influência da estrutura química sobre Tg e Tm
a) Simetria
b) Rigidez/flexibilidade da cadeia principal
c) Polaridade
d) Efeito estérico do grupo lateral
e) Isomeria
f) Copolimerização
g) Massa molar
h) Ramificações
4 – Influência de fatores externos sobre Tg e Tm
5 – Resumo dos fatores que interferem na cristalinidade Tg e Tm
6 – Cinética de cristalização
a) Nucleação
b) Crescimento
c) Cristalização total isotérmica
d) Taxa de cristalização isotérmica
7 – Temperatura de fusão em equilíbrio
8 – Exercícios propostos

Comportamento mecânico de polímeros
1 – Introdução
2 – Viscoelasticidade de polímeros
a) Modelos de viscoelasticidade linear
I) Modelo de Maxwell
II) Modelo de Voigt
III) Modelo de Maxwell-Voigt
b) Fluência e relaxação de tensão
c) Elasticidade da borracha
3 – Características da fratura
a) Mecanismo da fratura frágil
b) Mecanismo da fratura dúctil em sistemas tenacificados
I) Escoamento por bandas de cisalhamento
II) Fissuramento
4 – Considerações sobre ensaios mecânicos em polímeros
a) Ensaios com registro de curvas tensão-deformação
b) Ensaios com solicitações sob impacto
5 – Parâmetros que influem no comportamento mecânico dos polímeros
a) Estrutura química
b) Cristalinidade
c) Massa molar
d) Plastificante, água e/ou monômero residual
e) Copolimerização
f) Fibras para reforçamento
g) Elastômeros para tenacificação
6 – Princípios de superposição
a) Das tensões
b) Tempo-temperatura
7 – Teoria da reptação
8 – Estados físicos em polímeros
9 – Métodos físico-químicos de transformação de polímeros
a) Métodos físicos
b) Métodos químicos
10 – Exercícios propostos

Experimentos com polímeros
1 – Identificação de plásticos e borrachas
2 – Solubilidade de polímeros
3 – Espectroscopia de absorção no infravermelho
4 – Cristalização em polímeros
5 – Determinação da cristalinidade por densidade
6 – Determinação da cristalinidade por calorimetria diferencial de varredura (DSC)
7 – Polimerização em massa via radicais livres do metacrilato de metila
8 – Determinação da massa molar viscosimétrica média através de medidas de viscosidade de soluções diluídas
9 – Determinação do índice de fluidez (MFI)
10 – Determinação da temperatura de amolecimento VICAT
11 – Determinação da densidade de ligações cruzadas em borrachas vulcanizadas

Referências bibliográficas
Apêndice A
Apêndice B

Sebastião Vicente Canevarolo Júnior - Sebastião Vicente Canevarolo Júnior 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. Neste período 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. É Sócio Fundador e Diretor da Associação Brasileira de Polímeros-ABPol, Sócio Honorário da Associação Brasileira de Análise Térmica e Calorimetria-ABRATEC, Membro do Comitê Editorial da revista POLÍMEROS: Ciência e Tecnologia. Participou da organização de vários grandes congressos na área de polímeros no Brasil (XIICBECIMAT, 4CBPol, 1CBRATEC, 1SBE, PPS-Américas, MACRO2006) e um no exterior (PPS-18). Desenvolveu um sistema óptico portátil (hardware e software) para medida em tempo real da dispersão da segunda fase na extrusão de blendas poliméricas. Tem uma patente, publicou um livro nacional "Técnicas de Caracterização de Polímeros", um capítulo de livro internacional, 23 artigos em revista internacional, 11 em revistas nacionais e participou com 65 artigos em congressos nacionais e internacionais. Já orientou 15 dissertações de mestrado e 2 teses de doutorado. Já participou de projeto PRONEX do CNPq e de Temático da FAPESP, coordena convênio de cooperação científica internacional Brasil-Portugal e é representante da UFSCar na Rede Plastinet.
>> Site: http://