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A morfologia dos polímeros envolve o arranjo, o formato, o tamanho e o efeito do cristal no polímero sólido. Esta morfologia é importante pelo seu efeito nas propriedades finais do polímero sólido.
Os polímeros podem ser:
- Amorfos: são aqueles que não possuem capacidade de cristalizar, sendo amorfos em qualquer condição ou história térmica.
- Semicristalinos: geralmente chamados de polímeros cristalinos, são polímeros formados por regiões amorfas e regiões cristalinas. A região amorfa é aquela caracterizada por completa desordem de moléculas, ao contrário das regiões cristalinas, em que segmentos de cadeias moleculares estão estendidas, arranjadas de uma maneira ordenada, formando um empacotamento regular chamado cristalito. Normalmente, os polímeros nunca são 100% cristalinos. O PET enquadra-se na categoria dos polímeros semi-cristalinos.
O modelo tradicional usado para visualizar a morfologia e explicar as propriedades dos polímeros semicristalinos é a ?Micela Franjada?.
Em determinados trechos, os segmentos de cadeias moleculares estão perfeitamente ordenados, formando as regiões cristalinas e em outros segmentos dessas mesmas moléculas estão desordenados, correspondendo às regiões amorfas. A molécula é, portanto, muito maior do que o comprimento do cristalito.
As propriedades do PET dependem:
- Da fração das regiões cristalinas (grau de cristalização)
- Tipo e tamanho dos cristais
- Orientação das cadeias moleculares e dos cristais.
A morfologia do PET depende das condições do processamento. O PET completamente amorfo ou com baixo grau de cristalização é obtido após rápido resfriamento do polímero fundido, tal como acontece com o extrudado do reator de polimerização e com a pré-formas injetadas.
O PET amorfo obtido é um sólido transparente com baixas propriedades físicas (baixa barreira a gases) e mecânicas (baixa resistência mecânica e baixo módulo de elasticidade).
A morfologia do PET semicristalino varia conforme o processo de obtenção, existindo basicamente duas cristalizações bem distintas:
- Cristalização térmica, e
- Cristalização induzida por tensão.
A cristalização térmica é realizada por resfriamento lento do PET fundido ou por aquecimento formando cristais de estrutura esferulítica. A cristalização esferulítica resulta em um sólido branco, opaco, frágil, com maior resistência térmica e mecânica do que o PET amorfo.
Devido o maior empacotamento das moléculas, a cristalização aumenta a densidade e reduz o volume do sólido obtido.
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