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Subhadeep Chakraborty* and Abhijit Bandyopadhyay
Journal of Polymer Science & Applications (JPSA) é um periódico multidisciplinar revisado por pares, dedicado a fornecer os recentes avanços e inovações da ciência aplicada de polímeros em vários campos da ciência, tecnologia, engenharia e medicina, juntamente com as implicações socioeconômicas da aplicação comercial de polímeros. . A revista também admite as áreas emergentes no respectivo campo nos últimos tempos. A revista concentra-se principalmente na síntese de polímeros, métodos de caracterização de polímeros (por exemplo, térmico, espectroscópico, mecânico, etc.), física e propriedades de polímeros; e suas possíveis aplicações. Todos os materiais à base de polímeros, por exemplo, misturas, compósitos e nanocompósitos, bem como copolímeros e redes poliméricas, são cobertos pelo escopo da revista.
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As principais áreas de aplicação de polímeros incluem, mas não estão limitadas a:
Biopolímeros
Biopolímeros são os polímeros feitos de biomassa e são biodegradáveis com a ação do calor, da umidade e de microrganismos. Os biopolímeros podem ser produzidos a partir de resíduos de amido de uma cultura cultivada para uso alimentar. Contraditoriamente aos polímeros sintéticos, a utilização alargada de biopolímeros reduziria a dependência de combustíveis fósseis e são facilmente biodegradáveis. O biopolímero pode ser uma proteína, ácido nucleico, lipídeo, carboidrato ou polissacarídeo, desenvolvido a partir de seres vivos. Os biopolímeros de DNA desempenham um papel importante no corpo humano e na ecosfera. Alguns tipos de biopolímeros incluem biopolímeros à base de açúcar, biopolímeros à base de amido e biopolímeros à base de celulose e biopolímeros à base de material sintético.
Polímeros eletroativos e atuadores poliméricos
Polímeros eletroativos são aqueles que apresentam mudança de forma e tamanho quando são excitados sob um campo elétrico. Esses polímeros sofrem grande deformação sustentada pela força aplicada. Estes são amplamente utilizados na produção de atuadores e sensores. Os atuadores poliméricos podem mudar sua forma de acordo com as mudanças nas condições ambientais e realizar trabalhos mecânicos.
Fricção, desgaste e lubrificação
O atrito e o desgaste dos polímeros surgem devido à deformação das moléculas poliméricas na superfície quando uma força é aplicada. O atrito e o desgaste podem ser reduzidos pela incorporação de fibras no material. A lubrificação dos polímeros é adquirida pela aplicação de lubrificante sobre o polímero, que se difunde no polímero e resulta na alteração das propriedades mecânicas do polímero.
Hidrogéis
Hidrogéis são materiais poliméricos inchados com água que são estruturas de rede 3-D definidas obtidas de polímeros sintéticos e naturais que podem absorver e reter uma quantidade significativa de água. Os hidrogéis são os primeiros biomateriais desenvolvidos para uso humano. Os hidrogéis são formados pela ligação cruzada de cadeias poliméricas por meio de interações físicas, iônicas e covalentes e possuem a capacidade de absorver água. Hidrogéis com amplas aplicações e utilizados em curativos, distribuição de medicamentos, agricultura, absorventes higiênicos, bem como sistemas transdérmicos, materiais dentários, implantes, sistemas poliméricos injetáveis, aplicações oftálmicas, órgãos do tipo híbrido.
Embalagem
Geralmente, o vidro é usado para embalagens de formulações líquidas, mas os plásticos são usados na era atual porque são impermeáveis a líquidos. Os polímeros amplamente utilizados em embalagens incluem polietileno, polipropileno, poliestireno, cloreto de polivinila e cloreto de poliviniledeno. Esses polímeros são utilizados na embalagem de produtos sólidos, semissólidos e líquidos.
Engenharia Plástica
Engenharia de Plásticos consiste em processar, projetar, desenvolver e fabricar produtos plásticos. O plástico é um material sintético feito de uma ampla variedade de polímeros orgânicos e eles podem ser moldados enquanto são macios e depois definidos em uma forma rígida ou ligeiramente elástica. A engenharia de plásticos abrange o projeto, processamento, desenvolvimento e fabricação de produtos plásticos. Um plástico é um material polimérico que se encontra no estado semilíquido, possuindo a propriedade de plasticidade e apresentando fluidez. A engenharia de plásticos abrange materiais plásticos e máquinas plásticas. O campo da engenharia de plásticos envolve a aplicação de princípios científicos e de engenharia ao desenvolvimento de uma ampla variedade de produtos poliméricos.
Aplicações biomédicas de polímeros
Os polímeros são uma das maiores classes de biomateriais com enormes aplicações biomédicas. As aplicações biomédicas dos polímeros incluem o desenvolvimento de materiais protéticos, implantes, curativos, materiais odontológicos e outros suprimentos descartáveis. Os polímeros também são utilizados na formulação de medicamentos de liberação controlada, fabricação de lentes de contato e intraoculares, etc.
Polimerização
Os polímeros são formados por meio de reações químicas conhecidas como polimerizações. A maioria dos polímeros é produzida através de dois tipos básicos de reação. O primeiro tipo de reação de polimerização é conhecido como polimerização por condensação ou polimerizações de crescimento em etapas. O segundo tipo de reação é conhecido como crescimento em cadeia ou polimerização por adição. Nas polimerizações por condensação, quando dois monômeros reagem para produzir uma unidade repetida e uma molécula menor, como a água. Um exemplo: Polimerização de náilon a partir de monômeros com ácidos carboxílicos e aminas básicas. Esta reação mostra uma cadeia de ligação entre cada monômero e produz H2O como subproduto. Também é usado em roupas para produzir fibras de náilon para roupas. A polimerização por adição ocorre quando um monômero forma um radical livre altamente reativo ou uma molécula com um elétron desemparelhado. O radical livre reage rapidamente com outro monômero e causa uma unidade repetida com outro radical livre. Uma rápida reação em cadeia faz com que a cadeia do polímero e a polimerização cresçam por mais tempo. Um exemplo de polímero produzido por meio de polimerização de crescimento em cadeia é o poliestireno e é usado em copos descartáveis. Polimerização por crescimento em cadeia dividida em polimerização por adição catiônica e polimerização por adição aniônica. Um caso especial de polimerização por crescimento em cadeia leva à polimerização viva. A maioria das reações de fotopolimerização e polimerização de anel aberto são reações de polimerização de crescimento em cadeia. Outras reações de polimerização incluem polimerização em emulsão, dispersão, suspensão e polimerização plasmática, etc. A copolimerização é um processo no qual uma mistura de mais de uma ou diferentes espécies monoméricas pode polimerizar e formar um copolímero. O copolímero é definido como um polímero obtido pela ligação de dois ou mais tipos diferentes de monômeros na mesma cadeia. Os copolímeros são classificados em copolímeros alternados, copolímeros aleatórios, copolímeros de enxerto e copolímeros em bloco. Nylon 66 é um copolímero de hexametilenodiamina e ácido adípico.
Nanotecnologia de Polímeros
Nanotecnologia de Polímeros é o estudo e aplicação da nanotecnologia em matrizes de nanopartículas poliméricas. Nanocompósitos Poliméricos (PNC) consistem em um polímero ou copolímero possuindo nanopartículas dispersas na matriz polimérica. A nanotecnologia de polímeros tem amplas aplicações em vários campos, como biotecnologia, produtos biomédicos, distribuição de medicamentos e produtos farmacêuticos. Nanopartículas poliméricas são usadas em tintas à base de água, adesivos, revestimentos, adesivos sensíveis à pressão, diagnósticos médicos e látex redispersíveis.
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Subhadeep Chakraborty* and Abhijit Bandyopadhyay
Masahiro Goto*
Sivakumar Manickam*
Zhenbao Liu*
María D. Veiga*
Nooshin Tasharrofi*