Apresentação de MCM.

  • ASSUNTO:

  • POLÍMEROS.

POLÍMEROS

  • O que são Polímeros?

  • Materiais orgânicos ou inorgânicos, naturais ou sintéticos, de alto peso molecular, cuja estrutura molecular consiste na repetição de pequenas unidades, chamadas meros, que compõem as macromoléculas.

  • Daí o nome:

  • poli (muitos) + mero.

Como são produzidos os polímeros?

  • Como são produzidos os polímeros?

  • A matéria prima que dá origem ao polímero chama-se monômero. No caso do polietileno (PE) é o etileno (ou eteno).

  • A molécula inicial (monômero) vai, sucessivamente, se unindo a outras, dando o dímero, trímero, tetrâmero, . . . até chegar ao polímero.

  • A esta reação que produz o polímero dá- se o nome de Reação de Polimerização.

Como é obtido o Monômero?

  • Como é obtido o Monômero?

  • As fontes de obtenção do Monômero podem ser divididas em três grupos: petróleo e gás natural, hulha e produtos naturais.

  • - Petróleo e Gás Natural: Através da destilação fracionada onde se obtém: gás de petróleo, gasolina, óleo diesel, óleo combustível, óleo lubrificante e asfalto. A polimerização destes produtos assim obtidos origina a grande variedade de materiais plásticos conhecidos na atualidade.

  • - Hulha,carvão mineral ou carvão de pedra: Produto sólido encontrado no subsolo resultante da fossilização de tecidos vegetais durante milhares de anos sob a ação de elevadas pressões e temperaturas na ausência de oxigênio. Foi um dos primeiros materiais conhecidos como fonte de matéria prima para a preparação de polímeros sintéticos. Através da destilação seca onde se obtém: gás de hulha, amônia, alcatrão de hulha e coque. Para fins químicos é o alcatrão que é constituído por uma mistura complexa de vários compostos orgânicos. A destilação fracionada se faz necessária para a separação dos constituintes desta mistura, o que origina as matérias primas que se destinam à produção de resinas plásticas.

- Produtos Naturais: Conjunto de vários exemplos de substâncias orgânicas encontradas na natureza usadas na fabricação de plásticos. A celulose é um destes exemplos (lignina). O amido, que é um carboidrato de cadeia longa, pode ser obtido a partir de produtos agrícolas como o milho. Os açucares existentes nos vegetais como a cana de açúcar e a beterraba, fornecem o álcool etílico. Que desidratado obtém-se o etileno, matéria prima do polietileno. Óleos e gorduras vegetais ou mesmo animais também se constituem em fonte importante de matérias primas para materiais plásticos. O óleo de rícino ou mamona é um caso deste tipo uma vez que permite a obtenção no nylon 11. Borracha.

  • - Produtos Naturais: Conjunto de vários exemplos de substâncias orgânicas encontradas na natureza usadas na fabricação de plásticos. A celulose é um destes exemplos (lignina). O amido, que é um carboidrato de cadeia longa, pode ser obtido a partir de produtos agrícolas como o milho. Os açucares existentes nos vegetais como a cana de açúcar e a beterraba, fornecem o álcool etílico. Que desidratado obtém-se o etileno, matéria prima do polietileno. Óleos e gorduras vegetais ou mesmo animais também se constituem em fonte importante de matérias primas para materiais plásticos. O óleo de rícino ou mamona é um caso deste tipo uma vez que permite a obtenção no nylon 11. Borracha.

Formação do Polímero:

  • Como de dividem os Polímeros?

  • Há diversas maneiras de se dividir os polímeros. Por isso adotamos sua classificação conforme suas características mecânicas, por ser a mais importante.

  • Deste modo os polímeros podem ser divididos em:

  • Termoplásticos.

  •  Termorrígidos (termofixos).

  •  Elastômeros (borrachas).

Termoplásticos:

  • São os chamados plásticos, constituindo a maior parte dos polímeros comerciais.

  • A principal característica desses polímeros é poder ser fundido diversas vezes. Dependendo do tipo do plástico, também podem dissolver-se em vários solventes.

  • Logo, sua reciclagem é possível, uma característica bastante desejável nos dias dias de hoje.

  • As propriedades mecânicas variam conforme o plástico:

  • Sob temperatura ambiente, podem ser maleáveis, rígidos ou mesmo frágeis.

  • Exemplos:

  • Polietileno (PE), polipropileno (PP), poli(tereftalato de etileno) (PET), policarbonato (PC), poliestireno (PS), poli(cloreto de vinila) (PVC), poli(metilmetacrilato) (PMMA)...

Termorrígidos (Termofixos):

  • São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura.

  • Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado a altas temperaturas promove decomposição do material antes de sua fusão.

  • Logo, sua reciclagem é complicada.

  • Exemplos:

  • Baquelite, usada em tomadas e no embutimento de amostras metalográficas; poliéster usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, etc., na forma de plástico reforçado (fiberglass).

Elastômeros (Borrachas):

  • Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos.

  • Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão, de forma análoga aos termorrígidos.

  • Exemplos:

  • Vários tipos de borracha.

Propriedades Mecânicas dos Polímeros.

  • Alta flexibilidade.

  • Variável ao longo de faixa bastante ampla, conforme o tipo de polímero e os aditivos usados na sua formulação;

  • Alta resistência ao impacto.

  • Tal propriedade, associada à transparência, permite substituição do vidro em várias aplicações.

  • . Baixas Temperaturas de Processamento

  • Alguns plásticos especiais requerem até 400oC para sua conformação.

  • Disso decorre baixo consumo de energia para conformação.

  • . Ajuste Fino de Propriedades através de Aditivação

  • Uso de fibras (vidro, carbono, boro) ou algumas cargas minerais (talco, mica, caolim, wolastonita) aumentam a resistência mecânica; As cargas fibrosas podem assumir forma de fibras curtas ou longas, redes, tecidos

Baixa Condutividade Elétrica

  • Baixa Condutividade Elétrica

  • Polímeros são altamente indicados para aplicações onde se requeira isolamento elétrico.

  • Baixa Condutividade Térmica

  • A condutividade térmica dos polímeros é cerca de mil vezes menor que a dos metais. Logo, são altamente recomendados em aplicações que requeiram isolamento térmico, particularmente na forma de espumas.

  • Estes dois últimos deve- se a ausência de elétrons livres.

  • . Maior Resistência a Corrosão

  • As ligações químicas presentes nos plásticos (covalentes/Van der Walls) lhes conferem maior resistência à corrosão por oxigênio ou produtos químicos do que no caso dos metais (ligação metálica).

Porosidade

  • Porosidade

  • O espaço entre as macromoléculas do polímero é relativamente grande. Isso confere baixa densidade ao polímero, o que é uma vantagem em certos aspectos.

  • A principal conseqüência deste fato é a limitação dos plásticos como material de embalagem, que fica patente no prazo de validade mais curto de bebidas acondicionadas em garrafas de PET.

Polímeros de Importância Industrial

Polietileno (PE)

  • Polietileno (PE)

  • - Cor natural: Branco (podendo ser utilizados pigmentos)

  • - Composição: H2C - H2C

  • • Principais Propriedades:

  • · elevada resistência química;

  • · boa resistência a impacto, mesmo a baixas temperaturas;

  • · ótimas propriedades de isolamento térmico;

  • · atóxico;

  • · pode ser usinado e soldado;

  • · baixo índice de absorção de água.

  • • Limitações:

  • · baixa resistência mecânica;

  • · sofre ação de raios ultraviolera e ozinio;

  • · não é inerte a ácidos oxidantes;

  • · pouca resistência ao corte;

  • · oxida em altas temperaturas.

Há quatro tipos básicos:

  • Há quatro tipos básicos:

  • - Polietileno de Baixa Densidade (PEBD):

  • Utilizado em filmes, laminados, recipientes, embalagens, brinquedos, isolamento de fios elétricos.

  • - Polietileno de Baixa Densidade Linear (PEBDL):

  • Sua flexibilidade e resistência ao impacto recomenda sua aplicação para embalagens de alimentos, bolsas de gelo, utensílios domésticos, canos e tubos.

  • - Polietileno de Alta Densidade (PEAD):

  • Utilizado em bombonas, recipientes, garrafas, filmes, brinquedos, materiais hospitalares, tubos para distribuição de água e gás, tanques de combustível automotivos.

  • - Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PEUAPM):

  • Engrenagens, componentes para bombas de líquidos corrosivos, implantes de ossos artificiais.

Exemplos da Aplicação de PE:

  • Caixa d’água de PE de Alta Densidade.

Polipropileno (PP)

  • Polipropileno (PP)

  • - Principais propriedades:

  • · Baixo custo;

  • · Elevada resistência química e a solventes;

  • · Fácil moldagem;

  • · Fácil coloração;

  • · Alta resistência à fratura por flexão ou fadiga;

  • · Boa resistência ao impacto acima de 15oC;

  • · Boa estabilidade térmica;

  • · Maior sensibilidade à luz UV e agentes de oxidação, sofrendo degradação com maior facilidade.

  • - Limitações:

  • · baixa resistência mecânica;

  • · sofre ação de raios ultravioleta e agente oxidante;

  • · resistência limitada à temperatura;

  • · oxidação em temperaturas elevadas;

  • · perda da resistência em baixas temperaturas.

  • -

Aplicações:

  • Aplicações:

  • Brinquedos; recipientes para alimentos, remédios, produtos químicos; carcaças para eletrodomésticos, fibras, tubos para cargas de canetas esferográficas, carpetes, seringas de injeção, autopeças (pára-choques, pedais, carcaças de baterias, lanternas, ventoinhas, ventiladores, peças diversas no habitáculo).

  • Atualmente há uma tendência no sentido de se utilizar exclusivamente o PP no interior dos automóveis. Isso facilitaria a reciclagem do material por ocasião do sucateamento do veículo, pois se saberia com qual material se estaria lidando.

Exemplos da Aplicação de PE:

Distribuição de PP no Mercado brasileiro:

  • Distribuição de PP no Mercado brasileiro:

Poli(cloreto de vinila) (PVC)

  • Poli(cloreto de vinila) (PVC)

  • - Principais propriedades:

  • · Baixo custo;

  • · Elevada resistência a chama, pela presença do cloro;

  • · Processamento demanda um pouco de cuidado.

  • - Restrições:

  • ·O monômero é um potente cancerígeno; deve haver controle do teor residual que permanece no polímero, particularmente em aplicações em que o polímero vai entrar em contato com alimentos.

  • · Plastificantes (aditivo usado para tornar o polímero mais flexível) a base de ftalatos também são considerados cancerígenos.

  • O Greenpeace vem promovendo ampla campanha para banir o uso do PVC que contenha esse aditivo, particularmente em brinquedos e produtos que venham a entrar em contato com alimentos.

Há quatro tipos básicos:

  • Há quatro tipos básicos:

  • - PVC rígido, isento de plastificantes.

  • Usado na fabricação de tubos, carcaças de utensílios domésticos e baterias.

  • - PVC flexível ou plastificado.

  • Usado no revestimento de fios e cabos elétricos, composições de tintas (látex vinílico), cortinas de banheiros.

  • - PVC transparente, isento de cargas.

  • - PVC celular ou expandido.

Exemplos da Aplicação de PVC:

Poliestireno (PS)

  • Poliestireno (PS)

  • - Principais propriedades:

  • · Fácil processamento;

  • · Fácil coloração;

  • · Baixo custo;

  • · Elevada resistência a ácidos e álcalis;

  • · Semelhante ao vidro;

  • · Baixa densidade e absorção de umidade;

  • · Baixa resistência a solventes orgânicos, calor e intempéries.

Há quatro tipos básicos:

  • Há quatro tipos básicos:

  • - PS cristal:

  • Usado em artigos de baixo custo.

  • - PS resistente ao calor:

  • Peças de máquinas ou automóveis, gabinetes de rádios e TV, grades de ar condicionado, peças internas e externas de eletrodomésticos e aparelhos eletrônicos, circuladores de ar, ventiladores e exaustores.

  • - PS de alto impacto

  • Muito usado na fabricação de utensílios domésticos (gavetas de geladeira) e brinquedos.

  • - PS expandido

  • Aplicações: protetor de equipamentos, isolantes

Distribuição de PS, por aplicação, no Mercado brasileiro:

Petroquímicas: Investimentos na produção de resinas de melhor desempenho.

Trabalho Desenvolvido por:

  • Trabalho Desenvolvido por:

  • Fabrício Mello

  • Engenharia Mecânica

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