(Parte 1 de 3)

Polímeros 1. Definição:

Popularmente, os polímeros são denominados plásticos.

Polímeros são compostos formados, geralmente, de moléculas grandes, macromoléculas, obtidas pela combinação de moléculas pequenas: os monômeros.

Monômero: É a menor unidade molecular que constitui partícula elementar da matéria.

O carbono é o elemento fundamental de todos os monômeros. Em geral, tem-se combinação de um átomo de carbono com quatro átomos de outro elemento.

Polímero: É a combinação de monômeros, por um processo chamado “polimerização”, formando uma cadeia.

Polimerização: reações químicas, realizadas com a ajuda de calor, pressão e elemento catalisador, de modo a resultar estruturas em forma de cadeia.

Os polímeros são freguentemente chamados de resinas.

Copolímero: É a combinação de dois grupos de monômeros diferentes, por polimerização.

2. Tipos:

Os polímeros podem ser naturais ou sintéticos.

Naturais: São aqueles que existem na natureza; - Celulose; Algodão; Lã de carneiro; Seda do bicho-da-seda; látex natural; caseína (proteína do leite);

Sintéticos: São os obtidos artificialmente:

- Poliamidas (Nylon ou Technyl); Polietileno (PE); Polipropileno (P); Cloreto de Polivinila (PVC); Acetato-Venil-Etileno (EVA); Resina Epóxi; Poliéster (PET); Poliestirenos (PS).

3. Origem dos polímeros sintéticos:

• Madeira, carvão e CO2; • Petróleo e gás natural.

A maioria das indústrias que produzem monômeros tem como fontes de matériaprima o petróleo e o gás natural.

Origem de alguns monômeros:

• Os monômeros benzeno, propeno e etileno (eteno) são provenientes da nafta

(subproduto do refinamento do petróleo). Benzeno é usado para produzir o Polímero Poliamidas (Nylon). Do monômero Propeno se produz o Polímero Polipropileno. Etileno é usado como monômero na síntese do Polímero Polietileno. E também a partir desse monômero é possível obter os monômeros Estireno e Cloreto de Vinila, que são usados na síntese dos Polímeros Poliestirenos (PS) e Cloreto de Polivinila (PVC) respectivamente.

• Os monômeros Propileno e Metano são provenientes do gás natural. Do monômero Propileno é possível produzir os monômeros Epicloridrina que é usado na síntese do Polímero Resina Epóxi. Já a partir do monômero Metano se produzem os monômeros Acetato de Vinila e Glicol Etileno, que são usados no processo de polimerização dos Polímeros Acetato-veniletileno (EVA) e Poliésteres (PET) respectivamente.

4. Grupos de Plásticos: Os grupos gerais de plásticos: termofixos ou termoestáveis, termoplásticos e Elâstomeros (Borrachas Sintéticas).

4.1 – Termofixos ou termoestáveis: são aqueles que se tornam plásticos, ou seja amolecem, por meio de calor, sofrem transformação química em sua estrutura e, ao endurecerem, adquirem a forma do molde na qual foram moldados, não podendo mais ser amolecidos. Se forem reaquecidos nas temperaturas de processamento eles não readquirirão a plasticidade. Sob intenso calor, é óbvio, haverá combustão do material.

Ex: resina epóxi (Durepóxi®); fenol formaldeído (baquelite).

4.2 – Termoplásticos: Os materiais termoplásticos tornam-se plásticos pela ação do calor e se solidificam com o resfriamento, retendo a forma na qual foram moldados. Se forem aquecidos novamente nas temperaturas de processamento, voltam a se tornar plásticos e podem ser moldados em novas formas.

Ex: Polietileno, poliestireno, náilon e cloreto de polivinila (PVC).

4.3 – Elastômeros: São as borrachas sintéticas, possuem elevada elasticidade e capacidade após sofrerem esforços retornarem quase que totalmente a fase inicial.

Ex: Copolímero de Butadieno-Estireno (SBR) e Borracha Nitrílica (NBR). 5. Processos de fabricação:

5.1 - Moldagem por compressão: Um volume pré-determinado de pó do plástico é colocado na cavidade do molde, constituído de duas metades – macho e fêmea- ambas aquecíveis e resfriáveis. Fechado o molde, aplica-se pressão através da parte “macho” (entre100 a 500 kgf/cm²). A aplicação simultânea de calor e pressão amolece o pó que flui dentro da cavidade da fêmea do molde, conformando de acordo com a forma desta.

gravados sendo modelados o produto final com soldas e cortesOs produtos rígido

5.2 - Moldagem por extrusão: A matéria-prima amolecida é expulsa através de uma matriz instalada no equipamento denominada extrusora, produzindo um produto que conserva a sua forma ao longo de sua extensão. Os produtos flexíveis, como embalagens, sacolas, sacos e bobinas também conhecidos como filme, após o processo de extrusão, podem ser ou semi-rígidos, como tubos, perfis, mangueiras e chapas, tem o mesmo processo, havendo mudança da matéria-prima e matriz.

5.3 - Moldagem por injeção

O processo de moldagem por injeção consiste essencialmente no amolecimento do material plástico num cilindro aquecido (em torno de 250°C) e sua conseqüente injeção em alta pressão (2100 kgf/cm²) para o interior de um molde relativamente frio, onde endurece e toma a forma final.

5.4 - Moldagem por Sopro:

Processo em geral utilizado na obtenção de peças ocas através da insuflação de ar no interior do molde, de forma a permitir a expansão da massa plástica, até a obtenção da forma desejada. Aplicável geralmente à fabricação de frascos a partir de termoplásticos. Os processos de moldagem por sopro podem ser separados em 2 tipos: moldagem por sopro via injeção (e injeção com estiramento) e moldagem por sopro via extrusão.

5.4.1 - Sopro via injeção Primeiro processo é a produção de uma peça oca injetada via moldagem por injeção. Quando aquecida no segundo processo, dentro do molde, ar comprimido é soprado internamente para expandir a peça oca até a forma final. Após o resfriamento ocorre a extração da peça injetada.

5.4.2 - Sopro via extrusão: A matéria-prima amolecida pelo calor é expulsa através de uma matriz e ou fieira, formando uma mangueira quando o molde fecha sobre esta mangueira é introduzida uma agulha onde o ar é soprado, que força o material a ocupar as paredes ocas do molde, sendo moldada então à peça e após resfriamento é extraída.

6. Formas de fornecimento:

- Plásticos fornecidos em grãos grossos (2 a 3mm), lisos e sem rebarbas. - Barras, placas e chapas lisas.

7. Principais propriedades comuns dos plásticos:

a) Leveza (baixo peso especifico); b) Resistência a deterioração pela umidade; c) Baixa condutividade térmica; d) Baixa condutividade elétrica.

8. Aditivos:

A maioria dos plásticos e borrachas comercializados é na verdade uma mistura de polímeros com um ou mais aditivos, ou seja, um composto. Essas misturas visam melhorar as propriedades dos polímeros, bem como baratear o custo. Os aditivos mais utilizados são:

8.1 - Cargas: Aditivos adicionados aos plásticos para otimizar as propriedades a um custo mínimo, as cargas podem ser divididas em diluentes ou de reforço.

8.1.1 - Cargas de reforço: Melhoram a resistência mecânica das peças fabricadas (fibras de vidro ou carbono)

8.1.2 - Cargas diluentes ou inertes: São incorporadas aos polímeros visando diminuir o custo de produção, pois são mais baratos que as resinas (serragem ou talco).

8.2 - Plastificantes: São aditivos que reduzem a rigidez ou fragilidade dos plásticos. Compostos que aumentam a flexibilidade e o escoamento do polímero.

8.3 - Lubrificantes: São utilizados para auxiliar o processamento dos plásticos, melhorando as propriedades de escoamento, além de reduzir a aderência do material fundido às superfícies dos moldes e canais das maquinas de moldagem.

8.4 - Estabilizantes: São compostos químicos capazes de interferir nos processos físicos e químicos de degradação induzida pela luz ultravioleta ou pelo calor.

8.4.1 - Estabilizadores de luz ultravioleta: Estes aditivos absorvem esta energia evitando a quebra das ligações químicas do polímero.

8.4.2 - Estabilizadores térmicos: Usados principalmente no PVC, que ao ser aquecido, pode sofrer decomposição liberando cloreto do hidrogênio. O polímero se torna escuro e quebradiço, alem de perder suas propriedades elétricas.

(Parte 1 de 3)

Comentários