Relatório - Resinas Epoxi

Relatório - Resinas Epoxi

Resinas Epóxi

Resina

Resina é uma secreção forma especialmente em pequenos canais de algumas plantas, como, por exemplo, em algumas coníferas. Em um pequeno canal (“ferida”) feito na casca da árvore a resina escoa lentamente, endurecendo por exposição ao ar. Pode ser obtida de outra forma como fazendo talhos na casca da arvore ou na madeira da planta separadamente. Existem várias classes de resinas, dentre elas estão: Acrílica, Vinílica, Poliéster, Alquídica, Melamina-formaldeído, Epóxi, Poliuretana, Nitrocelulose etc.

Resinas Epóxi

A palavra epóxi vem do grego "EP"(sobre ou entre) e do inglês "OXI"(oxigênio), literalmente o termo significa oxigênio entre carbonos. Em um sentido geral , o termo refere-se a um grupo constituído por um átomo de oxigênio ligado a dois átomos de carbono.

As resinas epóxi são resinas sintéticas que por sua vez são polímeros preparados via processos de polimerização por adição ou por condensação. Uma resina epóxi ou poliepóxido é um plástico termofixo (são plásticos que uma vez moldados não podem ser fundidos e remoldados novamente, portanto não são recicláveis mecanicamente) que se endurece quando se mistura com um agente catalisador ou "endurecedor". As resinas epoxídicas ou simplesmente resinas epóxi, são polímeros caracterizados pela presença de grupos glicidila em sua molécula, além de outros grupos funcionais.

As resinas epóxi resultam em uma estrutura tridimensional após a reação do grupo epóxi (grupo glicidila) com um agente “endurecedor” adequado (agente reticulante). O grupo glicidila é usado como referência do grupo epóxi terminal, sendo o nome completado de acordo com a natureza do grupo ligado ao terceiro carbono (podendo ser éster, éter, amina, entre outros).

Após o endurecimento total, a resina e o catalisador formam um produto termofixo, ou seja, um produto irrecuperável e não reciclável.

Ácidos peracético e perfórmico são os agentes de epoxidação mais comuns e também alguns óleos vegetais epoxidados. A epicloridrina (1-cloro-2, 3 - epóxi - propano) é o agente universal portador do grupo epóxi que irá reagir seu Cl com espécies químicas que tem hidrogênios ativos, como o bisfenol A [2, 2 - bis (4'- hidroxifenil ) propano], que é a espécie química mais comum que contém esses hidrogênios ativos nos seus grupos hidroxila. A primeira resina epóxi com características similares às das atuais, foi sintetizada na Alemanha em 1933 por Schlack a partir da reação de epicloridrina com bisfenol A.

No final da década de 40, outras grandes companhias químicas iniciaram pesquisas em resinas epóxi, tais como: Shell; Union Carbide; Dow Chemical e a Reicholds Chemical.

Os agentes endurecedores formam um grupo extenso de produtos que, reagindo com as resinas epóxi, lhe conferem determinadas características, como por exemplo: dureza, resistência a impacto, rapidez na reação, esotermia, brilho, elasticidade, etc.

As resinas podem reagir com outras moléculas orgânicas, tipicamente bases de Lewis doadoras de elétrons, as quais tem o papel de “abrir” os anéis epóxi e dar inicio ao processo de polimerização, lhe conferindo determinadas características, como por exemplo: dureza, resistência a impacto, rapidez na reação, esotermia, brilho, elasticidade, entre outras. Essas moléculas podem ser aminas (primárias, secundárias, terciárias, alifáticas, cicloalifáticas, aromáticas), poliamidas, poliaminas e anidridos.

Como no exemplo que faz um esquema genérico entre uma amina primaria e grupo epóxi:

Obtenção

As resinas epóxi são preparadas comercialmente por três métodos principais:

Pela dehidrohalogenação da cloridrina obtida pela reação da epicloridrina com adequado Di ou Polihidroxi (ou qualquer outra molécula contendo hidrogênios ativos); pela reação de olefinas com compostos contendo oxigênio (como peróxidos e perácidos) e pela dehidrohalogenação de cloridrinas obtidas por outros mecanismos diferentes do primeiro.

Principais Tipos:

Resinas epóxi à base de Bisfenol A:

Por serem versáteis e de custo relativamente baixo, são as mais utilizadas. Provenientes da reação de Epicloridrina e Bisfenol A, podem ser líquidas, semi-sólidas ou sólidas (dependendo do peso molecular).

Exemplo:

Resinas epóxi à base de Bisfenol F e/ou Novolac:

São ensimas de melhor desempenho mecânico, químico e térmico, principalmente quando curado com aminas aromáticas ou anidridos. São formadas pela troca do Bisfenol A pelo Bisfenol F.

Exemplo:

Resinas epóxi Bromadas:

À base de Epicloridrina, Bisfenol A e Tetrabromobisfenol A, com essas quatro moléculas adicionais de bromo, confere às resinas a característica de auto-extinguível.

Exemplo:

Resinas epóxi flexíveis:

Possuem longas cadeias lineares substituindo os bisfenóis por poliglicóis pouco ramificados. São resinas de baixa reatividade que normalmente são utilizados como flexibilizantes reativos em outras resinas melhorando a resistência a impacto com acréscimo da flexibilidade.

Exemplo:

Solventes

As resinas epóxi são solúveis em solventes oxigenados, como acetatos, cetonas, éteres, glicólicos, etc. Existem os diluentes reativos, que além de atuarem como solventes propriamente ditos reagem com o agente reticulante, passando então a fazerem parte integrante do revestimento. Os diluentes reativos reduzem a densidade de ligações entre as cadeias poliméricas, diminuem a resistência ao calor, a solventes e a agentes químicos dos revestimentos em que participa.

Usos

Um dos principais motivos que contribui para ampliar a aplicação dessas resinas em diversos campos do mercado foi o bom contrapeso entre as propriedades mecânicas e térmicas com sua boa resistência química, que proporciona o emprego desse tipo de material em meios corrosivos. A resistência em relação a diferentes agentes vai depender do tipo de resina, tipo e quantidade de endurecedor e da temperatura de cura.

Inicialmente, a resina epóxi foi desenvolvida para a utilização em dentaduras e próteses dentárias. Hoje, elas têm diversas aplicações, dentre elas a constituição de argamassas e pastas, bijuterias e brindes, confecção de moldes e matrizes, laminados com fibra, adesivos industriais, manutenção industrial e construção civil e na eletroeletrônica em isolamento elétrico, pisos, ferramentaria, movimentação de cargas químicas, modelação entre outras.

O tipo de resina mais procurado é uma resina fundível, livre de solventes, formada à base de resinas epóxi,  destinada a ser empregada para  endurecimento sem pressão, em temperatura ambiente ou levemente elevada. O sistema de resinas fundíveis, já comprovou a sua grande utilidade na indústria elétrica e especialmente no campo de instalações de baixa tensão, em encapsulamento e assentamento de componentes dessa área. O seu excelente poder adesivo, já comprovado nos mais diversos tipos de materiais, pode ser aproveitado integralmente ou suprido com medidas adequadas.

Quando houver um retardamento do processo de endurecimento, recomenda-se aquece-la com raios infra-vermelhos ou pelo endurecimento em fornos ou estufas. Este tipo de resina moldável distingue-se pelas altas resistências mecânicas, dielétricas e pelo alto grau de resistência química ou atmosférica. As resinas moldáveis com enchimento dos tipos acima indicados, apresentam uma menor absorção de água , maior resistência a deformação no calor e ainda uma maior resistência à pressão.

Impactos Ambientais

Resinas Epoxi liquidas com moléculas pequenas e alguns fluidificantes reativos, alem de muitas amidas nos endurecedores não são facilmente biodegradáveis, podendo acumular-se no meio ambiente.

Embora por tenha maior durabilidade, necessite menor reparo e consequentemente menor descarte, a elevada resistência dos produtos ao desgaste pode levar a acumulação, tornando-se um problema.

Muitos produtos são tóxicos ao consumo, então, quando há uma contaminação de esgotos, cursos de rios, e logos, alem de causarem impactos nos seres humanos, causam impactos da fauna também, pois a substancia torna-se mais impossível de controlar uma vez que entre em contato com algum organismo selvagem, como o ambiente aquático. Esse contato causa efeitos calamitosos. Algumas Resinas Epoxi, como a de Ester, são insolúveis, então permanecem nas águas, por muito tempo, afetando o meio ambiente destas.

Outro problema seria o lixo gerado por esses produtos, que ainda contenham uma certa quantidade destes. O que deveria acontecer é que o resíduo desses produtos e das embalagens em que estavam (que ainda ficam contaminadas), devem ser descartados de acordo com a legislação oficial aplicável, uma vez que devem ser considerados resíduos perigosos. Entretanto, o que acontece é que esse material acaba sendo despejado, muitas vezes, para um descarte como se fosse qualquer outro resíduo, seja por negligencia de certas empresas ou por desinformação da população. Tal atitude põe em risco varias vidas, tanto dos catadores de lixo como para os empregados da empresa que tratará dele.

Alem de que se for posto para degradação (que não acontecera rapidamente) em um solo que seja próximo de um lençol freático, ocorre o risco de contaminação da vida aquática dependente dele ou da humana caso essa necessite dele. Essa degradação dos produtos pode ser feita então por coprocessamento, decomposição térmica ou em aterros sanitários controlados. Já a degradação das embalagens destes, como tambores, deve ser esvaziadas o maximo o possível e levadas a uma empresa especializadas em recuperação dessas embalagens, porem, pelo seu forte risco contaminante, não devem ser reutilizadas.

Em caso de incêndio podem liberar monóxido e dióxido de carbono, que são gases venenosos e métodos especiais. Até a roupa dos bombeiros no combate a esse incêndio deve ser especial, pois se deve evitar ao máximo a inalação desses produtos. Assim como o manuseio dos que trabalham com isso deve ter a preocupação de usar aparelhos especiais e individuais de equipamentos.

Bibliografia:

  • http://www.euronavy.pt/backend/templates/user/files/3051.ES323PTMSDS.pdf

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  • http://pt.wikipedia.org/wiki/Termorr%C3%ADgido

  • http://pt.wikipedia.org/wiki/Resina

  • http://www.pos.ufs.br/p2cem/novo/Dissertacoes_revisadas/Dissertacao-AndreaM.G.Tavares.pdf

  • http://www.silaex.com.br/epoxi.htm

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