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7/24/2019 Trabalho Academico Polimeros

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INST. EST. DE EDUC. S. FRANCISCO SOLANO

CURSO TCNICO EM MECNICA

POLMEROS

No Me Toque - RSJunho - 2015


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ADEMIR VOGEL

ELISEU SANTOS

LEANDRO STEINERMARCELO REIS

RODRIGO FRANTZ

POLMEROS

Relatrio desenvolvido durante adisciplina de Tecnologia dos Materiais,

como parte da avaliao referente ao

semestre.

Prof. Tiago Reginato

No Me Toque - RSJunho2015


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SUMRIO

1. Introduo......................................................................................................03

2. Histrico.........................................................................................................04

3. Polmeros Naturais e Sinttico.....................................................................05

3.1.1 Polmeros Naturais...............................................................................05

3.1.2 Polmeros Sintticos.............................................................................05

4. Polmeros de Adio.....................................................................................05

5. Polmeros de Condensao.........................................................................06

6. Polmeros de Rearranjo................................................................................06

7. Polmeros Termoplsticos............................................................................06

8. Polmeros Termorrgidos ou Termofixos....................................................07

9. Comportamento Tenso Deformao.......................................................07

9.1.1 Polmero Frgil.....................................................................................08

9.1.2 Polmero Plstico..................................................................................08

9.1.3 Polmero Elstico..................................................................................08

10. Termoplsticos..............................................................................................08

11. Termorrgidos ou Termofixos......................................................................09

12. Elastmeros (Borrachas)..............................................................................09

12.1.1 Borracha Natural...................................................................................09

12.1.2 Borrachas Sintticas.............................................................................10

13. Processos de Transformao de Polmeros...............................................10

13.1.1 Extruso................................................................................................10

13.1.2 Sopro....................................................................................................11

13.1.3 Injeo..................................................................................................11

13.1.4 Rotomoldagem.....................................................................................11

14. Vantagens e Desvantagens dos Polmeros................................................11

15. Reciclagem.....................................................................................................12

16. Como Viveramos Sem os Polmeros..........................................................13

17. Concluso......................................................................................................14

Referncias..........................................................................................................15


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1. INTRODUO

Os polmeros fazem parte da vida moderna. Grande parte do conforto que

usufrumos hoje se deve a existncia de polmeros. Eles esto presentes no carro,

na forma de painis, estofados e acessrios. No vesturio, atravs das roupas feitas

com nylon. A tecnologia tambm quis usufruir dos materiais polimricos, a estrutura

dos computadores (teclado, mouse, CPU), enfim, tudo feito de polmeros

sintticos. Polmeros so materiais orgnicos ou inorgnicos, naturais ou sintticos,

de alto peso molecular, cuja estrutura molecular consiste na repetio de pequenas

unidades, chamadas meros. Sua composio baseada em um conjunto de cadeias

polimricas; cada cadeia polimrica uma macromolcula constituda por unio de

molculas simples ligadas por covalncia. Devido ao seu tamanho avantajado, a

molcula de um polmero chamada macromolcula. A reao que produz o

polmero denominada reao de polimerizao. A molcula inicial (monmero) vai,

sucessivamente, se unindo a outras, dando o dmero, trmero, tetrmero. . . at

chegar ao polmero. Os Polmeros tm diversas aplicaes desde a Medicina aos

Plsticos. A maioria dos objetos que ns utilizamos tem polmeros na sua

constituio. Como exemplo: plstico, borracha, etc. No entanto, os polmerostambm causam bastantes problemas ao ambiente, pois so bastante poluidores.

Por isso, temos que pensar em recicl-los, reutiliz-los, mas principalmente em

reduzi-los tentando poupar o ambiente ao mximo.


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2. HISTRICO

Desde os primrdios, os humanos usam polmeros naturais, como couro, l,

algodo, madeira. Os polmeros (do grego poly: muitos; meros: partes) so

macromolculas constitudas pela unio de pequenas partes, denominadas de

monmeros (mono: nico; mero: parte), que esto ligados entre si atravs de

ligaes covalentes. Antes mesmo de ser inventado, ele j existia na natureza. A

palavra plstico, derivada do grego plastiks, flexvel, define qualquer material capaz

de ser modelado com calor ou presso para criar outros objetos. Assim, resinas de

certas rvores, conhecidas desde a antiguidade, so consideradas plsticos

naturais, bem como o marfim, moldado desde o sculo XVII. J o plstico artificial

surgiu com a contribuio de vrios inventores, cada um deles obtendo um pequeno

avano. O americano Charles Goodyear, (1800-1860), criou o processo de

vulcanizao da borracha, que transformava o material natural em um produto mais

resistente s mudanas de temperatura. Dcadas depois, o americano John Wesley

Hyatt (1837-1920) produziu celulide a partir da celulose das plantas. O material era

usado, por exemplo, para substituir o marfim na produo de bolas de bilhar. Mas a

verdadeira revoluo viria quando o qumico belga, naturalizado americano, LeoBaekeland (1863-1944) criou o primeiro plstico totalmente sinttico e

comercialmente vivel, o Bakelite. Comeava a era dos plsticos modernos, feitos

base de petrleo, carvo e gs natural. A chave desse novo processo foi a

polimerizao, que consiste em juntar, a partir de diversas reaes qumicas, vrias

molculas menores em uma grande, que no se quebra facilmente e d ao material

maior durabilidade. Desde ento, centenas de plsticos, ou polmeros, foram criados

pelas empresas petroqumicas para as mais diferentes utilidades, como o polister(1932), o PVC (1933), o nilon (1938), o poliuretano (1939), o teflon (1941) e o

silicone (1943).


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3. POLMEROS NATURAIS E SINTTICOS

Os polmeros podem ser divididos segundo vrios critrios, sendo que o

principal deles : polmeros naturais e polmeros sintticos.

3.1.1 Polmeros naturais: so aqueles que encontramos na natureza, por

exemplo, borracha (extrada da seringueira), celulose, protenas, polissacardeos,

entre outros, teis na fabricao de diversos materiais como papel, pneus, etc.

Como se sabe, protenas e polissacardeos esto presentes nos alimentos que

ingerimos. Essas macromolculas so chamadas de biomolculas ou molculas da

vida, porque so essenciais para processos que mantm a vida, fazendo parte de

trs classes: carboidratos, lipdios e protenas.

3.1.2 Polmeros sintticos:comearam a ser produzidos em laboratrio a

fim de imitar os polmeros naturais. O primeiro polmero de importncia comercial foi

o celuloide, produzido em 1864, principalmente para a produo de bolas de bilhar,

j que o preo do marfim estava muito elevado. Os cientistas comearam ento a

descobrir mais e mais polmeros sintticos, sendo que um grande passo foi dado aose descobrir a baquelite por meio de molculas bem simples (fenol e formaldedo).

Vrias fibras txteis e plsticos so polmeros artificiais. Eles so to comuns em

nosso cotidiano que praticamente impossvel passar um dia sequer sem entrar em

contato com alguns deles. Os polmeros sintticos revolucionaram o sculo XX,

ficando popularmente conhecidos como plsticos. Com eles tornou-se possvel

fabricar vrios objetos, dentre eles: sacolas, para-choques de automveis, canos

para gua, panelas antiaderentes, mantas, colas, tintas e chicletes. Os polmerossintticos se tornaram um grupo to vasto de compostos que passaram a ser

divididos ou classificados em trs grupos menores, que so: polmeros de adio,

polmeros de condensao e polmeros de rearranjo.

4. POLMEROS DE ADIO

Como o prprio nome diz, esses polmeros so feitos por meio da adio ousoma de unidades simples de monmeros todos iguais entre si. Para entender,


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imagine que um clipe, corresponda a um monmero isolado. Ento, o polmero de

adio corresponder a uma corrente feita por vrios clipes iguais. Todos os

monmeros que formaro um polmero de adio devem possuir pelo menos uma

dupla ligao entre carbonos, pois a ligao pi () que ser rompida, formando

duas ligaes simples, e por conseguinte, ocorrendo as ligaes que formaro o

polmero.

5. POLMEROS DE CONDENSAO

Ao contrrio dos polmeros de adio, os polmeros de condensao so

formados pela reao de monmeros diferentes. Alm disso, ocorre a liberao de

molculas pequenas durante a reao, principalmente molculas de gua. Visto que

so diferentes, os monmeros devem apresentar grupos funcionais distintos tambm

e no necessria a dupla ligao entre carbonos.

6. POLMEROS DE REARRANJO

So aqueles em que pelo menos um de seus monmeros sofre rearranjos em

sua estrutura qumica medida que ocorre a reao de polimerizao. O exemplo

mais importante desse tipo de polmero o poliuretano ou poliuretana. O poliuretano

formado pela reao entre o di-isocianato de parafenileno e o etilenoglicol. Esse

polmero usado principalmente para dar origem s espumas rgidas e flexveis, ao

misturar seus monmeros com gs freon, que um gs que tende a se desprender,

expandindo o polmero e formando a espuma. O poliuretano tambm usado na

produo de preservativos, fibras txteis, isolantes, em assentos de automveis,carpetes, calados, etc. Os polmeros podem ser classificados de diversas formas,

uma delas considera a solubilidade e a fusibilidade dos materiais. Nessa

classificao, temos os polmeros Termoplsticos ou Termorrgidos, tambm

chamados de Termofixos.

7. POLMEROS TERMOPLSTICOS


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So amolecidos pelo calor e endurecidos pelo frio, repetidas vezes sem

perder suas propriedades. Os termoplsticos podem ser moldados vrias vezes

devido sua caracterstica de se tornarem fluidos, sob ao da temperatura, e

depois retornarem s caractersticas anteriores quando h um decrscimo de

temperatura. Esse tipo de polmero possui suas macromolculas lineares que

podem conter ou no ramificaes. Dizemos que so lineares porque o polmero

forma fios que se mantm isolados uns dos outros. Alm disso, outra caracterstica

que eles so fusveis e solveis em solventes comuns. Um exemplo de polmero

termoplstico o polietileno, que pode ser de baixa densidade ou de alta densidade.

8. POLMEROS TERMORRGIDOS OU TERMOFIXOS

So plsticos que so maleveis apenas no momento de sua fabricao,

sendo que depois no possvel remodel-los, eles se decompem. No possvel

remodela-los porque suas macromolculas formam ligaes em todas as direes

do espao, formando uma rede tridimensional chamada de reticulado. Os polmeros

termorrgidos so infusveis e insolveis em solventes comuns. O primeiro polmero

termorrgido a ser produzido foi a resina fenol-formaldedo, mais conhecida como

baquelite ou novolac. Entre outras finalidades, a baquelite empregada na

fabricao de cabos de panelas, j que no derrete sob ao do calor.

9. COMPORTAMENTO TENSO-DEFORMAO

As caractersticas mecnicas de polmeros, em sua maior parte, so

altamente sensveis taxa de deformao, temperatura e natureza qumica do

ambiente (a presena de gua, oxignio e solventes orgnicos). De forma geral o

comportamento tenso - deformao pode ser descrito pelas trs curvas do grfico a

seguir:


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9.1.1 Polmero frgil: o material sofre fraturas com a deformao elstica.

9.1.2 Polmero plstico: a deformao inicial elstica, a qual seguida

pelo escoamento e por uma regio de deformao plstica. Caracteriza ocomportamento de materiais plsticos.

9.1.3 Polmero elstico: esta deformao exibida totalmente elstica. Esta

elasticidade, caracterizada por grandes deformaes recuperveis produzidas sob

baixas tenses, exibida por uma classe de polmeros denominada elastmeros.

importante ressaltar que as caractersticas mecnicas dos polmeros so

muito sensveis a mudanas de temperatura. Sendo assim, as caractersticas

mecnicas uma das principais e mais importantes caractersticas dos polmeros.Segundo ela os polmeros podem ser divididos em termoplsticos, termorrgidos

(termofixos) e elastmeros (borrachas).

10. TERMOPLSTICOS

So compostos de longos fios lineares ou ramificados. A desvantagem est

na sensibilidade ao calor. Neste caso, a alta temperatura influi negativamente naestrutura do material, tornando-o pouco resistente. Em compensao, o polmero


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passvel de remoldagens, por isso, estes plsticos podem ser facilmente reciclados.

Aplicao dos termoplsticos: para produzir filmes, fibras e embalagens, como

polietileno (PE), polipropileno (PP), cloreto de polivinila (PVC), entre outros.

11. TERMORRGIDOS OU TERMOFIXOS

Durante o preparo de alguns tipos de plstico, a matria-prima aquecida

para um rearranjo de tomos, com isso, se formam pontes fixas na estrutura

polimrica. Este procedimento usado para a fabricao de plsticos termorrgidos,

como o prprio nome j diz, eles possuem uma estrutura mais rgida. Aps o

resfriamento e endurecimento, esses plsticos mantm o formato e no conseguem

voltar sua forma original, ou seja, se tornam mais durveis. So de alta dureza e

comportamento frgil, porm bastante resistentes, sendo muito estveis a variaes

de temperatura. Uma vez transformados (moldados), no mais se fundem. O

aquecimento do polmero acabado promove decomposio do material antes de

sua fuso, tornando impossvel sua reciclagem, tornando-o inutilizvel. Aplicao

dos termorrgidos: utilizados em peas de automveis, de aeronaves, como por

exemplo, poliuretano, polister, resinas epxi, etc.

12. ELASTMEROS (BORRACHAS)

Os elastmeros so uma classe de polmeros que possuem como principal

caracterstica a elasticidade, podendo, em condies normais, deformar-se e

rapidamente voltar ao seu estado inicial. Entre eles esto a borracha natural e

a borracha sinttica.

12.1.1 Borracha Natural: A borracha natural o polmero (2-metil-buta-1,3-

dieno), tambm chamado de isopreno, que obtido das rvores da seringueira.

Essa rvore pode ser cortada por meio de rachaduras em seu caule. Dessa forma,

coleta-se uma seiva chamada de ltex, que possui esse polmero. No entanto, a

utilizao da borracha natural no cotidiano limitada porque em temperaturas baixas

ela fica dura e quebradia; j em temperaturas altas ela fica mole e pegajosa. Assim,para ser mais utilizado, esse elastmero passa por um processo


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chamado vulcanizao, que visa tratar a borracha com enxofre, melhorando sua

resistncia. Imitando a natureza, os qumicos inventaram as borrachas sintticas,

que so formadas por reaes de polimerizao semelhantes do poli-isopreno

acima, mas que so formadas por outros polmeros dinicos, como o polibutadieno e

o policloropreno, ou neopreno.

12.1.2 Borrachas Sintticas: Existem tambm borrachas sintticas formadas

por copolmeros, como o Buna-S (but-1,3-dieno com o vinilbenzeno em presena de

sdio metlico), o Buna-N ou perbunan (but-1,3-dieno com acrilonitrila na presena

de sdio metlico) e o ABS (acrilonitrila, estireno e but-1,3-dieno). Esses

Elastmeros so muito aplicados em pneus, solas de sapatos e em terminais dejuno de peas que sofrem grande esforo mecnico. Ainda existem tambm

borrachas de silicone que so elastmeros usados em equipamentos industriais, em

automveis, etc. Inclusive as botas do primeiro astronauta que pisou na Lua, foram

feitas com borracha de silicone.

13. PROCESSOS DE TRANSFORMAO DE POLMEROS

Os produtos plsticos podem ser moldados em vrios processos de

transformao, onde as diversas resinas polimricas em formato de grnulos, p ou

lquidos, depois de aquecidas e/ou catalisadas, podem ser processadas pelos

mtodos de:

Extruso

Sopro

Injeo Rotomoldagem

13.1.1 Extruso:A matria-prima amolecida e sua sada forada atravs

de uma matriz instalada no equipamento denominada rosca extrusora, produzindo

um produto que conserva a sua forma ao longo de sua extenso, aps seu

resfriamento. Aplicao: fabricao de produtos flexveis, como embalagens,

sacolas, sacos e bobinas tambm conhecidos como filme, aps o processo de


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extruso, podem ser modelados no produto final com soldas e cortes; e produtos

rgidos ou semirrgidos, como tubos, perfis, mangueiras e chapas.

13.1.2 Sopro:A matria-prima amolecida pelo calor nocanho da extrusora,

forada atravs de uma matriz e/ou fieira, formando uma mangueira. Quando o

molde fecha sobre esta mangueira introduzido uma agulha onde o ar soprado,

forando o material a ocupar as paredes ocas do molde formando a pea. Aps o

resfriamento a pea extrada.

13.1.3 Injeo: A matria-prima amolecida pelo calor dentro do cilindro de

injeo e sob presso injetada atravs de canais de injeo do molde para ointerior das cavidades, as quais reproduzem o produto a ser fabricado. A mquina

utilizada neste processo, denomina-se injetora. O produto extrado depois de

resfriado o suficiente para manter a forma e as dimenses necessrias.

13.1.4 Rotomoldagem: A matria-prima fluda e sob rotao modela os

produtos. Este processo muito utilizado nas resinas elastomricas (emborrachado)

para produzir cabeas de bonecas, peas ocas, cmeras de bola, grandescontineres e peas rgidas de alta complexidade na extrao do molde. O material

alimentado no interior das cavidades, sob a forma de p.

14. VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS POLMEROS

O que determina as vantagens da utilizao dos polmeros so as

caractersticas bsicas desse tipo de material. Seu peso consideravelmente baixo,o que permite seu manuseio mais fcil e facilita o processo produtivo de materiais

baseados em polmero; baixa temperatura de processamento permitindo tambm

uma facilidade de manuseio; o custo relacionado a sua produo tambm baixo

permitindo um custo de fabricao de materiais menor quando estes se baseiam em

polmeros; tais caractersticas so vistas como vantajosas uma vez que acaba por

permitir seu uso na produo de materiais baseados em diversas formas, cores e

tamanhos. Os plsticos feitos de polmeros apresentam vrias vantagens no que dizrespeito durabilidade, resistncia e baixo custo de produo. Eles so


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praticamente inertes, impermeveis, podem ser moldados a baixas temperaturas,

so flexveis e rijos o bastante a ponto de resistirem a impactos. Essas e outras

caractersticas apresentadas pelos plsticos fizeram com que a sua produo e seu

uso, principalmente em embalagens, se tornassem generalizados e cada vez mais

crescentes. Em nossa sociedade impossvel pensar em um nico dia em que no

tenhamos contato com produtos que contenham polmeros. Entretanto, se por esse

lado os polmeros se mostram vantajosos, quando se trata de seu descarte eles

apresentam enormes desvantagens. Dentre elas, a pior que a grande maioria dos

plsticos no biodegradvel, isto , eles no so decompostos por

microrganismos, como fungos e bactrias. Isso significa que mesmo depois de

jogados fora, os plsticos continuam por muitos e muitos anos conservando suaspropriedades fsicas, e dessa forma, continuam poluindo o ambiente e aumentando

a quantidade de lixo, acarretando a necessidade da reciclagem dos

materiais. Porm, alguns polmeros no podem ser reciclados de forma direta, pois

no existe uma forma de refund-los ou depolimeriz-los. Quando no possivel

reciclar o material possivel queima-lo, o que tambm acarreta numa desvantagem

pois a queima gera gases toxicos.

15. RECICLAGEM

A reciclagem de polmeros um assunto de extrema importncia na

atualidade, seja pelo aspecto econmico, seja pelo ecolgico. notria a

importncia da reciclagem para a diminuio da quantidade de resduos

efetivamente descartados pela populao humana, j que vem causando graves

problemas ao meio ambiente em razo de sua difcil biodegradao. Em termoseconmicos, a reciclagem dos materiais polimricos fundamental como processo

auxiliar de economia do petrleo, um recurso natural e esgotvel, que a fonte mais

importante de matria-prima para a indstria de polmeros. A reciclagem de

polmeros uma atividade que movimenta um nmero crescente de unidades

industriais, envolvendo muitos trabalhadores, boa parte de baixa renda, a partir da

coleta seletiva de resduos at a produo de novos artefatos. A maioria dos

empreendedores do ramo, normalmente, atrado pela matria-prima de baixocusto, porm, aps o incio das atividades, surpreendido pela pequena procura


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e/ou baixo valor agregado aos seus produtos. Em contrapartida, os polmeros

reciclados de boa qualidade tm conquistado cada vez mais mercados, o que

favorece a procura do setor por profissionais com conhecimento na rea.

16. COMO VIVERAMOS SEM OS POLMEROS?

Hoje os Polmeros esto em praticamente tudo: objetos de higiene pessoal,

beleza e esttica, embalagens de alimentos, aparelhos eletrnicos,

eletrodomsticos, carros, roupas de cama, mesa e banho. E no s isso! Tambm

est presente na indstria, no comrcio, na medicina, nos transportes, nos bares,

nos restaurantes, hidrulica, eletricidade, informtica. Viver um dia sem polmeros

um desafio para qualquer um. Tente no usar nada que seja feito de polmeros, ou

que tenha eles em sua composio. As dificuldades sero muitas. Ainda na cama, o

travesseiro recheado de espuma plstica. Ao levantar-se, cala uma sandlia

plstica. No banheiro, pega a escova de dentes e o tubo de creme dental, ambos

feitos da mesma matria. Vai para a mesa tomar o caf da manh e o mesmo se

repete; plstico para todos os lados: no frasco de iogurte, na embalagem do po e

do biscoito, na ala da torradeira, no pote da manteiga, na garrafinha de suco. Estdifcil, hein? Ento continue tentando no usar polmeros, ao se arrumar para ir ao

trabalho ou escola. Se vai de tnis, bom lembrar que o solado e alguns detalhes

so de polmeros. A roupa, se for sinttica e no totalmente de algodo, tem

polmeros em sua composio. No esquea tambm de tirar os cartes de crdito

da carteira. O automvel possui 30% de matria plstica. Caneta, apontador, rgua,

mochila, lancheira, marmita, tudo feito da mesma coisa. Se vai checar os e-mails,

pesquisar ou simplesmente navegar na internet, bom saber que monitores, mouse,teclado e alguns componentes internos so polmeros. Se for tomar um cafezinho ou

beber gua, no use copos descartveis. Bem, o dia foi difcil e melhor voltar para

casa e relaxar. Da hora em que acordamos at o momento de descansarmos a

cabea no travesseiro para dormir, estamos em contato direto com objetos feitos de

polmeros, ou que o tenham ele em sua composio.


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17. CONCLUSO

Atravs da discusso em grupo podemos observar que os polmeros so

muito importantes no nosso cotidiano, e que apesar de serem bastante poluentes

eles podem ser reciclveis. Os polmeros so uma classe de materiais cada vez

mais utilizados, pois apresentam uma grande variedade de comportamentos

mecnicos e qumicos sendo adequados para diversas situaes. Muitas coisas

fazem parte do nosso dia-a-dia e uma delas o plstico, que cada vez mais

presente em tudo que est ao nosso redor, e s vezes no damos importncia ou

simplesmente passa desapercebido, mas sabemos que no conseguimos viver sem

esta grande descoberta que mudou e vai continuar mudando a vida de muitas

pessoas em tantas reas e em todos os sentidos contribuindo para o aumento do

nvel de vida e o bem-estar geral.


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REFERNCIAS

SANTOS, W. ML, G.: Qumica Cidad. So Paulo: Nova Gerao, V.3, 2010.

P.132-162

DEMARQUETE, N. R. Estrutura e Propriedade de Polmeros. Rio de Janeiro:

UFRJ PMT 2100 - Introduo Cincia dos Materiais para Engenharia. Disponvel

em: www.pmt.usp.br/pmt5783/Polmeros.pdf

WAN, E., GALEMBECK, E., GALEMBECK, F. Polmeros Sintticos. Cadernos

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LIMA, M.E., SILVA, N., S. Estudando os Plsticos: Tratamento de problemas

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CANGEMI, J. M., SANTOS, A. M., NETO, S. C. Biodegradao: Uma alternativa

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