introdução aos plásticos

INTRODUO AOS PLSTICOS

INTRODUO AOS PLSTICOSAntonio Augusto Gorni

Editor Tcnico, Revista Plstico Industrial

- POLMEROS: MATERIAIS DE NOSSO DIA A DIAO plstico um dos materiais que pertence famlia dos polmeros, e provavelmente o mais popular. Isto levanta uma srie de perguntas... Onde encontramos plstico em nosso dia a dia?

Por que este tipo de material to dominante na nossa era?

Por exemplo, por que h baldes em plstico e no de chapa metlica ou madeira, como antigamente?

Resposta: Baixo peso.Para que carregar um pesado balde metlico se o plstico torna o balde leve e estvel o suficiente para transportar gua?

Por que os fios eltricos so revestidos de plstico e no mais de porcelana ou tecido isolante, como antigamente?

Resposta:O revestimento plstico mais flexvel que a porcelana. Tambm bem mais robusto e resistente s intempries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o isolamento eltrico que absolutamente vital neste caso.

Por que as geladeiras so revestidas internamente com plstico?

Resposta:O plstico robusto o suficiente e um timo isolante trmico, exigindo menor esforo do compressor para manter os alimentos congelados.

Por que o CD feito de plstico?

Resposta:O plstico utilizado neste caso policarbonato (ou, abreviadamente, PC) - to transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que mais leve e bem menos frgil. E, o que mais importante, em todos os casos acima, o plstico apresenta custo bastante compensador em relao aos demais materiais. Este um fator primordial para sua escolha! Como nem tudo perfeito no mundo, h algumas desvantagens inevitveis decorrentes do uso do plstico:

Materiais plsticos permitem menos abusos principalmente em termos de exposio ao calor.

A reciclagem do plstico pode ser problemtica. Alm de alguns problemas tcnicos, que sero vistos mais adiante, a viabilidade econmica fica comprometida justamente pelas principais vantagens de sua utilizao: baixo preo e baixo peso! Por exemplo, latinhas de alumnio so bem mais atrativas para os catadores de lixo, pois o preo pago muito maior... - O QUE SO POLMEROS?Polmeros so materiais compostos por macromolculas. Essas macromolculas so cadeias compostas pela repetio de uma unidade bsica, chamada mero. Da o nome: poli (muitos) + mero.

Os meros esto dispostos um aps o outro, como prolas num colar. Uma macromolcula assume formato muito semelhante ao de um cordo.

Logo, pode-se fazer uma analogia: as molculas de um polmero esto dispostas de uma maneira muito semelhantes a um novelo de l. difcil extrair um fio de um modelo de l. Tambm difcil remover uma molcula de uma poro de plstico, pois as cadeias seguram-se entre si.

Por exemplo, o polietileno (ou, abreviadamente, PE) - plstico extremamente comum usado, por exemplo, em saquinhos de leite - composto pela repetio de milhares de unidades da molcula bsica do etileno (ou eteno):

onde n normalmente superior a 10.000. Ou seja, uma molcula de polietileno constituda da repetio de 10.000 ou mais unidades de etileno.

O parmetro n definido como sendo o Grau de Polimerizao do polmero, ou seja, o nmero de meros que constitui a macromolcula.

Vejamos agora a definio formal de polmero: materiais, cujo elemento essencial constitudo por ligaes moleculares orgnicas, que resultam de sntese artificial ou transformao de produtos naturais.

Alguns polmeros podem ser constitudos da repetio de dois ou mais meros. Neste caso, eles so chamados copolmeros. Por exemplo, a macromolcula da borracha sinttica SBR formada pela repetio de dois meros: estireno e butadieno:

Para enfatizar que um polmero formado pela repetio de um nico mero, ele denominado homopolmero. - COMO SO PRODUZIDOS OS POLMEROS?A matria prima que d origem ao polmero chama-se monmero. No caso do polietileno (PE) o etileno (ou eteno).

Por sua vez, o monmero obtido a partir do petrleo ou gs natural, pois a rota mais barata.

possvel obter monmeros a partir da madeira, lcool, carvo e at do CO2, pois todas essas matrias primas so ricas em carbono, o tomo principal que constitui os materiais polimricos. Todas essas rotas, contudo, aumentam o preo do monmero obtido, tornando-o no competitivo.

No passado, os monmeros eram obtidos de resduos do refino do petrleo. Hoje o consumo de polmeros to elevado que esses resduos de antigamente tem de ser produzidos intencionalmente nas refinarias para dar conta do consumo!

- COMO SE DIVIDEM OS POLMEROS?

H diversas maneiras de se dividir os polmeros. A classificao conforme as caractersticas mecnicas talvez seja a mais importante. Ela decorre, na verdade, da configurao especfica das molculas do polmero.

Sob este aspecto, os polmeros podem ser divididos em termoplsticos, termorrgidos (termofixos) e elastmeros (borrachas).

Termoplsticos:

So os chamados plsticos, constituindo a maior parte dos polmeros comerciais.

A principal caracterstica desses polmeros poder ser fundido diversas vezes. Dependendo do tipo do plstico, tambm podem dissolver-se em vrios solventes. Logo, sua reciclagem possvel, uma caracterstica bastante desejvel nos dias dias de hoje.

As propriedades mecnicas variam conforme o plstico: sob temperatura ambiente, podem ser maleveis, rgidos ou mesmo frgeis.

Estrutura molecular: molculas lineares dispostas na forma de cordes soltos, mas agregados, como num novelo de l.

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

Termorrgidos (Termofixos):

So rgidos e frgeis, sendo muito estveis a variaes de temperatura.

Uma vez prontos, no mais se fundem. O aquecimento do polmero acabado a altas temperaturas promove decomposio do material antes de sua fuso. Logo, sua reciclagem complicada.

Estrutura molecular: na verdade, os cordes esto ligados fisicamente entre si, formando uma rede ou reticulado. Eles esto presos entre si atravs de numerosas ligaes, no se movimentando com alguma liberdade como no caso dos termoplsticos. Pode-se fazer uma analogia com uma rede de malha muito fina.

Exemplos: baquelite, usada em tomadas e no embutimento de amostras metalogrficas; polister usado em carrocerias, caixas d'gua, piscinas, etc., na forma de plstico reforado (fiberglass).

Elastmeros (Borrachas):

Classe intermediria entre os termoplsticos e os termorrgidos: no so fusveis, mas apresentam alta elasticidade, no sendo rgidos como os termofixos.

Reciclagem complicada pela incapacidade de fuso, de forma anloga aos termorrgidos.

Estrutura molecular: a estrutura similar do termorrgido mas, neste caso, h menor nmero de ligaes entre os cordes. Ou seja, como se fosse uma rede, mas com malhas bem mais largas que os termorrgidos. Exemplos: pneus, vedaes, mangueiras de borracha.

- PROPRIEDADES FSICAS DOS POLMEROS. Leves

Mais leves que metais ou cermica. Ex: PE 3 vezes mais leve que o alumnio e 8 vezes mais leve que o ao.Motivao para uso na indstria de transportes, embalagens, equipamentos de esporte...

. Propriedades Mecnicas Interessantes

Alta flexibilidade, varivel ao longo de faixa bastante ampla, conforme o tipo de polmero e os aditivos usados na sua formulao;

Alta resistncia ao impacto. Tal propriedade, associada transparncia, permite substituio do vidro em vrias aplicaes. Quais seriam? lentes de culos (em acrlico ou policarbonato), faris de automveis (policarbonato), janelas de trens de subrbio, constantemente quebradas por vndalos (policarbonato);

Note-se, contudo, que a resistncia abraso e a solventes no to boa quanto a do vidro. Lentes de acrlico riscam facilmente e so facilmente danificadas se entrarem em contato com solventes como, por exemplo, acetona!

. Baixas Temperaturas de Processamento

Conformao de peas requer aquecimento entre Tamb e 250oC. Alguns plsticos especiais requerem at 400oC.

Disso decorre baixo consumo de energia para conformao.E tambm faz com que os equipamentos mais simples e no to caros quanto para metais ou cermica.

. Ajuste Fino de Propriedades atravs de Aditivao

Cargas inorgnicas minerais inertes (ex. CaCO3) permitem reduzir custo da pea sem afetar propriedades. Exemplo: piso de vinil/cadeiras de jardim (PP), que contm at 60% de cargas.

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

Negro de fumo em pneus (borracha) e filmes para agricultura (PE) aumentam resistncia mecnica e a resistncia ao ataque por oznio e raios UV.

Aditivos conhecidos como plastificantes podem alterar completamente as caractersticas de plsticos como o PVC e borrachas, tornando-os mais flexveis e tenazes.

A fabricao de espumas feita atravs da adio de agentes expansores, que se transformam em gs no momento da transformao do polmero, quando ele se encontra no estado fundido.

. Baixa Condutividade Eltrica

Polmeros so altamente indicados para aplicaes onde se requeira isolamento eltrico. Explicao: polmeros no contm eltrons livres, responsveis pela conduo de eletricidade nos metais.

A adio de cargas especiais condutoras (limalha de ferro, negro de fumo) pode tornar polmeros fracamente condutores, evitando acmulo de eletricidade esttica, que perigoso em certas aplicaes.

H polmeros especiais, ainda a nvel de curiosidades de laboratrio, que so bons condutores. O Prmio Nobel de Qumica do ano 2000 foi concedido a cientistas que sintetizaram polmeros com alta condutividade eltrica.

. Baixa Condutividade Trmica

A condutividade trmica dos polmeros cerca de mil vezes menor que a dos metais. Logo, so altamente recomendados em aplicaes que requeiram isolamento trmico, particularmente na forma de espumas.

Mesmo explicao do caso anterior: ausncia de eltrons livres dificulta a conduo de calor nos polmeros.

. Maior Resistncia a Corroso

As ligaes qumicas presentes nos plsticos (covalentes/Van der Walls) lhes conferem maior resistncia corroso por oxignio ou produtos qumicos do que no caso dos metais (ligao metlica).

Isso, contudo, no quer dizer que os plsticos sejam completamente invulnerveis ao problema. Ex: um CD no pode ser limpo com terebentina, que danificaria a sua superfcie.

De maneira geral, os polmeros so atacados por solventes orgnicos que apresentam estrutura similar a eles. Ou seja: similares diluem similares.

. Porosidade

O espao entre as macromolculas do polmero relativamente grande. Isso confere baixa densidade ao polmero, o que uma vantagem em certos aspectos.

Esse largo espaamento entre molculas faz com que a difuso de gases atravs dos plsticos seja alta. Em outras palavras: esses materiais apresentam alta permeabilidade a gases, que varia conforme o tipo de plstico.

A principal conseqncia deste fato a limitao dos plsticos como material de embalagem, que fica patente no prazo de validade mais curto de bebidas acondicionadas em garrafas de PET. Por exemplo, o caso da cerveja o mais crtico.

Essa permeabilidade, contudo, pode ser muito interessante, como no caso de membranas polimricas para remoo de sal da gua do mar.

. Reciclabilidade

Alguns polmeros, como termorrgidos e borrachas, no podem ser reciclados de forma direta: no h como refund-los ou depolimeriz-los.

A reciclagem de polmeros termoplsticos, apesar de tecnicamente possvel, muitas vezes no economicamente vivel devido ao seu baixo preo e baixa densidade. Compare com o caso do alumnio... Somente plsticos consumidos em massa (PE, PET, ...) apresentam bom potencial econmico para reciclagem.

Problema adicional: o plstico reciclado encarado como material de segunda classe, ao contrrio do que ocorre com ao ou mesmo o alumnio.

Nos casos em que a reciclagem do polmero no for possvel, sempre possvel queim-lo, transformando-o em energia, em incineradores ou alto-fornos. Esta ltima sada mais favorvel, pois o carbono do polmero seria usado na reduo do minrio.

Contudo, plsticos que contm halogneos (PVC e PTFE, por exemplo) geram gases txicos durante a queima. Soluo: identificao desse material, que deve ser encaminhado para dehalogenao antes da queima.

- CRONOLOGIA DA TECNOLOGIA DOS POLMEROS

. 1 Fase: Polmeros, Materiais Naturais

Por que os polmeros demoraram tanto a surgir, viabilizando-se comercialmente apenas nos ltimos 50 anos?

Polmeros so compostos orgnicos, ou seja, baseados em tomos de carbono. Suas reaes qumicas, portanto, so regidas pela Qumica Orgnica.

So reaes de difcil execuo em laboratrio, tanto que, at a primeira metade do sculo XIX, acreditava-se na chamada Teoria da Fora Vital, enunciada por Berzelius, clebre alquimista da poca: Reaes orgnicas s so possveis no interior de seres vivos, atravs da ao de uma fora vital.

Por isso, at o sculo passado, somente era possvel utilizar polmeros produzidos naturalmente, pois no havia tecnologia disponvel para promover reaes entre os compostos de carbono.

Principais materiais estudados: borracha, goma-laca, gutta-percha, extrados de vegetais.

Por volta de 1860, j havia a moldagem industrial de plsticos naturais reforados com fibras, como a goma-laca e a gutta-percha. Eles eram usados, por exemplo, em daguerretipos (mquinas fotogrficas antigas).

. 2 Fase: Polmeros Naturais e Modificados

1828: WOHLER (Alemanha), discpulo de Berzelius, sintetiza uria a partir do isocianato de uria inorgnico em laboratrio, derrubando a teoria da Fora Vital, proposta por seu mestre...

AgOCN (aq) + NH4Cl (aq) -----> AgCl (s) + NH4OCN (aq)

Com a derrubada da teoria da fora da Fora Vital, as pesquisas sobre qumica orgnica se multiplicam, criando a base fundamental para o desenvolvimento dos materiais polimricos.Ainda no havia tecnologia disponvel para se sintetizar industrialmente esses materiais, mas j era possvel alterar polmeros naturais de modo a torn-los mais adequados a certas aplicaes.

1839: GOODYEAR (E.U.A.) descobre a vulcanizao (desenvolvimento de ligaes cruzadas) da borracha natural, viabilizando o uso desse material.

1835-1900: Grande progresso no desenvolvimento de derivados de celulose, tais como o nitrato de celulose (nitrocelulose), celulide (nitrocelulose plastificada com cnfora), fibras de viscose rayon...

1910: Comea a funcionar a primeira fbrica de rayon nos E.U.A.

1924: Surgem as fibras de acetato de celulose.

. 3 Fase: Polmeros Sintticos

1838: REGNAULT (Frana) polimeriza o cloreto de vinila (P.V.C.) com auxlio da luz do sol.

1898: EINHORN & BISCHOFF descobrem, sem querer, o policarbonato. Esse material s voltou a ser desenvolvido em 1950.

1907: BAEKELAND (E.U.A.) sintetiza resinas de fenol-formaldedo (baquelite). o primeiro plstico totalmente sinttico que surge em escala comercial.

O avano da tecnologia e da Qumica Orgnica j permite a sntese de polmeros nessa poca.

Contudo, ainda haviam grandes dvidas sobre a real natureza desses materiais. A idia de macromolculas ainda parecia estranha e muito pouco aceitvel. Muitos acreditavam que os polmeros eram colides, ou seja, associaes fsicas de molculas pequenas.

Essa dvida atravancou por muito tempo o avano do estudo sobre esses materiais, sendo resolvida plenamente apenas na dcada de 1920, quando STAULDINGER (Alemanha) sedimentou os conceitos sobre as macromolculas.

O perodo entre 1920 e 1950 foi decisivo para o surgimento dos polmeros modernos. Uma srie de fatores alavancou esse desenvolvimento:

1. A consagrao da hiptese de macromolcula para os polmeros, proposto por STAULDINGER, permitiu um redirecionamento mais preciso dos desenvolvimentos nesta rea.

2. A borracha tornou-se matria prima estratgica devido sua fundamental importncia para a indstria automobilstica e para a guerra moderna. Durante a dcada de 1930 tanto os E.U.A. como a Alemanha desenvolveram programas ambiciosos para produzir a borracha sinttica, visando diminuir ou mesmo eliminar a dependncia da borracha natural, produzida em locais remotos do globo.A nfase do programa alemo era a produo de borracha comum para pneus, enquanto que o programa americano visava desenvolver borrachas especiais para aplicaes mais severas.Ambos os programas, contudo, proporcionaram um enorme progresso Cincia dos Polmeros, em funo do grande nmero de projetos de pesquisa bsica e aplicada que tiveram de ser desenvolvidos para se atingir aos objetivos propostos.

3. A Segunda Guerra Mundial, ao impor restries s fontes de borracha natural e outras matrias primas, motivou o desenvolvimento de processos industriais para a sntese de plsticos com propriedades equivalentes ou similares borracha, principalmente o PVC plastificado.

Polmeros desenvolvidos entre 1920 e 1950: PVC, PMMA, PS, nylon, PE, silicone, poliuretano, ABS, polister; borrachas Thiokol, neoprene, estireno-butadieno (Buna-S ou SBR), acrilonitrila-butadieno (Buna N); resinas de uria-formaldedo, melamina-formaldedo; fibras sintticas de polister e acrlico; e muito mais!

A dcada de 1950 se notabilizou principalmente pela popularizao de toda a tecnologia de polmeros desenvolvida durante a guerra. Porm, os desenvolvimentos continuaram: polipropileno, espumas de poliuretano, PE linear, poliacetais, policarbonatos...

Durante a dcada de 1960 surgem os plsticos de engenharia, materiais de alto desempenho (e custo equivalente...) que comeam a desafiar materiais tradicionais, como o ao, em diversos tipos de aplicaes: poliimidas, poli(xido de fenileno), polisulfonas, ABS, poliamidas, polisulfonas, policarbonatos (PC), poli(tereftalato de butila) (PBT), poli(tereftalato de etileno) (PET), etc. Surgem ainda os elastmeros termoplsticos, plsticos com comportamento de borrachas, desenvolvidos a partir da engenharia de macromolculas. Comeam a aparecer os tanques de combustvel feitos em PEAD, lentes de contato flexveis, garrafas de PET, sacos de supermercado em PEAD...

Na dcada de 1980 observa-se um certo amadurecimento da Tecnologia dos Polmeros: o ritmo dos desenvolvimentos diminui, enquanto se procura aumentar a escala comercial dos avanos conseguidos. Ainda assim, pode-se ressaltar as seguintes inovaes: polmeros de cristal lquido, polmeros condutores de eletricidade, polisilanos, novos polmeros de engenharia como poli(eter-imida), poli(ter-ter-cetona)...

Finalmente, na dcada de 1990: catalisadores de metaloceno, reciclagem em grande escala de garrafas de PE e PET, biopolmeros, uso em larga escala dos elastmeros termoplsticos e plsticos de engenharia. A preocupao com a reciclagem torna-se quase uma obsesso, pois dela depende a viabilizao comercial dos polmeros.

- ALGUNS POLMEROS DE IMPORTNCIA INDUSTRIALCertos plsticos se destacam por seu baixo preo e grande facilidade de processamento, o que incentiva seu uso em larga escala. So os chamados plsticos ou resinas commodities, materiais baratos e usados em aplicaes de baixo custo. So o equivalente aos aos de baixo carbono na siderurgia.

Os principais plsticos commodities so: polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS) e o policloreto de vinila (PVC). A distribuio da produo desses plsticos no Brasil, em 1998, pode ser vista no grfico abaixo:

. Polietileno (PE)

Mero: etileno (designao antiga do eteno):

G.P. = 50.000 a 300.000

Principais propriedades:

Baixo custo;

Elevada resistncia qumica e a solventes;

Baixo coeficiente de atrito;

Macio e flexvel;

Fcil processamento;

Excelentes propriedades isolantes;

Baixa permeabilidade gua;

Atxico;

Inodoro.

H quatro tipos bsicos:

Polietileno de Baixa Densidade (PEBD): 0,910-0,925 g/cm3. Apresenta molculas com alto grau de ramificao. a verso mais leve e flexvel do PE. utilizado basicamente em filmes, laminados, recipientes, embalagens, brinquedos, isolamento de fios eltricos, etc. Produo brasileira em 1998: 652.647 t.

Polietileno de Baixa Densidade Linear (PEBDL): 0,918-0,940 g/cm3. Apresenta menor incidncia de ramificaes, as quais se apresentam de forma mais regular e so mais curtas que no PEBD. Suas propriedades mecnicas so ligeiramente superiores ao PEBD em termos de resistncia mecnica. Seu custo de fabricao menor. Sua flexibilidade e resistncia ao impacto recomenda sua aplicao para embalagens de alimentos, bolsas de gelo, utenslios domsticos, canos e tubos. Produo brasileira em 1998: 175.053 t.

Polietileno de Alta Densidade (PEAD): 0,935 - 0,960 g/cm3. Apresenta estrutura praticamente isenta de ramificaes. um plstico rgido, resistente trao, com moderada resistncia ao impacto. Utilizado em bombonas, recipientes, garrafas, filmes, brinquedos, materiais hospitalares, tubos para distribuio de gua e gs, tanques de combustvel automotivos, etc. Produo brasileira em 1998: 692.864 t.

Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PEUAPM): G.P. da ordem de 3.000.000 a 6.000.000. Alta inrcia qumica, alta resistncia abraso e ao impacto, baixo coeficiente de atrito, alta maciez. Praticamente infusvel, processado com grande dificuldade, geralmente atravs de sinterizao. Aplicaes: engrenagens, componentes para bombas de lquidos corrosivos, implantes de ossos artificiais, isolamento de fios e cabos, mancais, revestimentos de pistas, trilhos-guias, etc. O Brasil ainda no produz este tipo de plstico.

. Polipropileno (PP)

Mero: propileno (designao antiga do propeno):

Propriedades muito semelhantes s do PE, mas com ponto de amolecimento mais elevado.


Baixo custo;

Elevada resistncia qumica e a solventes;

Fcil moldagem;

Fcil colorao;

Alta resistncia fratura por flexo ou fadiga;

Boa resistncia ao impacto acima de 15oC;

Boa estabilidade trmica;

Maior sensibilidade luz UV e agentes de oxidao, sofrendo degradao com maior facilidade.

Aplicaes:

Brinquedos;

Recipientes para alimentos, remdios, produtos qumicos;

Carcaas para eletrodomsticos;

Fibras;

Sacarias (rfia);

Filmes orientados;

Tubos para cargas de canetas esferogrficas;

Carpetes;

Seringas de injeo;

Material hospitalar esterilizvel;

Autopeas (pra-choques, pedais, carcaas de baterias, lanternas, ventoinhas, ventiladores, peas diversas no habitculo).

Peas para mquinas de lavar.

Atualmente h uma tendncia no sentido de se utilizar exclusivamente o PP no interior dos automveis. Isso facilitaria a reciclagem do material por ocasio do sucateamento do veculo, pois se saberia com qual material se estaria lidando.

Produo brasileira de PP em 1998: 702.795 t.

. Poliestireno (PS)

Mero: estireno:

Termoplstico duro e quebradio, com transparncia cristalina.


Fcil processamento;

Fcil colorao;

Baixo custo;

Elevada resistncia a cidos e lcalis;

Semelhante ao vidro;

Baixa densidade e absoro de umidade;

Baixa resistncia a solventes orgnicos, calor e intempries.

Produo brasileira em 1998: 129.879 t (excluindo isopor).


PS cristal: homopolmero amorfo, duro, com brilho e elevado ndice de refrao. Pode receber aditivos lubrificantes para facilitar processamento. Usado em artigos de baixo custo.

PS resistente ao calor: maior P.M., o que torna seu processamento mais difcil. Variante ideal para confeco de peas de mquinas ou automveis, gabinetes de rdios e TV, grades de ar condicionado, peas internas e externas de eletrodomsticos e aparelhos eletrnicos, circuladores de ar, ventiladores e exaustores.

PS de alto impacto: contm de 5 a 10% de elastmero (borracha), que incorporado atravs de mistura mecnica ou diretamente no processo de polimerizao, atravs de enxerto na cadeia polimrica. Obtm-se desse modo uma blenda. Muito usado na fabricao de utenslios domsticos (gavetas de geladeira) e brinquedos.

PS expandido: espuma semi-rgida com marca comercial isopor(R). O plstico polimerizado na presena do agente expansor ou ento o mesmo pode ser absorvido posteriormente. Durante o processamento do material aquecido, ele se volatiliza, gerando as clulas no material. Baixa densidade e bom isolamento trmico. Aplicaes: protetor de equipamentos, isolantes trmicos, pranchas para flutuao, geladeiras isotrmicas, etc. Produo brasileira em 1998: 10.000 t.

. Poli(cloreto de vinila) (PVC)

Mero: cloreto de vinila:


Baixo custo;

Elevada resistncia a chama, pela presena do cloro;

Processamento demanda um pouco de cuidado.

Restries:

O monmero um potente cancergeno; deve haver controle do teor residual que permanece no polmero, particularmente em aplicaes em que o polmero vai entrar em contato com alimentos.

Plastificantes (aditivo usado para tornar o polmero mais flexvel) a base de ftalatos tambm so considerados cancergenos. O Greenpeace vem promovendo ampla campanha para banir o uso do PVC que contenha esse aditivo, particularmente em brinquedos e produtos que ve-nham a entrar em contato com alimentos.

Produo brasileira em 1998: 649.840 t.


PVC rgido, isento de plastificantes. Duro e tenaz, com excelentes propriedades trmicas e eltricas. Resistente corroso, oxidao e intempries. Usado na fabricao de tubos, carcaas de utenslios domsticos e baterias.

PVC flexvel ou plastificado, que contm de 20 a 100 partes de plastificante por 100 de polmero. Usado no revestimento de fios e cabos eltricos, composies de tintas (ltex vinlico), cortinas de banheiros, encerados de caminho (sanduche filme de PVC + malha de polister + filme de PVC), etc.

PVC transparente, isento de cargas.

PVC celular ou expandido.

H tambm os chamados plsticos de engenharia, que so resinas que apresentam propriedades superiores s chamadas resinas commodities. Seu preo, porm, bem mais elevado. Seriam os equivalentes aos aos-liga da siderurgia.

A seguir esto listados os mais comuns.

. Poli(tereftalato de etileno)

Plstico da famlia do polister.

Mero: cido tereftlico ou tereftalato de dimetila e glicol etilnico.


Boa resistncia mecnica trmica e qumica;

Boas propriedades de barreira: absoro de oxignio de 10 a 20 vezes menor que nos plsticos commodities;

Fcil reciclabilidade.


Trata-se de um polmero de engenharia que, graas ao contnuo aperfeioamento de seu processo de fabricao e enorme aceitao na fabricao de garrafas de refrigerante, acabou mudando de status: passou de plstico de engenharia para commodity.

Aplicaes:

Como garrafas para bebidas carbonatadas, leos vegetais, produtos de limpeza, etc.;

Na forma de fibras, sob marcas Tergal (ICI) ou Dracon (Du Pont), apresentam excelente resistncia mecnica e ao amassamento, bem como lavagem e secagem rpida;

Na forma de pelculas transparentes e altamente resistentes, sob marca Mylar , mas algo caras. So usadas em aplicaes nobres: isolamento de capacitores, pelculas cinematogrficas, fitas magnticas, filmes e placas para radiografia;

Resina para moldagem com reforo de 30% de fibra de vidro, sob marca Rynite (Du Pont), usada na fabricao de carcaas de bombas, carburadores, componentes eltricos de carros, etc.

. Policarbonato

Plstico da famlia dos polisteres aromticos.

Monmeros: fosgnio e bisfenol A. H suspeitas de que o bis-fenol A mimetizaria efeitos de hormnios humanos, o que po-deria causar distrbios endcrinos. Contudo, elas no foram confirmadas at o momento.


Excelente resistncia ao impacto;

Excelente transparncia: 96%;

Boa estabilidade dimensional e trmica;

Resistente aos raios ultravioleta;

Boa usinabilidade;

Alta temperatura de deflexo;

Boas caractersticas de isolamento eltrico.


Este importante plstico de engenharia foi acidentalmente descoberto em 1898 na Alemanha, mas s em 1950 que seu desenvolvimento foi retomado, passando a ser comercializado a partir de 1958.

Aplicaes:

Compact-Discs (CDs);

Janelas de segurana (por exemplo, em trens de subrbio);

culos de segurana;

Carcaas para ferramentas eltricas, computadores, copiadoras, impressoras...

Bandejas, jarros de gua, tigelas, frascos...

Escudos de polcia anti-choque;

Aqurios;

Garrafas retornveis.

Que tal vermos a cotao desses materiais? Em dezembro de 1998, o preo por quilo em reais era

PEBD: 1,19

PEAD: 1,15

PP: 1,17

PS: 1,18

PET: 1,20

HIPS: 1,18

PS Exp.: 1,78

PVC rgido: 1,38

PVC flexvel: 1,38

PC: 6,85

Contudo, a crise cambial ocorrida no incio de 1999 provocou acrscimo de preos de at 50% no preo das resinas, de acordo com manifesto da Abiplast em fevereiro daquele ano.

A figura abaixo mostra, de forma aproximada, como se distribuem as aplicaes dos plsticos. Note-se que aqui no esto includos alguns polmeros importantes, como as borrachas.

- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS1. MICHAELI, W. e outros. Tecnologia dos Plsticos. Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo, 1995. Introduo e Lio 1, p. 1 a 13.

2. ANON. Curso Bsico Intensivo de Plsticos. Jornal de Plsticos, Niteri, 1997. Itens 4.3.1. Polietileno, 4.3.2., Polipropileno, 4.3.3. Poliestireno, 4.3.4. Poli(cloreto de vinila), 4.9.1. Poli(tereftalato de etileno) e 1.9.5. Policarbonato.

3. RETO, M.A.S. Polietilenos Expandem Enquanto Demanda Retrai, Plstico Moderno, Nov. 1998, 26-40.

4. STRONG, A.B. Plastics Materials and Processing, Prentice Hall, Columbus, 1996. Thermoplastic Materials (Commodity Plastics), p. 153-174.

5. RODRIGUEZ, F. Principles of Polymer Systems, Taylor & Francis, Washington, 1996. Introduction, p. 14-19.

Materiais Polimricos

Ementa de Disciplina Introdutria aos Polmeros, Ministrada na F.E.I. entre 1995 e 2000

Prof. Antonio Augusto Gorni

[email protected]

Descrio:

Curso introdutrio aos materiais polimricos (plsticos e borrachas). Caracterizao de suas propriedades macroscpicas e estruturas moleculares, bem como a explicao das correlaes verificadas entre essas caractersticas desses materiais. Desenvolvimento de formulaes, processos de transformao e reciclagem dos plsticos.

Objetivos:

Introduzir ao aluno os conceitos fundamentais por trs dos materiais polimricos mais comuns: termoplsticos, termorrgidos e elastmeros (borrachas), para facilitar o entendimento das causas do excepcional crescimento na produo desses materiais e suas limitaes;

Ministrar as noes bsicas dos processos de sntese de polmeros;

Apresentar as principais propriedades de engenharia dos polmeros e os ensaios utilizados para sua determinao;

Mostrar correlaes bsicas entre a estrutura molecular dos polmeros e suas propriedades bsicas (engenharia de polmeros);

Introduzir os princpios da formulao de polmeros (aditivao) e os principais processos de transformao usados na fabricao de peas com esses materiais;

Mostrar a importncia que a reciclagem dos polmeros tem para sua sobrevivncia como materiais de engenharia e como torn-la tcnica e economicamente vivel.

Ementa:

1. Conceitos Bsicos. Motivao para o Estudo. Definio e classificao dos polmeros. Propriedades especficas. Breve histrico. Principais tipos. Produo brasileira de plsticos.

2. Sntese de Polmeros. Matrias primas. Petroqumica. Caractersticas de um Monmero. Tipos de reaes qumicas de polimerizao: policondensao e poliadio. Processos de polimerizao: massa, soluo, emulso, suspenso e interfacial.

3. Foras de Ligao nos Polmeros. Ligaes covalentes e de Van der Walls. Influncia da Temperatura. Arranjo cristalino das molculas de polmero. Conseqncias das foras de ligao sobre as caractersticas dos polmeros.

4. A Transio Vtrea. Temperatura de fuso cristalina (Tf) e de transio vtrea (Tv). As origens da transio vtrea: causas da rigidez ou flexibilidade da cadeia polimrica. O papel dos grupos laterais. Efeito das foras intermoleculares.

5. Cristalinidade dos Polmeros. Definio. Seu efeito nas propriedades. Polmeros cristalinos e amorfos. Efeito da estrutura, das foras intermoleculares, velocidade de solidificao dos polmeros fundidos e das tenses sobre a cristalinidade.

6. Propriedades dos Polmeros. Propriedades mecnicas, trmicas, eltricas, ticas, qumicas; fsico-qumicas. Ensaios e normas utilizadas. Bases de dados de propriedades de materiais polimricos: exemplo do software Campus.

7. Fabricao e Transformao de Polmeros I: Aditivos para Polmeros. Formulaes. Cargas, plastificantes, modificadores de impacto, anti-oxidantes, retardantes de chama, lubrificantes, estabilizadores de ultra-violeta, estabilizadores trmicos, pigmentos, corantes, agentes de cura, agentes de expanso, agentes anti-estticos.

8. Fabricao e Transformao de Polmeros II: Preparao das Formulaes. Dosagem. Mistura. Plastificao. Granulao. Moagem.

9. Fabricao e Transformao de Polmeros III: Processos de Transformao. Extruso e co-extruso. Moldagem por Sopro. Moldagem por Injeo. Termoformagem. Calandragem.

10. Reciclagem de Plsticos. Motivao. Aspectos econmicos. Tipos de reciclagem. Limitaes tcnicas. Polmeros biodegradveis.

Avaliao:

75%: Provas (P1, P2, P3)

25%: Seminrio

Bibliografia Recomendada:

1. MICHAELI, W. e outros. Tecnologia dos Plsticos. Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo, 1995. Livro na forma de estudo dirigido, adequado para autodidatas e vivamente indicado para um primeiro contato com o assunto.

2. ANON. Curso Bsico Intensivo de Plsticos (C.B.I.P.). Jornal de Plsticos, Niteri, 1997. Texto de um curso de introduo aos plsticos ministrado por correspondncia pelo Jornal dos Plsticos. Tambm indicado para um primeiro contato com o assunto.

3. MATHIAS, L.J. e outros. Macrogalleria. University of Southern Mississippi. Uma cyberintroduo aos materiais polimricos. Usa amplamente recursos de informtica tais como hipertexto e animaes grficas. Disponvel na Internet e em CD-ROM. Realmente recomendado para quem domina o idioma ingls.

4. MANO, E.B. Introduo aos Polmeros. Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo, 1985. Boa introduo aos polmeros.

5. MANO, E.B. Polmeros como Materiais de Engenharia. Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo, 1991. Continuao do livro anterior, mais voltado para a caracterizao das propriedades dos polmeros.

6. GUEDES, B. & FILAUSKAS, M. O Plstico. Livros rica Editora, So Paulo, 1991. Uma introduo aos aspectos prticos dos materiais plsticos.

7. ALFREY, T. & GURNEE, E.F. Polmeros Orgnicos. Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo, 1971. Uma introduo aos polmeros, com nfase nos aspectos cientficos. Infelizmente deve estar esgotado.

8. RODRIGUES, F. Principles of Polymer Systems. Taylor & Francis, Washington, 1996. Livro introdutrio mais completo, com nfase na tecnologia dos polmeros.

9. BILLMEYER, F.W. Textbook of Polymer Science. Wiley-Interscience, New York, 1971. Livro introdutrio mais completo, com nfase na cincia dos polmeros.

10. STRONG, A.B. Plastics: Materials and Processing. Prentice-Hall, Columbus, 1996. Livro introdutrio mais completo, com nfase nos processos de transformao dos polmeros.

11. OGORKIEWICZ, R.M. Engineering Properties of Thermoplastics. Wiley-Insterscience, London, 1970. Texto especfico sobre engenharia de polmeros

Bibliografia Mnima Recomendada para os Itens da Ementa:

1. Conceitos Bsicos.

MICHAELI: Introduo, pg. 1 a 4 e Fundamentos dos Plsticos, pg. 5 a 14.

C.B.I.P.: Itens 4.3.1. - Polietileno, 4.3.2. - Polipropileno, 4.3.3. - Poliestireno, 4.3.4. - P.V.C., 4.9.1. - P.E.T. e 4.9.5. - Policarbonato.

RETO, M.A.A.: Polietilenos Expandem Enquanto Demanda Retrai, Plstico Moderno, Nov. 1998, pg. 26-40.

STRONG: Thermoplastic Materials (Commodity Plastics), pg. 153-174.

RODRIGUEZ: Introduction, pg. 14-19.

2. Sntese de Polmeros.

MICHAELI: Matria Prima e Sntese dos Polmeros, pg. 15 a 22; Processos de Sntese de Polmeros, pg. 23 a 32.

C.B.I.P.. Item 2.2. - Processos de Obteno de Polmeros.

ALFREY & GURNEE: A Qumica Orgnica dos Polmeros, pg. 21-34.

MACROGALLERIA: Free Radical Vinyl Polymerization e Making Nylon 6,6.

3. Foras de Ligao nos Polmeros.

MICHAELI: Foras de Ligao nos Polmeros, pg. 33 a 37.

RODRIGUEZ: Basic Structures of Polymers: Bonding, pg. 24-27.

ALFREY & GURNEE: A Qumica Orgnica dos Polmeros, pg. 21-34.

4. A Transio Vtrea.

MACROGALLERIA: The Glass Transition.

RODRIGUEZ: Amorphous Polymers: Plasticization, pg. 53-60.

5. Cristalinidade dos Polmeros.

MACROGALLERIA: Polymer Cristallinity.

RODRIGUEZ: Physical States and Transitions: Cristallinity; Conformation of Single Chain in Cristals; Cristallization, pg. 67-70.

GUEDES & FILAUSKAS: Comportamento Cristalino e Comportamento Amorfo dos Termoplsticos, pg. 67-70.

BILLMEYER: Morphology and Order in Cristalline Polymers. Cristallization Processes, pg. 165-167.

6. Propriedades dos Polmeros.

MANO: Propriedades que Caracterizam os Materiais, pg. 7-45.

MICHAELI: Propriedades Fsicas, pg. 65-72.

GUEDES & FILAUSKAS: Caractersticas Tcnicas dos Termoplsticos, pg. 23-43.

STRONG: Mechanical Properties (Macro Viewpoint), pg. 93-118.

OGORKIEWICZ: Properties of Thermoplastics, pg. 26-60.

RODRIGUEZ: Ultimate Properties, pg. 331-363.

7. Fabricao e Transformao de Polmeros I: Aditivos para Polmeros.

C.B.I.P.: Item 6 - Aditivos Usados em Polmeros.

RODRIGUEZ: Compounding, pg. 366-368; Antioxidants and Related Compounds, pg. 402-407.

GUEDES & FILAUSKAS: A Influncia de Aditivos, Cargas e Pigmentos no Termoplstico, pg. 117-128.

8. Fabricao e Transformao de Polmeros II: Preparao das Formulaes.

MICHAELI: Lio 10: Preparao dos Plsticos, pg. 79-86.

9. Fabricao e Transformao de Polmeros III: Processos de Transformao.

MICHAELI: Lio 11: Extruso, pg. 87-102; Lio 12: Injeo, pg. 103-116; Lio 15: Termoformao, pg. 137-142.

BILLMEYER: Plastics Technology, pg. 491-512.

10. Reciclagem de Plsticos.

C.B.I.P.: Item 8: Reciclagem de Plsticos.

Principais Recursos na Internet sobre Polmeros:

Nota: Os sites do tipo portal so projetados de forma a no s oferecer informao prpria sobre o assunto (polmeros), como tambm indicar os endereos de outros sites que tratam do tema.

Plstico (www.plstico.com.br): site brasileiro, do tipo portal, sobre plsticos;

Web Plastics (www.webplastics.com.br): site sobre atualidades no setor de plsticos e petroqumica do Brasil. Possui base de dados para localizao de pginas Internet a partir de palavras-chave fornecidas;

F.A.Q. (www.rapra.net/faq.html): perguntas mais freqentes sobre polmeros. Em ingls;

Polymers.Com (www.polymers.com): o site portal mais importante sobre polmeros. Em ingls;

Macrogalleria (www.psrc.usm.edu/macrog/index.html): um verdadeiro cyberlivro sobre noes bsicos dos polmeros. Inclui animaes. Em ingls. Recomendado!

Mais endereos da Internet sobre polmeros (www.gorni.eng.br/polymer.html).

Search Engine sobre polmeros (www.polymer-search.com). Localiza pginas sobre polmeros na Internet a partir das palavras-chave fornecidas. Em ingls.

Revistas sobre Polmeros:

Nota: Plstico Industrial, Plstico Moderno e Plsticos em Revista tambm podem ser encontradas na biblioteca da F.E.I.

Plstico Industrial (www.arandanet.com.br/pi/index.html)

Plstico Moderno (www.qd.com.br/xpplastm.htm)

Plsticos em Revista (www.plastico.com.br/revista/index.htm)

Jornal dos Plsticos (www.jorplast.com.br)

Modern Plastics (www.modplas.com). Em ingls.

Listas Eletrnicas:

Clube do Plstico, uma lista eletrnica brasileira para discusso sobre polmeros, plsticos e borrachas. Permite o envio de mensagens em portugus comunidade brasileira do plstico plugada na Internet. Para obter maiores informaes ou assinar, clique aqui!

Polymer List, lista eletrnica internacional para discusso sobre polmeros. O idioma oficial o ingls. Assinatura: mande um E-Mail para [email protected], escrevendo sub polymer Seu_Nome Seu_Sobrenome no corpo da mensagem.

GLOSSRIO SOBRE PLSTICOSAntonio Augusto Gorni


ABS Terpolmero amorfo de acrilonitrila-butadieno-estireno

Aditivos Anti-Flamabilidade Ver Retardadores de Chama

Anti-Oxidantes Aditivo que tem por objetivo evitar o ataque do plstico pelo oxignio ou oznio presentes no ar.

Agente de Expanso Aditivo utilizado para gerar gs no momento da fuso do plstico. So fundamentais para a fabricao de espumas, isopor, etc.

Agente de Sopro Ver Agente de Expanso. Designao no muito comum.

Bico de Injeo Pea cilndrica e oca, geralmente apresentando extremidade externa em forma de esfera, por onde passa o termoplstico ao ser injetado desde o canho para dentro do molde.

Borracha Ver Elastmero.

Bucha de Injeo Faz parte de um molde de injeo, estando em contato com o bico de injeo. O plstico fundido que preencher o molde sai do bico de injeo e flui atravs dele.

Calandragem Processo de transformao de plsticos semelhante laminao de metais. A resina, na forma de massa ou chapas espessas, conformada atravs da passagem atravs de rolos altamente polidos, aquecidos e sob grande presso. ideal para a produo de produtos planos, tais como filmes, encerados, cortinas, chapas para pisos, etc.

Canho Componente da injetora e extrusora. Trata-se de um duto por onde passa o plstico a ser fundido e plastificado.

Capacidade de Plastificao a quantidade em peso de um determinado plstico que pode ser fundida numa injetora durante um intervalo de tempo (por exemplo, g/s). Normal-mente adota-se como padro o PS para se expressar esse parmetro.

Cargas de Reforo Aditivos usados com o objetivo de aumentar a resistncia mecnica do plstico.

Cargas Inertes Aditivos usados to somente para reduzir o preo do plstico, sem contudo afetar adversamente suas propriedades.

Casting Ver vazamento.

Cavidade Espao oco em um molde, onde se introduz o plstico fundido.

Celofane Filme feito a partir de celulose (algodo) regenerada.

Celulose Polmero natural, presente na madeira, algodo, linho, cnhamo, etc.

Ciclo de Injeo Ver Tempo de Ciclo. Esta designao relativamente pouco usada.

Cilindro de Injeo 1. Cilindro hidrulico, posicionado na parte posterior do canho, que em-purra a rosca para a frente por ocasio da injeo.

2. Em alguns casos pode ser sinnimo de canho. Contudo, para evitar confuso, no se recomenda usar esta palavra com este significado.

Coextruso Processo especial de extruso onde o produto final apresenta mais de uma camada de diferentes tipos de plstico.

Coinjeo (com gs) Processo especial onde se injeta gs durante a injeo de plsticos. Neste caso, a presso exercida sobre a pea durante seu resfriamento feita atravs da co-injeo de gs, ao invs de se adicionar mais plstico fundido.

Copolmero Polmero cuja molcula se compe de mais de um mero.

Deformao Variao no comprimento que um corpo experimenta quando tracionado em uma direo por ao de uma fora.

Distribuidor Cilndrico Variante da matriz com torpedo de uma extrusora. Neste caso, a matriz, ao invs de dispor de um torpedo, dispem de um distribuidor de plstico fundi-do rotatrio, na forma de um cilindro, que gera o anel da seo transversal do tubo. Desse modo, evita-se a formao de riscos longitudinais no tubo.

Distribuidor de Fenda Larga Componente da matriz de uma extrusora utilizada na fabricao de filmes planos e placas.

Dosagem Medio das quantidades dos diversos componentes da mistura de plstico e seus respectivos aditivos (formulao).

Efeito Corona Gerao expontnea de oznio devido descarga de fios condutores de alta tenso para o ar. O fenmeno passa a ser digno de nota quando as tenses envolvidas ultrapassam 1000 V. O oznio assim gerado pode degradar os isolantes plsticos presentes.

Elastmero Polmero que apresenta alta elasticidade, ou seja, apresenta alta deformao sob carga, retomando seu formato original aps ela ter sido aliviada. A e-xemplo dos termorrgidos, os elastmeros no se fundem e no se dissolvem totalmente em solventes

Estabilizantes Aditivos qumicos que tornam os plsticos resistentes ao nefasta da radi-ao ultra-violeta, radioatividade, calor, oxidao e interpries

Eteno ou Etileno Monmero do Polietileno

Extrudado Produto semi-manufaturado de plstico ou elastmero produzido por extruso.

Extrusado Sinnimo de extrudado. Termo usado com freqncia, mas no parece ser a designao mais adequada para este semi-produto.

Extruso Processo de fabricao de um semi-manufaturado contnuo de plstico ou elastmero. Ele ocorre em extrusoras, equipamento que constitudo basicamente de um tubo contendo um parafuso rosqueado. O plstico, em p ou grnulos, alimentado na parte traseira do tubo, sendo conduzido para a parte frontal do tubo pela rosca em rotao. Durante esse percurso, o plstico aquecido por ao de resistncias eltricas e do atrito com o parafuso. No final do percurso, o plstico dever estar totalmente plastificado, sendo ento comprimido contra uma matriz que conter o desenho do perfil a ser aplicado ao plstico. Ao sair, o semi-manufaturado resfriado e bobinado. Ideal para a fabricao de tubos, filmes, placas, perfis, etc.

Extrusora Equipamento semelhante a um moedor de carne, utilizado na extruso de plsticos.

Filamento Fibra infinita com dimetro determinada (ver DIN 61850)

Fora de Fechamento Fora exercida pelo conjunto cilindro de injeo/rosca sobre a pea de pls-tico que est se solidificando dentro do molde de uma injetora, garantindo sua alimentao com material adicional enquanto ela se contrai em funo da solidificao e resfriamento.

Formulao Mistura de um polmero mais os aditivos que se fazem necessrios para que adquira o plstico atinja as propriedades objetivadas.

Fuso Roscado Ver Rosca. Esta a designao "erudita" deste componente, mas pouco usada.

Granulao Transformao da massa de formulao em grnulos, facilitando seu trans-porte e transformao posterior. Tambm pode ocorrer a quente ou a frio.

Granulado Material de sada para a moldagem. Geralmente est na forma de gros cilndricos.

Injeo Processo de transformao de plsticos similar fundio sob presso de metais. O plstico, na forma de grnulos ou p, plastificado num equipa-mento similar uma extrusora. Neste caso, porm, aps a plastificao do polmero, o parafuso atua como um mbolo, injetando-o de uma vez s num molde. o processo de transformao mais popular, respondendo por 60% do parque de mquinas.

Injetora Equipamento utilizado no processo de injeo dos plsticos.

Matriz Componente da extrusora que confere o formato final ao semi-manufaturado de plstico.

Mero Unidade bsica da molcula de um polmero. A molcula do polmero constituda de um certo nmero de repeties do mero.

Mistura Operao que visa a misturar homogeneamente os componetnes da formula-o. Pode ocorrer a quente ou a frio.

Moagem Variao da granulao. Normalmente utilizada para a destruio de peas de plstico refugadas, atravs de moinhos de corte.

Mdulo de Elasticidade Relao constante entre tenso e deformao na faixa elstica de um material.

Molde Forma oca, bipartida, cujo interior contm a geometria da pea que se deseja produzir.

Monmero Matria prima utilizada na fabricao de um polmero.

Nafta Matria prima dos monmeros mais importantes da indstria dos polmeros. um derivado do petrleo.

Oznio Uma das formas do oxignio. Sua presena na alta atmosfera fundamental para a vida no planeta, uma vez que filtra a maior parte dos raios ultra-violeta provenientes do sol. Contudo, quando gerado na baixa atmosfera por ao da luz do sol sobre poluentes, danoso vida e pode afetar severamente os polmeros, principalmente borracha. Tambm pode ser problema no caso de polmeros utilizados em isolantes eltricos em alta voltagem, devido ao efeito Corona.

Parafuso Ver Rosca. Esta designao pouco usada.

Parison Ver Pr-Forma.

PC Policarbonato.

PE Polietileno.

PEAD Polietileno de Alta Densidade.

PEBD Polietileno de Baixa Densidade.

PEBDL Polietileno Baixa Densidade Linear.

Peso Mximo de Injeo Peso mximo de plstico que pode ser injetado em um s ciclo numa injetora. Normalmente adota-se o PS como padro para se expressar esse parmetro, uma vez que ele depende do plstico que est sendo processado.

PET Poli(tereftalato de etileno).

Petroqumica Tcnica da transformao qumica ou fsico-qumica do petrleo em matria-prima bsica, inclusive para a indstria de polmeros.

PTFE Politetrafluoretileno (Teflon).

Pino Ejetor Pino que tem por objetivo desmoldar a pea de plstico injetada.

Plstico Uma subdiviso dos polmeros. Trata-se de uma classe de materiais que apresentam grande facilidade de assumir qualquer formato. So geralmente sintticos, apresentando molculas de grande tamanho a base de carbono. Apresentam grande variedade de propriedades mecnicas e fsicas.

Plstico de Engenharia Ver polmero de engenharia.

Plastificao 1. Em formulao de polmeros, consiste na adio de agentes plastificantes a ele, com o objetivo de torn-lo flexvel.

2. Na transformao de polmeros envolvendo sua fuso (extruso, injeo...) o processo de fuso de um plstico atravs de introduo de calor, de forma direta ou por atrito interno.

Plastificante Aditivo que tem por objetivo tornar o polmero mais flexvel. Usado principalmente para formulaes de PVC e borracha.

PMMA Polimetalmetacrilato (Acrlico).

Polimerizao Reao qumica onde as molculas de monmero so alteradas de forma a permitir seu encadeamento umas nas outras, formando o polmero, cuja molcula consiste na repetio de um certo nmero de molculas desse monmero.

Polmero Substncia que formada por cadeias moleculares longas, formadas a partir da repetio de uma molcula menor bsica, chamada mero.

Polmero de Engenharia Classe de polmeros de alto desempenho, que competem diretamente com os metais. Seu custo varia de mdio a alto. Exemplos: nylon, policarbonato, resinas ABS, etc.

POM Polioximetileno ou Poliacetal

Ponto de Imobilizao Instante em que o polmero fundido num canal se resfria abaixo de uma certa temperatura, tendo seu escoamento interrompido.

Ponto de Injeo Regio da superfcie da cavidade por onde ser introduzido o plstico fundido.

PP Polipropileno.

Pr-Forma Semi-manufaturado de plstico especfico para operaes posteriores de moldagem por sopro.

Presso Especfica de Injeo Presso que o parafuso imprime no material dentro do molde durante o processo de injeo de plsticos

Presso de Recalque Presso aplicada durante a solidificao de uma pea que est sendo injetada. Dessa maneira, a contrao volumtrica da pea injetada (similar ao "rechupe" observado na solidificao dos metais) compensada durante o resfriamento, obtendo-se uma pea com formato perfeito e com estrutura compactada.

PS Poliestireno.

PVC Poli(cloreto de vinila).

Reciclagem Reaproveitamento de materiais, como plsticos.

Retardadores de Chama Aditivo que torna o polmero auto-extinguvel, ou seja, ele s entrar em combusto na presena de uma chama externa.

Rosca Componente da injetora e extrusora. Trata-se de um fuso roscado, localizado dentro do canho do equipamento, que tem por objetivo introduzir e promover a plastificao do polmero a ser processado.

Rotomoldagem Variante do processo de vazamento. Este processo indicado para peas ocas que devam apresentar espessura de parede uniforme, como o caso de bolas de PVC, por exemplo. Neste caso, durante o vazamento o material viscoso submetido a movimentao dentro dos moldes, em mquinas prprias.

Semi-Manufaturado Produto intermedirio de plstico (por exemplo, tubos e placas) que ainda sero processados (moldados) em produto final.

Sistema de Alimentao com Cmara Quente Usado em injetoras. Neste caso, o sistema de alimentao de plstico fundi-do para o molde permanece sempre aquecido, mantendo o material pronto para ser injetado. Nas mquinas antigas, desprovidas deste sistema, o plstico fundido contido nos sistemas de alimentao se solidificava junto com a pea e tinha de ser descartado, gerando refugo desnecessariamente.

Sistema de Fechamento e Abertura do Molde Sistema mecnico, normalmente com acionamento hidrulico, que movimen-ta as partes do molde. Ao fech-lo, permite a injeo de plstico em seu interior. Ao se aberto, permite a remoo da pea pronta.

Sopradora Equipamento que permite a transformao de plsticos atravs do processo de sopro.

Sopro Processo de transformao de plsticos utilizados na fabricao de produtos vazados. Consiste na extruso ou injeo de um tubo semi-manufaturado (parison), que a seguir envolvido por um molde e soprado. Ideal para a fabricao de garrafas, embalagens, bias, tanques de combustvel, etc.

Temperatura de Degradao Temperatura acima da qual as cadeias do polmero comeam a se desagregar. Note-se que esses materiais no existem no estado gasoso.

Temperatura de Escoamento Temperatura mnima acima da qual o termoplstico transformvel atravs de aplicao de uma fora mnima.

Temperatura de Transio Vtrea (Tg ou Tv) Temperatura abaixo da qual o termoplstico se torna frgil, no resistindo a choques.

Tempo de Ciclo Somatrio de todos os tempos de processo necessrios para a produo de uma pea de plstico pelo processo de injeo.

Termoestabilizante Aditivo que tem por objetivo minimizar ou eliminar o efeito danoso de altas temperaturas sobre o plstico, principalmente durante sua fuso durante a transformao.

Termofixo Ver termorrgido.

Termoformao Processo de transformao de plsticos similar a uma estampagem a quente. O plstico, na forma de chapa ou placa, aquecido at se tornar bastante malevel (mas no fundido). A seguir, ele conformado a vcuo (processo negativo) ou estirado (processo positivo), sendo resfriado a seguir.

Termoplstico Polmero que pode ser fundido e se dissolve em alguns solventes

Termorrgido Polmero que se caracteriza por no se fundir, transformando-se em p (fuligem) ao ser aquecido acima de determinada temperatura. Tambm no se dissolve em solventes.

Terpolmero um copolmero onde a molcula formada por trs meros.

Torpedo 1. Componente da matriz de uma extrusora utilizada para a fabricao de tubos. Sua funo guiar o fluxo de plstico fundido de forma a gerar um anel na seo transversal do tubo. Sua construo provoca defeitos no tubo, na forma de riscos longitudinais que enfraquecem o material.

2. Componente de injetoras antigas, nas quais no haviam roscas. Sua funo era promover a plastificao do polmero a ser injetado. Ele restringe o fluxo do plstico fundido dentro do canho, intensificando seu contato com as paredes aquecidas do canho. Em alguns casos, o prprio torpedo era aquecido para agilizar ainda mais esse processo.

Vazamento Tambm conhecido como casting. um processo de moldagem simples que consiste em verter, isto , vazar no molde o polmero, na forma de uma soluo viscosa de polmero em seu monmero. Aps o trmino do vazamento ocorre a polimerizao final do monmero.

Vazamento Rotacional Ver Rotomoldagem.

Velocidade de Injeo Volume de plstico descarregado por segundo atravs do bico de injeo durante um ciclo normal de injeo. Ele depende do plstico que est sendo processado, da presso de injeo, temperatura, formato do molde e seu sistema de alimentao, etc.

Viscoelstico Estado de um corpo que tanto elstico (obedece a lei de Hook) como viscoso (obedece a lei de Newton).

Volume Mximo de Injeo o volume mximo de plstico que uma injetora pode injetar num ciclo.

Zona de Alimentao a regio posterior do canho de uma injetora ou extrusora, onde o plstico a ser injetado recolhido do reservatrio de matria prima (funil) pela rosca e encaminhado para a zona de transformao.

Zona de Transformao Poro do canho de uma extrusora ou injetora, imediatamente a frente da zona de alimentao, onde ocorre a plastificao do polmero.

- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS1. MICHAELI, W. e outros. Tecnologia dos Plsticos. Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo, 1995.

2. ANON. Curso Bsico Intensivo de Plsticos. Jornal de Plsticos, Niteri, 1997.

3. GUEDES, B. & FILKAUSKAS, M.E. O Plstico, So Paulo, 1986.

USO DE SUCATA DE PLSTICO COMO COMBUSTVEL EM ALTOS-FORNOSUma Soluo Alternativa para o Lixo PlsticoAntonio Augusto Gorni


Plsticos e metais, particularmente ao, so materiais que disputam ferozmente a preferncia de mercados atraentes, tais como a indstria de embalagens e de automveis. Surpreendentemente, a busca pela competitividade tem levado a situaes de simbiose entre esses inimigos quase mortais.

A usina de Bremen da antiga siderrgica alem Klckner, pertencente agora belga Sidmar, iniciou experincias com a injeo de lixo plstico granulado em seu alto-forno em 1994. Esta alternativa permite aproveitar muito melhor o contedo energtico deste insumo, uma vez que 53% de sua energia qumica utilizada na reduo do minrio de ferro; outros 27% se transformam em gs de alto forno, combustvel de grande importncia para usinas siderrgicas. Se os rejeitos plsticos fossem meramente queimados num incinerador ou estao termoeltrica, o rendimento trmico do processo seria de apenas 30 ou 40%, respectivamente.

Houve especial preocupao com possveis emisses de furanos e dioxinas decorrentes da queima do plstico. Contudo, os resultados das medies efetuadas mostraram que no ocorreram alteraes significativas em relao situao anterior. Isto foi conseguido em decorrncia da supresso do uso de PVC e outros plsticos clorados, que liberam cido clordrico e dioxinas durante sua queima.

O sucesso desta experincia levou deciso de se construir uma unidade para a preparao de 70.000 t anuais de granulado de lixo plstico para injeo no alto-forno.

Em 1999 trs altos-fornos alemes usaram rotineiramente o processo de injeo de sucata de plstico em substituio ao leo, logrando consumir 104.000 t de resinas. As taxas de injeo foram da ordem de 44 kg/t de gusa, substituindo um quilo de leo por outro de plstico. Esses altos fornos recebem subsdios das entidades envolvidas com reciclagem de plsticos. O material a ser injetado tem de atender requisitos muito rigorosos em termos de composio qumica e distribuio de tamanho de partcula. No momento no h expectativa de se aumentar a quantidade de plstico aproveitada por essa abordagem.

Mas no Japo que esta tcnica apresentou grande aperfeioamento. Desde outubro de 1996 a siderrgica japonesa Nippon Kokan (NKK) est injetando lixo plstico num de seus altos-fornos. Os rejeitos, na forma de computadores pessoais e fitas plsticas sucatados, provm de 150 companhias na rea metropolitana de Tquio. Tambm foram feitos convnios com cooperativas de fazendeiros da regio de Chiba, a leste de Tquio, para o fornecimento de filmes e sacos de polietileno sucatados, aps seu uso na agricultura. Como a origem desse material conhecida, sua qualidade facilmente controlada. Eles so convertidos em granulados com dimetro entre 6 e 8 mm. No momento, cerca de 30.000 t desse material so consumidas nesse alto forno, utilizando o mesmo equipamento da injeo de finos de carvo. No momento, est sendo injetada uma mistura constituda de 90% de finos de carvo e 10% de sucata plstica granulada. Segundo os pesquisadores da NKK, o gusa produzido com a injeo de sucata plstica apresenta maior nvel de qualidade, pois contm menor teor de oxignio. A eficincia trmica desse novo insumo superior a 80%. O investimento necessrio na unidade de limpeza e granulao do lixo plstico foi da ordem de US$ 15 milhes.

Cada alto-forno da NKK consome 1,5 milhes de toneladas de carvo por ano. Teoricamente, 40% desse total poderia ser substitudo por sucata de plstico, sem que a carga perca as caractersticas desejadas de permeabilidade. Logo, s a NKK teria potencial de consumo da ordem de 2,4 milhes de toneladas de sucata plstica em seus quatro altos-fornos.

A Federao Japonesa do Ferro e do Ao (JISF) est se apoiando nesse exemplo para propor o consumo anual de 1 milho de toneladas de lixo plstico em altos fornos. Isto representaria uma economia de 1,5% no consumo total de energia das siderrgicas japonesas.

O Japo gera anualmente cerca de 9 milhes de toneladas de lixo plstico. Portanto, a meta proposta pela JISF representaria o consumo de 11% do total de lixo plstico produzido naquele pas. Atualmente apenas 2,5 milhes de sucata plstica so reciclados. O restante incinerado ou jogado em aterros. O consumo de plsticos em altos-fornos considerada a alternativa mais econmica para a soluo do problema do lixo plstico, superando outras abordagens clssicas, como a reciclagem do material, converso em leo combustvel ou gaseificao. Essa soluo muito oportuna, uma vez que a legislao japonesa exigir que, a partir de abril do ano 2000, todo material plstico dever ser reciclado, com exceo das garrafas de PET.

Contudo, essa nova abordagem tambm apresenta seus problemas. Plsticos clorados, como o PVC, no podem ser diretamente injetados nos altos-fornos, pois o cloro neles contido danificaria o revestimento refratrio do equipamento. Tais plsticos representam 15% do total do lixo plstico gerado no Japo. Vrios processos vm sendo desenvolvidos para contornar esse problema. A alternativa mais promissora, desenvolvida pela NKK, consiste em aquecer plsticos clorados a 300oC, liberando cido clordrico, que pode ser recuperado e utilizado nas instalaes de decapagem de bobinas de ao da prpria siderrgica. A NKK tambm est desenvolvendo mtodos para separar os plsticos clorados, tomando partido da diferena de densidade entre eles e os demais tipos de plstico.

Os custos da injeo de plsticos em altos-fornos dependem das despesas associadas ao recolhimento e transporte do lixo plstico. Atualmente eles so comparveis aos custos da injeo de finos de carvo, da ordem de 70 a 80 dlares por tonelada de gusa.

Em resumo, a situao do aproveitamento de lixo plstico nas diversas siderrgicas japonesas em 1998 era a seguinte:

Nippon Kokan: A unidade para decomposio trmica de plsticos clorados ainda opera em escala piloto. A empresa planeja investir de 20 a 30 milhes de dlares na construo de duas unidades de tratamento, o que permitiria tratar 30.000 toneladas de plsticos clorados durante o ano 2000. H previses de que em 2005 seriam aproveitadas de 200.000 a 300.000 toneladas de lixo plstico em seus altos-fornos.

Kawasaki Steel: Planeja iniciar a injeo de plsticos em seus altos-fornos no ano 2000. Tambm desenvolveu um processo para tratar plsticos clorados, que ainda se encontra em escala de laboratrio. H projetos para se construir uma unidade piloto com capacidade para tratar 20 t de plsticos clorados por dia (7.000 t/ano) no ano 2000. Seu sistema de injeo de finos de carvo no precisar ser modificado para injetar plsticos, uma vez que o granulado de lixo plstico ter a mesma granulometria dos finos de carvo.

Sumitomo Metal Industries: A pesquisa bsica para tratamento de plsticos clorados iniciou-se no segundo semestre de 1997. Pretende-se agora investir 5 milhes de dlares numa unidade piloto.

Kobe Steel: Ainda est conduzindo estudos de viabilidade sobre o consumo de lixo plstico proveniente do distrito de Kansai, onde encontra-se seus trs altos-fornos. Esto sendo desenvolvidas pesquisas sobre processos para tratamento de plsticos clorados. O incio para uso de plsticos em altos-fornos est previsto para o ano 2000.

Nippon Steel: a nica siderrgica japonesa que ainda considera mais vivel a converso do lixo plstico em leo.

Leia tambm o artigo Aproveitamento de Plstico Ps-Consumo na Forma de Combustvel para Altos-Fornos e Coquerias, disponvel em formato PDF, originalmente apresentado no PlastShow 2004 - Feira e Congresso, So Paulo, Abril de 2004.

- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS JANZ, J. Injecting Plastic Scrap into the Blast Furnace. Steel Times, June 1995, 216.

AMELING, D. New Developments in Integrated Steelmaking in Europe. M.P.T. International, 6/2000, 36-42.

FURUKAWA, T. Plastic as Ironmaking Fuel at NKK. New Steel, May 1998.

Blast Furnace Steelmakers Heighten Use of Waste Plastics. Iron & Steelmaker, October 1998, 92.

DOSSI P.E.T.Breve Resumo sobre esta Verstil ResinaVeja um guia completo sobre essa resina na edio de Junho 2000 da revista Plstico Industrial, pg. 48-61

Antonio Augusto Gorni


- P.E.T. - POLI(TEREFTALATO DE ETILENO). Introduo

Plstico da famlia do polister.

Mero: cido tereftlico ou tereftalato de dimetila e glicol etilnico.


Boa resistncia mecnica trmica e qumica;

Boas propriedades de barreira: absoro de oxignio de 10 a 20 vezes menor que nos plsticos commodities;

Fcil reciclabilidade.


Trata-se de um polmero de engenharia que, graas ao contnuo aperfeioamento de seu processo de fabricao e enorme aceitao na fabricao de garrafas de refrigerante, acabou mudando de status: passou de plstico de engenharia para commodity.

Aplicaes:

Como garrafas para bebidas carbonatadas, leos vegetais, produtos de limpeza, etc.;

Na forma de fibras, sob marcas Tergal (ICI) ou Dracon (Du Pont), apresentam excelente resistncia mecnica e ao amassamento, bem como lavagem e secagem rpida;

Na forma de pelculas transparentes e altamente resistentes, sob marca Mylar , mas algo caras. So usadas em aplicaes nobres: isolamento de capacitores, pelculas cinematogrficas, fitas magnticas, filmes e placas para radiografia;

Resina para moldagem com reforo de 30% de fibra de vidro, sob marca Rynite (Du Pont), usada na fabricao de carcaas de bombas, carburadores, componentes eltricos de carros, etc. - CARACTERSTICASAs macromolculas de PET puro (o chamado homopolmero) constituem-se de repeties da molcula mais simples (mero) de tereftalato de etileno. Nos polmeros comerciais, 130 a 155 repeties desse mero constituem a macromolcula tpica de PET.

O PET homopolmero cristaliza-se com facilidade, prejudicando a transparncia do polmero. Para se evitar esse problema as condies de processamento tm de ser muito precisas, o que atrapalha a vida do transformador. Por isso, o PET homopolmero no muito usado. Prefere-se usar copolmeros de PET, os quais se cristalizam mais lentamente, facilitando as condies de transformao para se obter um produto com boa transparncia.

As macromolculas dos copolmeros de PET contm outros meros alm do tereftalato de etileno. Ou seja: no homopolmero a macromolcula constituda pela repetio de um s mero (molcula simples), como se fosse um trem constitudo de vages idnticos. J no copolmero a macromolcula constituda pela repetio de mais de um mero, como se fosse um trem constitudo por mais de um tipo de vago.

Alguns copolmeros de PET apresentam macromolculas formadas pela repetio de dois meros:

ciclohexanodimetanol e cido tereftlico;

etilenoglicol e cido isoftlico.

Eles esto distribudos aleatriamente ao longo da macromolcula, dificultando a cristalizao do polmero e favorecendo sua transparncia. Este tipo de copolmero especialmente adequado para moldagem por injeo sob curtos tempos de ciclo, como peas em geral, pr-formas, garrafas com paredes espessas.

Outro copolmero, PETG, inclui um glicol modificado em suas macromolculas. Ele amorfo (no-cristalino), quimicamente resistente e altamente transparente. Seu processamento fcil. Normalmente ele produzido na forma de chapas ou filmes extrudados, podendo ser termoformados, serrados, furados e estampados. A moldagem por injeo e extruso mais sopro tambm so viveis.

Produo de garrafas e frascos por extruso de parison mai sopro necessitam de resinas de PET com maior resistncia mecnica do fundido (maior tempo de escoamento, ou seja, maior melt flow index).

A produo de filmes e fitas de PET se faz atravs de extruso utilizando-se matrizes com fendas; o extrudado passa ento por rolos que lhe confere o formato final. J a produo de fibras feita atravs da extruso do polmero fundido, sendo obtidos filamentos muito finos atravs de sua passagem por matrizes especiais (spinnerets). Esses filamentos so estirados, torcidos, enredados e plissados para se formar a fibra.

Algumas designaes para o PET:

OPET: PET orientado, ou seja, que foi estirado antes do sopro da garrafa. O estiramento promove maior grau de cristalizao do polmero, aumentando sua resistncia mecnica e propriedades de barreira.

APET: PET amorfo, ou seja, sem orientao e de baixa cristalinidade. menos resistente mecanicamente e apresenta propriedades de barreira um pouco inferiores aos do OPET, muito embora sejam satisfatrias para muitas aplicaes. Por sua vez, apresenta alto brilho e transparncia. Uma vez que pode ser selado a quente, muitas vezes usado para a produo de bandejas termoformadas para alimentos.

CPET: PET cristalino, que contm aditivos como iniciadores e nucleadores de cristalitos. Como o nome j diz, apresenta alto grau de cristalinidade; opaco. Serve para a produo de bandejas para alimentos termicamente estveis, inertes, leves e reaquecveis. Pode ir do freezer ao forno sem sofrer perda de propriedades. - EQUIPAMENTOS:

O PET higroscpico, ou seja, absorve umidade: 0,03%. Normalmente a resina tem de ser seca antes de ser transformada, devendo conter no mais do que 0,01% de gua. Logo, secadoras devem ser um equipamento de grande demanda nos transformadores de PET.

H diversos fabricantes de sopradoras para garrafas e outras peas vazadas: Aoki, Sidel do Brasil, Krupp Korpoplast, Krones, Bekum e Nissei ABS, entre outras.

As sopradoras podem ser de dois tipos:

Um estgio (ciclo quente): a mesma mquina injeta a pr-forma, que soprada em seguida.

Dois estgios (ciclo frio): a pr-forma produzida numa injetora e soprada em outra mquina (sopradora).

Destaque: algumas mquinas da Aoki dispensam a desumidificao prvia da resina antes da moldagem da pr-forma por injeo, pois um sistema de degasagem acoplado ao canho da injetora extrai todos os gases da resina fundida. Segundo a Aoki, este sistema permite ainda a adio de PET reciclado resina virgem.

Embora a rota clssica para produo de garrafas seja atravs do sopro de pr-formas injetadas, elas tambm podem ser produzidas a partir da extruso de parison seguido de sopro posterior. Diversos tipos de autopeas so feitos atravs da moldagem por injeo de PET. Neste caso, ele usado como plstico de engenharia, em funo de suas propriedades mecnicas excepcionais. Geralmente eles contm agentes de reforo (por exemplo, fibras de vidro).

Filmes de PET tambm so produzidos por extruso, usando-se matriz com formato de fenda. Mas, certamente, o nmero de transformadores que fazem esses produtos deve ser significativamente menor que os produtores de garrafas.

As injetoras e extrusoras para PET devem ter sistemas de aquecimento suficientemente potentes para fundir a resina (250-260oC). O formato da rosca deve ser apropriado para a resina, em termos da evoluo de seu dimetro e do passo da rosca ao longo do seu comprimento.

Esta resina, na sua verso amorfa (APET) ou de alta cristalinidade (CPET), muito utilizada na fabricao de bandejas termoformadas para alimentos. Espumas de PET tambm podem ser consideradas para esta aplicao, em funo de seu baixo peso e alta resistncia trmica.

A produo de fibras deve ser restrita a poucos fabricantes, em funo da complexidade do equipamento. - ADITIVOS:

O PET normalmente no necessita de adies de plastificantes ou outros aditivos para seu processamento. Mesmo nos casos onde ocorre o uso de aditivos, a formulao feita pelo prprio produtor da resina e no pelo transformador, que j compra o produto pronto.

Contudo, h diversas verses com propriedades especiais que podem conter:

reforo com fibra de vidro;

idem, mais modificadores de impacto para tornar a resina mais tenaz;

idem, mais aditivos anti-chama;

idem, mais mica;

idem, mais resina reciclada;

reforo com fibras longas de vidro;

aditivos condutores de eletricidade (para que a resina barre radiaes eletromagnticas) mais fibras de carbono para reforo;

Ver tambm normas ASTM D3220 e D4507.

Outros agentes de reforo normalmente usados nas resinas de PET so fibras de aramida, esferas de vidro, carbonato de clcio (por ex., em fitas magnticas de PET, pois melhora o coeficiente de frico da fita), asbestos e wollastonita.

Os graus com agentes de reforo (fibras de vidro e carbono, mica) normalmente so direcionados para peas moldadas por injeo de alto desempenho. Note-se que estas cargas afetam negativamente a transparncia do plstico.

Componentes de PET para uso externo devem conter aditivos anti-raios ultravioleta. Por exemplo, absorvedores de ultravioleta do tipo benzotriazola, pois afetam muito pouco a cor do plstico, que passa a ter grande estabilidade.

A verso de alto grau de cristalinidade (CPET) contm aditivos para promover a formao de cristalitos na resina (iniciadores, agentes nucleantes).

O PET tambm pode ser usado na forma expandida, requerendo neste caso a adio de agentes de expanso.

Obviamente, corantes e pigmentos so utilizados para colorir as resinas. No caso de filmes, podem ser usados aditivos para controlar a rugosidade superficial e, conseqentemente, o coeficiente de atrito da superfcie do filme. Outros aditivos podem ser usados para controlar o grau de transparncia e de reflexo superficial.

- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS1. MICHAELI, W. e outros. Tecnologia dos Plsticos. Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo, 1995. Introduo e Lio 1, p. 1 a 13.

2. ANON. Curso Bsico Intensivo de Plsticos. Jornal de Plsticos, Niteri, 1997. 4.9.1. Poli(tereftalato de etileno)

3. STRONG, A.B. Plastics Materials and Processing, Prentice Hall, Columbus, 1996. Thermoplastic Materials, p. 153-174.

4. RODRIGUEZ, F. Principles of Polymer Systems, Taylor & Francis, Washington, 1996. Introduction, p. 14-19.

5. KAPLAN, A. Modern Plastics Encyclopedia '99, McGraw-Hill Book Company, Highstown, November 1998.

DOSSI PUBreve Resumo sobre esta Importante ResinaVeja um guia completo sobre essa resina na edio de Maio 2000 da revista Plstico Industrial, pg. 42-59

Antonio Augusto Gorni


- ELASTMEROS TERMOPLSTICOS A BASE DE POLIURETANO

. Resinas

Dividido em duas classes principais: steres (mais tenazes, mas sofrem hidrlise e degradam na presena de gua) e teres (menos tenazes, mas menos sujeitos biodegradao; menos resistentes ao ataque qumico).

Cada classe pode ser subdividir em aromtica e aliftica.

Formulaes fceis de serem feitas. Inmeras combinaes de propriedades podem ser obtidas atravs de mistura de grande variedade de steres e teres.

Freqentemente so misturados com polmeros compatveis (ex.: PVC, ABS, nylon, borrachas, SAN), formando-se "hiper-formulaes".

. Aditivos

Resinas TPE-PU aromticas requerem adies de estabilizantes e absorvedores de UV. Aditivos para bloqueio de emisses eletromagnticas, que tornam o polmero condutor. Anti-oxidantes. Corantes.

. Mquinas

Facilmente processvel atravs dos mtodos de transformao comuns. Em extrusoras e injetoras recomenda-se roscas com L/D de 24:1 e taxas de compresso de 2,5 a 3:1.

. Perifricos

Secagem fundamental para uma transformao eficiente. Logo, secadores devem ser um produto de primeira necessidade para o processamento de TPE-PU. - POLIURETANOS TERMOFIXOS

. Resinas

A polimerizao feita pelo transformador/fabricante da pea: mistura-se dois monmeros lquidos livres de solvente: um poliisocianato e uma mistura de materiais que reagem com os isocianatos. Essa ltima mistura contm catalisadores, surfactantes, retardadores de chama e outros aditivos usados na formulao.

O tempo de polimerizao (ou cura) depende da formulao, ficando entre 1,5 segundos e 5 minutos. Quanto mais rpida a polimerizao, mais caro e complexo o equipamento de transformao.

H inmeras reaes qumicas que podem dar origem aos poliuretanos. Isso gera uma grande variedade de produtos comerciais (pares resina + catalisador) para produzir poliuretano. Algumas das reaes geram gs (CO2, por exemplo), sendo adequadas para a produo de espumas de PU. Eventualmente pode ser incorporado um agente expansor formulao, que se vaporiza em funo do calor que a reao de polimerizao provoca.

Os monmeros bsicos usados na mistura que dar origem ao PU so trs: poliisocianatos, extensores de cadeia (etileno glicol, butanodiis, glicerol) e resinas para amaciamento (conhecidas como poliis).

Os poliisocianatos combinam-se com os extensores de cadeia, formando a base rgida do polmero. A resina para amaciamento a precursora da poro elastomrica do polmero. O nvel deste monmero na composio do polmero determina seu grau de maciez/dureza, flexibilidade/rigidez que ele ter. Espumas flexveis tem de 50 a 70% em peso do monmero elastomrico. Espumas rgidas contem pouco ou nenhum monmero elastomrico. . Aditivos Podem ser usadas fibras para reforo; anti-oxidantes; surfactantes (para controlar tamanho da clula, resistncia a verde); aditivos anti-chama; cargas (barita, argila); agentes de expanso (eventualmente gua!); catalisadores (para acelerar reaes de polimerizao e formao das ligaes cruzadas); corantes; etc. . Mquinas para Moldagem Mtodos de transformao: moldagem atravs de vazamento ("casting"), misturando-se os dois componentes e produzindo-se a polimerizao (cura) dentro do molde (espumas inclusive); RIM - reaction injection molding; por spray, aspergindo-se os dois componentes sobre uma superfcie (ex.: espumas rgidas no teto de automveis); produo de espumas flexveis misturando-se continuamente os dois componentes numa esteira rolante; etc. H verses de poliuretano termofixo que pode ser processada pelos mtodos normais (principalmente injeo). Trata-se somente da resina a base de poliisocianato; a pea ir sofrer cura posterior com a umidade atmosfrica.

Equipamentos bsicos para a produo de espuma: recipientes de matrias primas, unidades de dosagem, cabeotes misturadores, sistemas de controle de temperatura, sistemas de controle de processo e esteiras rolantes. . Perifricos Vide equipamentos bsicos para produo de espuma.

- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS1. MICHAELI, W. e outros. Tecnologia dos Plsticos. Editora Edgard Blcher Ltda., So Paulo, 1995.

2. ANON. Curso Bsico Intensivo de Plsticos. Jornal de Plsticos, Niteri, 1997.

3. STRONG, A.B. Plastics Materials and Processing, Prentice Hall, Columbus, 1996.

4. RODRIGUEZ, F. Principles of Polymer Systems, Taylor & Francis, Washington, 1996.

5. KAPLAN, A. Modern Plastics Encyclopedia '99, McGraw-Hill Book Company, Highstown, November 1998.

Disponvel em: www.gorni.eng.br/textpol.html consultado em 02/junho/2006

introdução aos plásticos

Documents