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Manufatura de embalagens plásticas para cosméticos

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Coordenação do Programa FORMARE Beth Callia

Coordenação Pedagógica Zita Porto Pimentel

Coordenação convênio UTFPR/Fundação Iochpe Alfredo Vrubel

Elaboração GIPE Projetos Educativos Ltda.Av. Imperial, 407 / Ipanema91760-400 – Porto Alegre, [email protected]

Coordenação Geral Ana Mariza Ribeiro Filipouski Diana Maria Marchi

Projeto Gráfico e Editoração Editoras AssociadasMarta Castilhos / Camila Kieling

Revisão Suliani Editografia Ltda.

Autoria deste caderno Carmen Iara Walter CalcagnoCléia de Andrade SallesÊnio César Machado Fagundes

Apoio MEC – Ministério da EducaçãoFNDE – Fundo Nacional de Desenvolvimento da EducaçãoPROEP – Programa de Expansão da Educação Profissional

Iniciativa Realização

Fundação IOCHPEAl. Tietê, 618, casa 3, Cep 01417-020, São Paulo, SP

www.formare.org.br

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)(William Okubo, CRB-8/6331, SP, Brasil)

CALCAGNO, Carmen Iara Walter

Tecnologia dos polímeros / Carmen Iara Walter Calcagno; Cléia de Andrade Salles ; Ênio César Machado Fagundes; Projeto Formare. - São Paulo : Fundação Iochpe, 2007.

110p. (Cadernos Formare, 64)

Inclui: Exercícios; Glossário; Bibliografia.ISBN 978-85-98169-64-4

1. Ensino Profissional 2. Plásticos 3. PolímerosI. Salles, Cléia de Andrade II. Fagundes, Ênio CésarMachado III. Projeto Formare IV. Título V. Série

CDD-371.426

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FORMARE: uma escola para a vida

Ensinar e aprender não podem dar-se fora da procura,fora da boniteza e da alegria.

A alegria não chega apenas com o encontro do achado,mas faz parte do processo de busca.

Paulo Freire

Hoje a educação é concebida em uma perspectiva ampla de desen-

volvimento humano e não apenas como uma das condições básicas para o

crescimento econômico.

O propósito de uma escola é muito mais o desenvolvimento de competências

pessoais para o planejamento e realização de um projeto de vida do que ape-

nas o ensino de conteúdos disciplinares.

Os conteúdos devem ser considerados na perspectiva de meios e instrumentos

para conquistas individuais e coletivas nas áreas profissional, social e cultural.

A formação de jovens não pode ser pensada apenas como uma atividade inte-

lectual. É um processo global e complexo, onde conhecer, refletir, agir e intervir

na realidade encontram-se associados.

Ensina-se pelos desafios lançados, pelas experiências proporcionadas, pelos pro-

blemas sugeridos, pela ação desencadeada, pela aposta na capacidade de

aprendizagem de cada um, sem deixar de lado os interesses dos jovens, suas

concepções, sua cultura e seu desejo de aprender.

Aprende-se a partir de uma busca individual, mas também pela participação em

ações coletivas, vivenciando sentimentos, manifestando opiniões diante dos

fatos, escolhendo procedimentos, definindo metas.

O que se propõe, então, não é apenas um arranjo de conteúdos em um elenco de

disciplinas, mas a construção de uma prática pedagógica centrada na formação.

Nesta mudança de perspectiva, os conteúdos deixam de ser um fim em si mes-

mos e passam a ser instrumentos de formação.

Essas considerações dão à atividade de aprender um sentido novo, onde as

necessidades de aprendizagem despertam o interesse de resolver questões

desafiadoras. Por isso uma prática pedagógica deve gerar situações de aprendi-

zagem ao mesmo tempo reais, diversificadas e provocativas. Deve possibilitar,

portanto, que os jovens, ao dar opiniões, participar de debates e tomar deci-

sões, construam sua individualidade e se assumam como sujeitos que absorvem

e produzem cultura.

Segundo Jarbas Barato, a história tem mostrado que a atividade humana produz

um saber “das coisas do mundo”, que garantiu a sobrevivência do ser humano

sobre a face da Terra e, portanto, deve ser reconhecido e valorizado como a

“sabedoria do fazer”.

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O conhecimento proveniente de uma atividade como o trabalho, por exemplo,

nem sempre pode ser traduzido em palavras. Em geral, peritos têm dificuldade

em descrever com clareza e precisão sua técnica. É preciso vê-los trabalhar para

“aprender com eles”.

O pensar e o fazer são dois lados de uma mesma moeda, dois pólos de uma

mesma esfera. Possuem características próprias, sem pré-requisitos ou escala de

valores que os coloquem em patamares diferentes.

Teoria e prática são modos de classificar os saberes insuficientes para explicar

a natureza de todo o conhecimento humano. O saber proveniente do fazer possui

uma construção diferente de outras formas que se valem de conceitos, princí-

pios e teorias, nem sempre está atrelado a um arcabouço teórico.

Quando se reconhece a técnica como conhecimento, considera-se também a

atividade produtiva como geradora de um saber específico e valoriza-se a expe-

riência do trabalhador como base para a construção do conhecimento naquela

área. Técnicas são conhecimentos processuais, uma dimensão de saber cuja na-

tureza se define como seqüência de operações orientadas para uma finalidade.

O saber é inerente ao fazer, não uma decorrência dele.

Tradicionalmente, os cursos de educação profissional eram rigidamente organi-

zados em momentos prévios de “teoria” seguidos de momentos de “prática”. O

padrão rígido “explicação (teoria) antes da execução (prática)” era mantido

como algo natural e inquestionável. Profissões que exigem muito uso das mãos

eram vistas como atividades mecânicas, desprovidas de análise e planejamento.

Autores estão mostrando que o aprender fazendo gera trabalhadores compe-

tentes e a troca de experiências integra comunidades de prática nas quais o

saber “distribuído por todos” eleva o padrão da execução. Por isso, o esforço

para o registro, organização e criação de uma rede de apoio, uma teia comu-

nicativa de “relato de práticas” é fundamental.

Dessa forma, o uso do paradigma da aprendizagem corporativa faz sentido e

é muito mais produtivo. A idéia da formação profissional no interior do espaço

de trabalho é, portanto, uma proposição muito mais adequada, inovadora e

ousada do que a seqüência que propõe primeiro a teoria na sala de aula,

depois a prática.

Atualmente, as empresas têm investido na educação continuada de seus funcio-

nários, na expectativa de que este esforço contribua para melhorar os negócios.

A formação de quadros passou a ser, nesses últimos anos, atividade central nas or-

ganizações que buscam o conhecimento para impulsionar seu desenvolvimento.

No entanto, raramente se percebe que um dos conhecimentos mais importantes

é aquele que está sendo construído pelos seus funcionários no exercício coti-

diano de suas funções, é aquele que está concentrado na própria empresa.

A empresa contrata especialistas, adquire tecnologias, desenvolve práticas de

gestão, inaugura centros de informação, organiza banco de dados, incentiva

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inovações. Vai acumulando, aos poucos, conhecimento e experiências que, se

forem apoiadas com recursos pedagógicos, darão à empresa a condição de exce-

lência como “espaço de ensino e aprendizagem”.

Criando condições para identificar, registrar, organizar e difundir esse conheci-

mento, a organização poderá contribuir para o aprimoramento da formação

profissional.

Convenciona-se que a escola é o lugar onde se ensina e a empresa é onde se

produz bens, produtos e serviços. Deste ponto de vista, o conhecimento seria

construído na escola, e caberia à empresa o aprimoramento de competências

destinadas à produção. Esta é uma visão acanhada e restritiva de formação

profissional que não reconhece e não explora o potencial educativo de uma

organização.

Neste cenário, a Fundação IOCHPE, em parceria com a UTFPR – Universidade

Tecnológica Federal do Paraná, desenvolve a proposta pedagógica FORMARE,

que apresenta uma estrutura curricular composta de conteúdos integrados: um

conjunto de disciplinas de formação geral (Higiene, Saúde e Segurança; Comu-

nicação e Relacionamento; Fundamentação Numérica; Organização Industrial e

Comercial; Informática e Atividades de Integração) e um conjunto de disci-

plinas de formação específica.

O curso FORMARE pretende ser uma escola que oferece ao jovem uma prepa-

ração para a vida, propõe-se a desenvolver não só competências técnicas, mas

também habilidades que lhes possibilitem estabelecer relações harmoniosas e

produtivas com todas as pessoas, que os tornem capazes de construir seus so-

nhos e metas, além de buscar as condições para realizá-los no âmbito profissio-

nal, social e familiar.

A proposta curricular tem a intenção de fortalecer, além das competências

técnicas, outras habilidades:

1) Comunicabilidade – capacidade de expressão (oral e escrita) de

conceitos, idéias e emoções de forma clara, coerente e adequada ao

contexto;

2) Trabalho em equipe – capacidade de levar o seu grupo a atingir

os objetivos propostos;

3) Solução de problemas – capacidade de analisar situações, rela-

cionar informações e resolver problemas;

4) Visão de futuro – capacidade de planejar, prever possibilidades e

alternativas;

5) Cidadania – capacidade de defender direitos de interesse coletivo.

Cada competência é composta por um conjunto de habilidades que serão

desenvolvidas durante o ano letivo, por meio de todas as disciplinas do curso.

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Para finalizar, ao integrar o ser, o pensar e o fazer, os cursos FORMARE ajudam

os jovens a desenvolver competências para um bom desempenho profissional

e, acima de tudo, a dar sentido à sua própria vida. Dessa forma, esperam

contribuir para que eles tenham melhores condições para assumir uma postura

ética, colaborativa e empreendedora em ambientes instáveis como os de hoje,

sujeitos a constantes transformações.

Equipe FORMARE

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Sobre o caderno

Você, educador voluntário, sabe que boa parte da performance dos jovens no

mundo do trabalho dependerá das aprendizagens adquiridas no espaço de

formação do Curso em desenvolvimento em sua empresa no âmbito do Projeto

FORMARE.

Por isso, os conhecimentos a serem construídos foram organizados em etapas,

investindo na transformação dos jovens estudantes em futuros trabalhadores

qualificados para o desempenho profissional.

Antes de esse material estar em suas mãos, houve a definição de uma proposta

pedagógica, que traçou um perfil de trabalhador a formar, depois o delinea-

mento de um plano de curso, que construiu uma grade curricular, destacou

conteúdos e competências que precisam ser desenvolvidos para viabilizar o al-

cance dos objetivos estabelecidos e então foram desenhados planos de ensino,

com vistas a assegurar a eficácia da formação desejada.

À medida que começar a trabalhar com o Caderno, perceberá que todos os

encontros contêm a pressuposição de que você domina o conteúdo e que está

recebendo sugestões quanto ao modo de fazer para tornar suas aulas atraen-

tes e produtoras de aprendizagens significativas. O Caderno pretende valorizar

seu trabalho voluntário, mas não ignora que o conhecimento será construído

a partir das condições do grupo de jovens e de sua disposição para ensinar.

Embora cada aula apresente um roteiro e simplifique a sua tarefa, é impossível

prescindir de algum planejamento prévio. É importante que as sugestões não

sejam vistas como uma camisa de força, mas como possibilidade, entre inú-

meras outras que você e os jovens do curso poderão descobrir, de favorecer a

prática pedagógica.

O Caderno tem a finalidade de oferecer uma direção em sua caminhada de

orientador da construção dos conhecimentos dos jovens, prevendo objetivos,

conteúdos e procedimentos das aulas que compõem cada capítulo de estudo.

Ele trata também de assuntos aparentemente miúdos, como a apresentação

das tarefas, a duração de cada atividade, os materiais que você deverá ter à

mão ao adotar a atividade sugerida, as imagens e os textos de apoio que po-

derá utilizar.

No seu conjunto, propõe um jeito de fazer, mas também poderá apresentar

outras possibilidades e caminhos para dar conta das mesmas questões, com

vistas a encorajá-lo a buscar alternativas melhor adequadas à natureza da

turma.

Como foi pensado a partir do planejamento dos cursos (os objetivos gerais de

formação profissional, as competências a serem desenvolvidas) e dos planos de

ensino disciplinares (a definição do que vai ser ensinado, em que seqüência e

intensidade e os modos de avaliação), o Caderno pretende auxiliá-lo a realizar

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um plano de aula coerente com a concepção do Curso, preocupado em investir

na formação de futuros trabalhadores habilitados ao exercício profissional.

O Caderno considera a divisão em capítulos apresentada no Plano de Ensino e

o tempo de duração da disciplina, bem como a etapa do Curso em que ela está

inserida. Com esta idéia do todo, sugere uma possibilidade de divisão do tem-

po, considerando uma aula de 50 minutos.

Também há avaliações previstas, reunindo capítulos em blocos de conhecimen-

tos e oferecendo oportunidade de síntese do aprendido. É preciso não esque-

cer, no entanto, que a aprendizagem é avaliada durante o processo, através da

observação e do diálogo em sala de aula. A avaliação formal, prevista nos ca-

dernos, permite a descrição quantitativa do desempenho dos jovens e também

do educador na medida em que o “erro”, muitas vezes, é indício de falhas ante-

riores que não podem ser ignoradas no processo de ensinar e aprender.

Recomendamos que, ao final de cada aula ministrada, você faça um breve regis-

tro reflexivo, anotando o que funcionou e o que precisou ser reformulado, se

todos os conteúdos foram desenvolvidos satisfatoriamente ou se foi necessário

retomar algum, bem como outras sugestões que possam levar à melhoria da

prática de formação profissional e assegurar o desenvolvimento do trabalho

com aprendizagens significativas para os jovens. Esta também poderá ser uma

oportunidade de você rever sua prática como educador voluntário e, simulta-

neamente, colaborar para a permanente qualificação dos Cadernos. É um desafio-

convite que lhe dirigimos, ao mesmo tempo em que o convidamos a ser co-autor

da prática que aí vai sugerida.

Características do caderno

Cada capítulo ou unidade possui algumas partes fundamentais, assim distri-

buídas:

Página de apresentação do capítulo: apresenta uma síntese do assunto

e os objetivos a atingir, destacando o que os jovens devem saber e o que se

espera que saibam fazer depois das aulas. Em síntese, focaliza a relevância do

assunto dentro da área de conhecimento tratada e apresenta a relação dos

saberes, das competências e habilidades que os jovens desenvolverão com o

estudo da unidade.

A seguir, as aulas são apresentadas através de um breve resumo dos conheci-

mentos a serem desenvolvidos em cada aula. Sua intenção é indicar aos educa-

dores o âmbito de aprofundamento da questão, sinalizando conhecimentos

prévios e a contextualização necessária para o tratamento das questões da

aula. No interior de cada aula aparece a seqüência de atividades, marcadas

pela utilização dos ícones que seguem:

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Indica, passo a passo, as atividades propostas para o educador. Apresenta as infor-

mações básicas, sugerindo uma forma de desenvolvê-las. Esta seção apresenta conceitos

relativos ao tema tratado, imagens que têm a finalidade de se constituírem em suporte

para as explicações do educador (por esse motivo todas elas aparecem em anexo num

cd, para facilitar a impressão em lâmina ou a sua reprodução por recurso multimídia),

exemplos das aplicações dos conteúdos, textos de apoio que podem ser multiplicados e

entregues aos jovens, sugestões de desenvolvimento do conteúdo e atividades práticas,

criadas para o estabelecimento de relações entre os saberes. No passo a passo, apare-

cem oportunidades de análise de dados, observação e descrição de objetos, classifi-

cação, formulação de hipóteses, registro de experiências, produção de relatórios e ou-

tras práticas que compõem a atitude científica frente ao conhecimento.

Indica a duração prevista para a realização do estudo e das tarefas de cada passo. É

importante que fique claro que esta é uma sugestão ideal, que abstrai quem é o sujeito

ministante da aula e quem são os sujeitos que aprendem, a rigor os que mais interessam

nesse processo.

Quando foi definida, só levou em consideração o que era possível no momento: o

conteúdo a ser desenvolvido, tendo em vista o número de aulas e o plano de ensino da

disciplina. No entanto você, juntamente com os jovens que compõem a sua turma, têm

liberdade para alterar o que foi sugerido, adaptar as sugestões para o seu contexto,

com as necessidades, interesses, conhecimentos prévios e talentos especiais do seu

grupo.

O glossário contém informações e esclarecimentos de conceitos e termos técnicos. Tem

a finalidade de simplificar o trabalho de busca do educador e, ao mesmo tempo,

incentivá-lo a orientar os jovens para a utilização de vocabulário apropriado referente

aos diferentes aspectos da matéria estudada. Aparece ao lado na página em que é

utilizado e é retomado ao final do Caderno, em ordem alfabética.

Remete para exercícios que objetivam a fixação dos conteúdos desenvolvidos. Não estão

computados no tempo das aulas, e poderão servir como atividade de reforço extraclas-

se, como revisão de conteúdos ou mesmo como objeto de avaliação de conhecimentos.

Notas que apresentam informações suplementares relativas ao assunto que está sendo

apresentado.

Idéias que objetivam motivar e sensibilizar o educador para outras possibilidades de

explorar os conteúdos da unidade. Têm a preocupação de sinalizar que, de acordo com

o grupo de jovens, outros modos de fazer podem ser alternativas consideradas para o

desenvolvimento de um conteúdo.

Traz as idéias-síntese da unidade, que auxiliam na compreensão dos conceitos tratados,

bem como informações novas relacionadas ao que se está estudando.

Apresenta materiais em condições de serem reproduzidos e entregues aos jovens, trata-

dos, no interior do Caderno, como textos de apoio.

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Em síntese, você educador voluntário precisa considerar que há algumas com-

petências que precisam ser construídas durante o processo de ensino-aprendi-

zagem, tais como:

conhecimento de conceitos e sua utilização;

análise e interpretação de textos, gráficos, figuras e diagramas;

transferência e aplicação de conhecimentos;

articulação estrutura-função;

interpretação de uma atividade experimental.

Em vista disso, o conteúdo dos Cadernos pretende favorecer:

conhecimento de propriedades e de relações entre conceitos;

aplicação do conhecimento dos conceitos e das relações entre eles;

produção e demonstração de raciocínios demonstrativos;

análise de gráficos;

resolução de problemas;

identificação de dados e de evidências relativas a uma atividade experimental;

conhecimento de propriedades e relações entre conceitos em uma situação

nova.

Como você já deve ter concluído, o Caderno é uma espécie de obra aberta, pois

está sempre em condições de absorver sugestões, outros modos de fazer, arti-

culando os educadores voluntários do Projeto FORMARE em uma rede que

consolida a tecnologia educativa que o Projeto constitui. Desejamos que você

possa utilizá-lo da melhor forma possível e que tenha a oportunidade de refletir

criticamente sobre eles, registrando sua colaboração e interagindo com os

jovens de seu grupo a fim de investirmos todos em uma educação mais efetiva

e na formação de profissionais mais competentes e atualizados para os desa-

fios do mundo contemporâneo.

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1 Composição e Classificação dos PlásticosPrimeira Aula

Polímeros: origem e formas de obtenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Segunda Aula

Propriedades e aplicações dos plásticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Terceira Aula

Composição dos plásticos para manufatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Quarta Aula

Polímeros quanto às características de fusibilidade e o tipo de fabricação . . . . . 27Quinta Aula

Plásticos de engenharia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Sexta Aula

Painel: Plásticos de uso industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Sétima Aula

Avaliação 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Sumário

2 Modelagem de embalagens plásticasPrimeira Aula

Plásticos em instalações industriais: termoplásticos e termofixos . . . . . . . . . . . . 37Segunda Aula

Identificação de polímeros em laboratório . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Terceira Aula

Polímeros: do processo de fabricação (por injeção) à reciclagem . . . . . . . . . . . . . . 48Quarta Aula

Ciclo vital do polímero: da matéria-prima à reciclagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Quinta Aula

Semiprodutos comerciais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Sexta Aula

Visita Técnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Sétima Aula

Relatório da visita técnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Oitava Aula

Semiprodutos comerciais: tipos e fabricação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63Gabarito dos Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Gabarito das Avaliações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Glossário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

3 Estudo da modelagem C-EBMPrimeira Aula

Polímeros: origem e formas de obtenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

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1 Fundamentos de Polímeros

Na produção de bens são utilizados diferentes materiais. Contemporaneamente, os

materiais convencionais, como madeira e metal, vêm sendo substituídos, em diversas

aplicações, por materiais poliméricos. A grande diversidade de materiais existentes na

atualidade torna muito importante sua classificação em grupos que possuam caracte-

rísticas comuns, facilitando o seu estudo e compreensão.

A primeira parte deste capítulo abordará conceitos relacionados à ciência dos polí-

meros, desde a origem até a obtenção, relacionando aplicações e propriedades. Na

segunda parte, serão apresentados aditivos que, adicionados aos plásticos, alteram as

propriedades dos mesmos. Na última etapa, diferentes tipos de polímeros serão clas-

sificados, possibilitando ao jovem visualizar o comportamento de polímeros quando

submetidos ao calor indireto e ao estiramento.

Como atividades de ensino principais, os jovens participarão de práticas demons-

trativas que possibilitem expressar a sua compreensão dos conteúdos estudados.

Objetivos

Observar a freqüência crescente do uso de polímeros na atualidade;

Conhecer e compreender termos específicos utilizados na área de polímeros;

Conhecer os principais aditivos utilizados em polímeros;

Diferenciar polímeros a partir de uma classificação geral;

Relacionar propriedades e aplicações de polímeros;

Reconhecer o papel da química no sistema produtivo industrial.

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Nesta aula, o assunto polímeros será abordado

desde a origem até sua obtenção, com o objetivo

de familiarizar o jovem com termos específicos.

Primeira Aula

Passo 1 / Aula expositivo-dialogada

30min

Polímeros:origem e formas de obtenção

Apresente, por meio de perguntas e valorizando ashipóteses que os jovens formularem, os aspectos queseguem. Recorra a exemplos do cotidiano e provoquecomparações e inferências a partir da formulação dosconceitos.

Conceito

Os polímeros são moléculas grandes (com massa mole-cular da ordem de 1.000 a 1.000.000 g/mol) obtidaspela união de várias moléculas pequenas chamadasmonômeros.

Origem e obtenção

Os polímeros podem ser naturais ou sintéticos. Entreeles, encontram-se exemplos de borrachas e plásticos.

A borracha natural, extraída da seringueira e utilizadana fabricação de pneus, peças técnicas e preservativos,é retirada diretamente da natureza, sendo um exem-plo de polímero natural.

Formule perguntas que possibilitem averiguar a com-preensão do conceito e a capacidade que os jovenspossuem de transferir a aprendizagem do conceito pa-ra novas situações. Por exemplo: Que outros exemplosde polímeros naturais são conhecidos? Que caracterís-ticas eles possuem?

O polietileno, PE, utilizado na fabricação de sacolas, eo poli (tereftalato de etileno), PET, utilizado na obten-ção de garrafas de refrigerante, são exemplos depolímeros sintéticos.

PolímeroDo grego, muitas partes (poli = muitos;mero = parte).MoléculasSão as unidades que representam umasubstância.MonômeroDo grego, uma parte (mono = um;mero = parte).NaturalQue pertence ou se refere à natureza.SintéticoRelativo à síntese. Operação pela qualse reúnem moléculas simples para for-mar os compostos, ou os compostos paraformar outros de composição aindamais complexa.

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PetróleoA principal fonte de matéria-prima para a obtenção de polímeros sintéticos é opetróleo. Existem outras fontes como, por exemplo, o gás natural.

Uma fração do petróleo é transformada nas indústrias petroquímicas1, que se divi-dem em primeira, segunda e terceira geração.

A cadeia petroquímica é apresentada na figura abaixo.

O petróleo, um combustível líquido, natural e não-renovável, é uma mistura dehidrocarbonetos, e se encontra pre-enchendo os poros de rochas sedi-mentares, formando depósitos muitoextensos. Ele é extraído de cavidadesexistentes entre as camadas do sub-solo, quer sob terra firme, quer sob omar, sendo constituído por umamistura de diferentes substâncias.

O petróleo bruto é enviado para asrefinarias, onde sofre processos decraqueamento e destilação em torresde fracionamento, dando origem àsfrações que abastecem a indústria deprimeira geração petroquímica.

A figura ao lado apresenta o esque-ma de uma torre de fracionamento.

Faça também perguntas que possibilitem a participaçãodos jovens e a enumeração de exemplos que conhecemem seu cotidiano.

Projete a imagem que segue e explore-a com os jovens,ilustrando seu conteúdo com exemplos referentes à ex-periência próxima.

1 Parte da indústria química que se caracteriza por utilizar um deri-vado de petróleo (nafta) ou gás natural como matéria-primabásica (www.abiquim.org.br, nov. 2006).

Produto

Fig. 1

Fig. 2

USB

ERC

O,

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SALV

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OR

, E.

199

8. p

. 43

1.

16

A fração nafta é a matéria-prima da primeira geraçãopetroquímica, a qual, através de processos de craquea-mento, origina monômeros e alguns solventes.

Na segunda geração petroquímica, os monômeros sãotransformados em polímeros, que podem se apresentarna forma de grãos (pellets) ou pó. Isto ocorre através dereações químicas chamadas reações de polimerização.

O produto da indústria de segunda geração petro-química é matéria-prima para a indústria de terceirageração petroquímica (também chamada de indústriade transformação), a qual produz os artigos poliméri-cos utilizados no dia-a-dia (bacia, balde, pneu, garrafa,sola de calçado, etc.).

Esquema simplificado de umareação de polimerização

Educador, à medida que os conceitos e os termostécnicos, regularmente utilizados na ciência depolímeros, forem apresentados, estimule os jovens aobservarem as características e os tipos de plásticosque são encontrados no ambiente próximo. Essaatividade antecipa uma competência que deverá serdemonstrada no final do capítulo, quando elabo-rarem painel sobre “Plásticos de uso industrial”.

Embora sejam conceitos comumente trabalhados na escola regular, é possível que alguns

jovens precisem ser relembrados do que vem a seguir. Se for o caso de sua turma, ou de parte

dela, retome os seguintes pontos. Decida se a melhor hora de fazer isso é depois ou antes de

ter encaminhado o conteúdo do capítulo.

Matéria-primaSubstância usada como ponto departida para a obtenção de produtosquímicos.PetróleoMistura de hidrocarbonetos.HidrocarbonetoComposto constituído apenas por car-bono e hidrogênio.CraqueamentoÉ como se denominam vários processosquímicos na indústria do petróleo, on-de um composto é dividido em partesmenores pela ação do calor e/oucatalisador (www.pt.wikipedia.org,nov. 2006).Destilação fracionadaProcedimento em que se separam oscomponentes voláteis de uma misturapor vaporizações e condensações alter-nadas e repetidas.Reação de polimerizaçãoReação química na qual são sintetiza-dos os polímeros.

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Para melhor compreender Revisão de Química

Química é uma parte da ciência que estuda os ma-teriais, sua composição e os fenômenos que ocorremcom esses materiais.Matéria é tudo aquilo que existe, tem massa, ocupalugar no espaço e tem volume.Todo o material que constitui a matéria é formadopor um ou mais tipos de substâncias. Estas substâncias,por sua vez, são formadas por elementos químicos.

Elementos químicos e sua representaçãoOs elementos químicos formam as substâncias e sãorepresentados por letras. Por exemplo, a letra Crepresenta o elemento químico chamado carbono, ea letra H representa o elemento químico chamadohidrogênio. A tabela abaixo apresenta as represen-tações dos elementos químicos normalmente encon-trados em polímeros.

Elemento químico Representação

Carbono C

Hidrogênio H

Oxigênio O

Nitrogênio N

Cloro Cl

Apresente aos jovens a forma convencional de nomearos polímeros. Se desejar, distribua o material de apoioque segue e faça a explanação após leitura atenta.

Confeccione uma lista com os nomes comerciais utilizados na empresa, os nomes dos polí-

meros e suas siglas. Ela pode ser utilizada como material didático, possibilitando aos jovens a

familiarização com vocabulário específico e a percepção geral dos diferentes tipos de políme-

ros. Monte uma bancada com amostras de polímeros, desde a forma como ele é recebido na

empresa (em forma de grãos ou pó), e as diferentes transformações que sofre, até tornar-se

produto manufaturado.

SubstânciaAquela que é formada por moléculascom propriedades físicas e químicasidênticas.Elemento químicoCada uma das substâncias formadaspor uma só espécie de átomos.

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Qu

al

Siglas de polímerosOs polímeros são mais conhecidos por siglas, que normalmente são originadas do seu nomeem inglês. Por exemplo, o poli (cloreto de vinila) é conhecido como PVC – polyvinilchloride, eo poliestireno é conhecido por PS – polystyrene.

A tabela 1 apresenta uma relação de alguns polímeros e indica os monômeros que dão origema eles.

Monômero Polímero Siglaetileno polietileno PE

propileno polipropileno PP

estireno poliestireno PS

cloreto de vinila poli (cloreto de vinila) PVC

ácido tereftálico e etileno glicol poli (tereftalato de etileno) PET

caprolactama poliamida-6 (nylon-6)a PA-6

ácido adípico e hexa-metileno-diamina poliamida-6,6 (nylon-66)a PA-6,6

Para melhor compreender – Revisão de nomenclaturaA nomenclatura dos compos-tos orgânicos segue algumasregras básicas. Na principal re-gra, o nome representa o nú-mero de carbonos da cadeia(prefixo), o tipo de ligaçãoque existe entre os carbonos(infixo) e a função orgânica àqual ele pertence (termina-ção).

Na tabela 2, estão apresen-tados os principais prefixos,infixos e terminações.

2 Existem as nomenclaturas usual e oficial. A oficial segue as regras estabelecidas pela IUPAC (InternationalUnion of Pure and Applied Chemistry).

a nomenclatura usual2

Tabela 1

Tabela 2

`

19

Passo 2 / Atividade em grupos

20min

Para a realização dessa atividade, selecione no portfó-lio da empresa produtos de plástico ou que contenhamesse material. Faça uma relação com os nomes dosplásticos e suas siglas.

Divida a turma em grupos e distribua os produtos entreos grupos, fornecendo somente uma das informações(nome ou sigla).

Caso a empresa não opere com diversidade de plásticos,utilize outros artigos de escritório ou de uso domésticona execução da tarefa.

Proposta aos grupos: identifique os nomes e/ou as si-glas dos plásticos utilizados na fabricação dos produtos.Registre em tabela o nome do produto, o nome doplástico e a respectiva sigla.

Ao final, faça uma socialização dos achados dos jovense complemente com as demais informações que julgarnecessárias.

Como atividade extraclasse, proponha que os jovens construam uma lista de dez artigos feitos

em plástico e pesquisem qual material era utilizado para confeccionar estes artigos anterior-

mente (papel, madeira, metal, etc.).

Passo 1 / Aula teórica

30min

Nesta aula, serão apresentadas definições rela-

cionadas à ciência dos polímeros, ampliando o

conhecimento dos jovens sobre o assunto com

comentários a respeito das propriedades dos

plásticos e suas aplicações.

Segunda Aula

Apresente, de forma expositiva e através do aproveita-mento das inferências dos jovens, os conceitos queseguem.

Propriedades e aplicações dos plásticos

20

Recorra às figuras para tornar a explicação mais inte-ressante e complemente com indicações no quadro.

Sugira aos jovens que anotem, de forma sintética, asinformações ou os conceitos apresentados.

Massa molecular

Nas cadeias poliméricas, é observada a repetição deunidades químicas denominadas meros. A figura 3 apre-senta as unidades repetitivas do PE e do PET.

O mero não é igual ao monômero. O monômero do PEtem uma ligação dupla e o mero não tem. O mero doPET é formado por fragmentos dos dois monômerosque dão origem a ele.

O mero se repete “n” vezes para formar os polímeros,que podem ter massas moleculares diferentes, conformeo tamanho da cadeia polimérica. O grau de polimeriza-ção é dado pelo número de meros presentes na cadeiapolimérica.

Fig. 3 – Unidadesrepetitivas do PEe do PET

O que é cadeia polimérica?Compare as cadeias do polímero a uma corrente formada por elos, supondo que existamduas correntes, uma formada por 300 elos e outra formada por 50 elos.A corrente que tem mais elos possui maior grau de polimerização. Isto significa que ela temmaior massa molecular quando comparada à corrente que possui 50 elos. Se o grau depolimerização aumenta, a massa molecular do polímero também aumenta.Os polímeros obtidos nas reações de polimerização não apresentam cadeias poliméricas demesmo tamanho. Por conseqüência, estas cadeias possuem diferentes massas moleculares.

Por que a massa molecular varia?Proponha que os jovens tomem como referência a sala de aula, supondo que cada jovemrepresente uma cadeia polimérica, obtida em uma reação de polimerização. Assim comocada jovem possui massa diferente dos demais, as moléculas originadas na reação de poli-merização não possuem a mesma massa e, em uma única reação, são observados diferentesgraus de polimerização e, por conseqüência, cadeias com diferentes massas moleculares.Por esse motivo, o fabricante de polímeros especifica um valor médio de massa molecular(normalmente a massa molecular ponderal média) para cada polímero, o que implica emdiferentes comportamentos, por exemplo, no processamento e na consideração da resis-tência mecânica.

MeroUnidade que se repete.

21

Plásticos biodegradáveis

Plásticos biodegradáveis podem ter origem fóssil (petró-leo) ou renovável (biopolímeros). Nesse caso, o proces-so de degradação culmina na biodegradação oucompostagem dentro de determinadas condições.

No desenvolvimento e aplicação dos plásticos biode-gradáveis, é importante levar em consideração algunsparâmetros, tais como: temperatura, pressão, ação dosventos, chuva, ação da luz, composição da água, do are do solo, bem como a ação de animais, vegetais emicroorganismos.

Dar aos plásticos biodegradáveis o mesmo destino queé dado, ainda hoje, aos demais tipos de plástico (porexemplo, descartá-los no meio ambiente) resultaria nosmesmos problemas encontrados atualmente, pois eleslevam muito tempo para degradar.

Para valorizar o meio ambiente e qualificar a vida huma-na através de alternativas sustentáveis de convivênciacom a natureza, é necessário separar os plásticos biode-gradáveis dos demais materiais e dar a eles um trata-mento adequado (condições específicas).

Biopolímeros / Bioplásticos

São polímeros derivados de fontes renováveis, prove-nientes de cultura agrícola ou biomassa, produzidos nanatureza durante o ciclo de crescimento dos organismosvegetais e animais e, por isso, considerados polímerosnaturais renováveis.

Os biopolímeros geralmente são biodegradáveis oucompostáveis.

Educador, muitas vezes a empresa utiliza grades(especificações) diferentes de um mesmo polímero.As folhas de dados de polímeros, com especificaçõesdiferentes e suas aplicações, podem ser útil comomaterial didático.

22

Classificação dos plásticos segundo a forma de degradação

Plásticos oxidegradáveisA degradação resulta da oxidação, que pode ou nãochegar até a biodegradação.Plásticos fotodegradáveisA degradação resulta da luz, que pode ou não chegaraté a biodegradação.Plásticos biodegradáveisA degradação é causada por atividade biológica deocorrência natural, por ação de enzimas.

Formas de biodegradação

Biodegradação aeróbicaA degradação ocorre em presença de oxigênio, pro-duzindo gás carbônico, água e matéria orgânica esta-bilizada. É a degradação que ocorre, por exemplo, aoar livre.

Biodegradação anaeróbicaA degradação ocorre em ausência de oxigênio, pro-duzindo principalmente metano, dióxido de carbonoe matéria orgânica estabilizada. É a degradação queacontece, por exemplo, no fundo dos lixões.

Passo 2 / Discussão em grande grupo

20min

Apresente o texto que segue como material de leituraem duplas.

Depois, proponha a realização de uma discussão emgrande grupo, utilizando como contexto de observa-ção as propriedades e aplicações dos plásticos usuais noambiente doméstico, a partir dos produtos que foramlistados em casa. Problematize também o tratamentodado aos plásticos descartados e os cuidados neces-sários para assegurar qualidade de vida para todos osseres vivos.

23

Qua

l ci

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nia?

Polímeros:propriedades e aplicações

Os polímeros podem ser utilizados nas mais variadas aplicações, entre elas: embalagens, peçasautomotivas, utensílios domésticos, vestuário, etc.

Os usos dos materiais são definidos a partir das suas propriedades.

As diferentes propriedades dos plásticos são avaliadas durante o desenvolvimento da matéria-prima, para verificar sua aplicação e também as condições de processamento necessárias parafabricar o produto final.

A substituição de materiais convencionais por plástico foi crescente nas últimas décadas. Istose deve, em grande parte, ao fato de que os plásticos apresentam, em vários setores industriais,diversas características vantajosas. Por exemplo, na indústria automobilística, os componentesmetálicos foram sistematicamente substituídos por materiais poliméricos (plásticos e bor-rachas). Neste exemplo, uma vantagem que pode ser citada é a redução no consumo de com-bustível, uma vez que os veículos ficaram mais leves como conseqüência da baixa densidadedesses materiais. Outra vantagem consiste na redução do trauma físico dos passageiros em umacidente, devido à elevada capacidade que esses materiais apresentam de absorver o impacto.

Nas indústrias de alimentos e cosméticos, as embalagens transparentes são um sucesso, poispossibilitam ao consumidor visualizar o conteúdo interno e o aspecto do produto. Essa carac-terística somente era conseguida com o vidro, que oferece maior risco de quebrar, provocandoacidente graves.

Na construção civil, por exemplo, várias aplicações que eram confeccionadas em madeiraforam substituídas por plástico. O PVC, por exemplo, utilizado em portas, janelas e forros, tema vantagem de reduzir o prejuízo em sinistros, por ter a capacidade de auto-extinguir a chama.

24

Nesta aula, os jovens conhecerão diferentes adi-

tivos dos polímeros, acrescentados com o obje-

tivo de alterar suas propriedades.

Terceira Aula


50min

Composição dos plásticos para manufatura

Os polímeros não são utilizados sozinhos na obtençãode produtos, sendo necessário o uso de aditivos.

Existem basicamente duas razões para o uso de aditivos.Uma delas é a necessidade de alterar as propriedades dopolímero, e a outra é conferir estabilidade ao polímerodurante o seu processamento e aplicação.

Os polímeros podem ser adquiridos aditivados ou não.Para adequá-los às necessidades do produto final, pode-se preparar as misturas dentro da empresa, desde queexistam equipamentos que permitam uma boa disper-são dos aditivos.

O quadro abaixo apresenta alguns aditivos aos políme-ros e sua finalidade. Apresente-o detalhadamente paraos jovens e peça que acrescentem exemplos de produtosem que seja conveniente utilizá-los.

Agentes de expansão: produzem polímeros poro-sos (expandidos) pela liberação de substâncias voláteisdurante o processamento.Antiestáticos: aceleram a dissipação de cargas elé-tricas estáticas na superfície do produto3.Antioxidantes: inibem ou retardam a degradaçãooxidativa4.Auxiliares de processamento: controlam a vis-cosidade da massa, melhorando o processamento.

3 Antiestáticos ajudam a evitar que o produto final atraia facilmen-te poeira e outras partículas da atmosfera, as quais prejudicam asua aparência.

4 A degradação decorrente do encadeamento de reações químicasvia radicais livres faz com que o mesmo perca a cor, elasticidade,resistência ao impacto e transparência, devido às alterações queocorrem na estrutura e na distribuição do peso molecular.

AditivosSão substâncias que, ao serem adicio-nadas aos polímeros, modificam as pro-priedades destes.

25

Cargas: alteram um grande número de proprieda-des, principalmente mecânicas. Estas podem ser refor-çantes ou de enchimento.Estabilizantes anti-UV: inibem ou retardam a degra-dação resultante da radiação ultravioleta.Estabilizantes térmicos: inibem ou retardam adegradação de polímeros halogenados sensíveistermicamente.Nucleantes: aceleram a velocidade de cristalizaçãoe alteram a estrutura cristalina quando usados empolímeros semicristalinos.Preservativos: evitam adegradação por microorganismos (são fungicidas ebactericidas).Pigmentos: conferem tonalidade de cor e brilhoaos polímeros.Plastificantes: aumentam a flexibilidade de polí-meros.Retardantes de chama: reduzem a combustibili-dade dos plásticos5.

5 Importantes em aplicações na construção civil e na indústria au-

tomotiva.

Educador, o uso de exemplos de aditivos e políme-ros aditivados utilizados na empresa possibilita mos-trar ao jovem a ampla variedade destas substâncias esua aplicabilidade. É interessante fazer uma relaçãodos aditivos e polímeros aditivados existentes e, sepossível, selecionar amostras em diferentes formas fí-sicas (sólido granulado, pó, líquido, etc.), utilizando-ascomo material didático.

Agentes de cura e aceleradores

Além dos aditivos previamente citados, existem algunsque são utilizados somente em produtos feitos comelastômeros e termofixos. O objetivo destes aditivos éformar ligações cruzadas na etapa de reticulação. Por-menorize-os e proceda de forma semelhante à apresen-tação acima.

26

Aceleradores: são substâncias que, em combina-ção com agente de cura, reduzem o tempo e aumen-tam a velocidade de reticulação, melhorando aspropriedades físicas6.Agentes de cura: são substâncias que promovemligações cruzadas entre as macromoléculas dos polí-meros. São também denominados agentes dereticulação7.

6 Estes aditivos funcionam como se fossem catalisadores da reaçãode reticulação, tornando-a mais rápida.

7 O agente de reticulação é o responsável pela grande transforma-ção que ocorre com o elastômero, tornando-o elástico, insolúvele infusível.

Educador, a abordagem desse assunto pode ser feitaa partir de características desejáveis nos produtos.Utilize o conhecimento prévio dos jovens em seu coti-diano para tornar a aula mais atrativa.

Caso exista setor de mistura na empresa, programe uma visita, destacando os aditivos e as

etapas de aditivação utilizadas nesse setor.

Nesta aula, será apresentado e demonstrado o

comportamento dos plásticos quando submeti-

dos ao calor indireto.

Quarta Aula

Passo 1 / Aula teórico-prática

20min

Polímeros quanto às características de fusibilidade e o tipo de fabricação

Indique aos jovens que os polímeros podem ser classifi-cados quanto:

à escala de fabricação; ao tipo de estrutura química; ao comportamento mecânico; às características de fusibilidade; ao tipo de fabricação.

FusibilidadeComportamento sob calor.

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Neste capítulo, serão abordadas apenas as duas últimasclassificações.

Termoplásticos x Termofixos

Os polímeros podem se comportar de maneira diferentequando aquecidos, ou seja, possuem diferentes caracte-rísticas de fusibilidade.

Os termofixos, por sua vez, formamligações cruzadas9,tornando-se insolúveis enão sofrem mais fusão.

Os termoplásticos sãomateriais que fundem

(ou plastificam) ao seremaquecidos e se solidificam

quando resfriados,procedimento este que

pode ser repetido porvárias vezes8.

Passo 2 / Ensaio prático

20min

Demonstre o seguinte ensaio prático e peça que os jo-vens observem e registrem respostas para as seguintesquestões:

O que ocorre com a amostra de polietileno no experimento 1?

O que ocorre com a amostra de cola no experimento 2?

Ensaio prático de diferenciação IObjetivo: verificar o comportamento de termoplásticos e termofixos quando aquecidos.Materiais: bico de bunsen ou chapa de aquecimento metálica; dois recipientes para aquecer aamostra; espátulas metálicas grandes ou placas de Petry; amostra de filme de polietileno; colatipo epóxi (misture os dois componentes da cola epóxi e modele na forma de uma chapa menorque o tamanho do recipiente. Deixe secar por no mínimo 24 horas).Procedimento: corte um pedaço do filme de polietileno (menor do que o recipiente) ecoloque-o nele. Acenda o bico de bunsen (ou chapa de aquecimento) e aqueça o recipiente.Mantenha-o aquecido por alguns minutos e observe o que ocorre com a amostra. Retire orecipiente do fogo e deixe-o esfriar. Observe o que ocorre com a amostra. Repita o mesmoprocedimento para a amostra de cola tipo epóxi.Observação: Não permita, em nenhum dos experimentos, que a chama atinja diretamente aamostra, pois, nesta circunstância, ela queimará. O aquecimento deverá ser indireto.

1, 2 e 3

TermoplásticosMateriais que fundem ao serem aque-cidos e se solidificam quando resfriados,sendo que este processo pode ser repe-tido.TermofixosMateriais que formam ligações cruza-das, tornando-se insolúveis e não so-frendo mais fusão.

8 Se os polímeros ficam muito tempo sob a ação de calor, eles sofremreação de degradação. A degradação é a cisão (quebra) das cadeiaspoliméricas em moléculas menores.

9 Ligações cruzadas podem ser obtidas por reações químicas queligam as cadeias entre si, formando uma rede (retículo).

28

Passo 3 / Discussão

10min

Promova a discussão do que os jovens observaramdurante os experimentos. Peça que concluam, a partirda conceituação que foi feita anteriormente, em quecaso o experimento usou amostra de termoplástico eem que caso usou amostra de termofixo. Espera-se queconcluam que, no caso do termoplástico, houve a fusãopela ação do calor e, ao esfriar, a amostra solidificounovamente, adquirindo a forma do recipiente; no casodo termofixo, não houve fusão.

Nesta aula, plásticos com propriedades especiais

serão apresentados, a fim de demonstrar o com-

portamento dos polímeros quando submetidos

ao estiramento. Será ainda iniciada a montagem

de um painel sobre plásticos de uso industrial.

Quinta Aula


15min

Plásticos de engenharia

Apresente as características dos plásticos de uso geral econtraste com os considerados plásticos de engenharia.

Os plásticos podem ser classificados quanto ao tipo defabricação. PE, PP e PS, por exemplo, são plásticos deuso geral, encontrados em inúmeras aplicações: baldes,sacolas, bacias, frascos, cadeiras, descartáveis, vestuá-rio, etc.

No entanto, uma aplicação pode requerer várias carac-terísticas simultâneas. Polias e lâminas raspadoras, utili-zadas em equipamentos na indústria química, porexemplo, requerem boa resistência mecânica, alta resis-tência química e resistência à temperatura. Por outrolado, peças utilizadas em máquinas têxteis requeremlubrificação para evitar abrasão e ruído.

Em casos onde há necessidade de características combi-nadas, como os citados anteriormente, os plásticos com

29

Os plásticos são materiaispoliméricos que, apóssofrerem deformação sobação de uma força, nãoretornam à formaoriginal quando estaforça é removida, ou seja, sofremdeformação permanente.

Os elastômeros(borrachas) são materiais

poliméricos que, apóssofrerem deformação sob

ação de uma força,retornam à forma

original quando estaforça é removida.

Passo 2 / Ensaio prático

10min

Demonstre o seguinte ensaio prático e peça que os jo-vens observem e registrem respostas para as seguintesquestões:

O que acontece ao estirar um atilho?

O que acontece ao estirar uma sacolaplástica?

propriedades diferenciadas têm sido utilizados com su-cesso. Esses plásticos são considerados plásticos de en-genharia, podendo-se citar como exemplos o nylon, opoli(óxido de metileno) – POM - o policarbonato – PC.

Nylon é um polímero que tem excelente resistência aodesgaste e abrasão, além de propriedades autolubrifi-cantes. Esse plástico pode, então, ser utilizado pararevestir superfícies que exigem deslizamento e baixodesgaste, eliminando o uso de óleos e graxas.

O PC é um polímero rígido que tem baixa contração,elevada transparência, sendo o plástico que apresentaa mais alta resistência ao impacto quando comparadoa outro polímero rígido e transparente. Esse plásticotambém apresenta excelente estabilidade à intempérie.

Elastômero X Plástico

Apresente a diferenciação entre plástico e elastômero.Ela decorre da classificação dos plásticos quanto aocomportamento mecânico.

ElastômeroDo grego, parte elástica (elastos = elas-ticidade; mero = parte).PlásticoDo latim, que modela (plasticu).

30

Ensaio prático de diferenciação II

Objetivo: verificar o comportamento mecânico dos materiais.Materiais: atilho ou elástico de roupa e sacola de supermercado.Procedimento: segure os materiais individualmente pelas suas extremidades. Faça for-ça com as mãos em sentidos contrários, de forma a esticá-los, tomando cuidado para nãorompê-los.

No caso do atilho, ao estirá-lo, obtém-se uma grande deformação e, ao retirar a ten-são, ele volta praticamente ao seu tamanho. É o comportamento característico de umelastômero.No caso da sacola, ao estirá-la, obtém-se uma grande deformação que permanece mes-mo após a retirada da tensão. Este comportamento é característico de um plástico.

Espera-se que os jovens formulem com segurança oresultado final da observação:

Fibras? Plásticos?Alguns polímeros têm a capacidade de, sob estiramento, serem transformados em fibras.

Assim, PET (um poliéster) dá origem a fibras que podem ser tramadas, resultando tecidos para

a confecção de blusas, lençóis, etc. Outro exemplo é o PP que origina fibras, resultando em

tapetes. As fibras são materiais poliméricos, cujo comprimento pode tornar-se muito elevado

em relação às suas dimensões laterais. Para provocar uma pequena deformação em uma fibra,

é necessária a aplicação de uma elevada tensão.

4

Passo 3 / Trabalho em grupos

25min

Separe a turma em grupos. Proponha que os gruposelaborem um painel sob o título “Plásticos de usoindustrial”, com enfoque nos diferentes setores deaplicação dos mesmos (indústria automotiva, de usodoméstico, embalagens, construção civil, etc.).

Sugere-se que todos os grupos construam um painelgeral e que, durante as apresentações, complementemsuas informações.

Disponibilize bibliografia, sites na internet e revistas afim de enriquecer a pesquisa.

31

Educador, durante o trabalho dos grupos, circuleentre eles e problematize as soluções que estão en-contrando para se expressar. Este é um bom momentopara avaliar as aprendizagens já adquiridas, a capa-cidade de utilizar o que já sabem para solucionarnovos problemas, fazer inferências.

Passo 1 / Apresentação dos painéis

50min

Nesta aula, será realizada a apresentação dos

trabalhos desenvolvidos pelos grupos.

Sexta Aula

Sugere-se que o tempo disponível seja dividido igual-mente entre os grupos e que sejam reservados, pelomenos, os 5 minutos finais do encontro para comentá-rios a respeito das apresentações, fazendo uma avalia-ção dos trabalhos apresentados.

Durante a avaliação dos trabalhos, é importante consi-derar a postura dos apresentadores, as formas deexpressão utilizadas, além da correção técnica dos itensapresentados.

Painel: Plásticos de uso industrial

Passo 1 / Realização das questões propostas

50min

Esta aula destina-se à avaliação dos conhecimen-

tos construídos pelos jovens no decorrer deste

capítulo.

Sétima Aula

Avaliação 1

32

Na questão 1, assinale a alternativa verdadeira.

1 As matérias-primas das indústrias de primeira, segunda e terceira geração petroquí-

mica são, respectivamente,

a) os monômeros, o petróleo e os polímeros.

b) a nafta, os monômeros e os polímeros.

c) os polímeros, os monômeros e o petróleo.

2 Diferencie termoplástico e termofixo. Cite um exemplo de cada um deles.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3 Relacione a primeira coluna com a segunda, de acordo com o comportamento

mecânico dos materiais:

a) elastômero ( ) sofre grande deformação permanente

b) plástico ( ) retorna ao tamanho original quando cessada a tensão

c) fibra ( ) sofre uma pequena deformação, mesmo sob grandes tensões

PROJETO ESCOLA FORMARECURSO: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ÁREA DO CONHECIMENTO: Tecnologia dos Polímeros

Nome: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Data:. . . ./. . . /. . .

Avaliação 1

33

2 Modelagem de Embalagens Plásticas

Os produtos em termoplástico são alternativos aos materiais mais utilizados pela

humanidade. Têm descoberta e utilização recente e seu campo de desenvolvimento é

praticamente infinito. Todos os anos entram na indústria novos desenvolvimentos

com aspectos inovadores notáveis, o que confirma o potencial de pesquisa na área e

incentiva pesquisadores a desvendarem novos caminhos que certamente trarão

resultados até hoje impensados.

Objetivos

Conhecer as propriedades dos plásticos utilizados em instalações industriais;

Conhecer os códigos de identificação para reciclagem dos diferentes tipos de plástico;

Diferenciar termoplástico e termofixo;

Relacionar as características dos principais polímeros, suas especificações e observar

suas aplicações em produtos de uso geral;

Conhecer o funcionamento dos diferentes processos de produção com termo-

plásticos.

35

Apresente os conteúdos de forma dialogada, chaman-do a atenção dos jovens para a ocorrência dos fatosdestacados na realidade próxima.

Recorra às imagens, quadros e tabelas para fundamen-tar sua explanação.

Ao final, se desejar, distribua o texto de apoio que segue.

Nesta aula, serão apresentadas as propriedades

dos plásticos utilizados em instalações

industriais, além de códigos de identificação para

reciclagem dos diferentes tipos de plástico.

Primeira Aula

Passo 1 / Aula expositivo-dialogada

20min

Plásticos em instalações industriais:termoplásticos e termofixos

Educador, é importante dispor de embalagens deágua mineral, saquinhos, potes plásticos, etc. quecontenham o código de identificação do tipo dematerial que os constitui (PET, PP, OS, PEAD, PEBD...)para serem manuseadas pelos jovens.

37

Produtos termoplásticos

É possível imaginar a vida atual sem peças de plástico?Basta que cada um olhe rapidamente para o lado e imediatamente verá uma peça de plástico.Às vezes, até sem saber, usamos roupas parcial ou integralmente sintéticas. Hoje, o plástico fazparte integrante de nossa vida, e está presente em um número incomensurável de objetos ecoisas por nós utilizados: embalagens, saquinhos de lixo, objetos de uso pessoal, garrafas derefrigerantes e uma infinidade de objetos. O plástico tem tido sua utilização cada vez maisdesenvolvida em todos os setores industriais e, por sua versatilidade e propriedades físico-químicas, tem substituído, com vantagens, a madeira, os metais e as ligas metálicas, o vidro eo papel, as fibras vegetais e animais, pois muitos deles já estão escassos na natureza ou têmum custo de produção muito elevado.

O que significa “plástico“ no cotidiano?

A palavra “plástico“ significa “capaz de ser moldado“ (deriva do grego plastikós). Em outrosmateriais, em não raras situações, também podem estar presentes plásticos. Então, o plásticoé um produto orgânico sintético cujos principais elementos constitutivos são o carbono ehidrogênio. A combinação desses dois elementos forma os hidrocarbonetos que, ligados aoutros radicais químicos, caracterizam os produtos conhecidos como “orgânicos“. Portanto, oplástico é derivado de produtos “orgânicos“, ou seja, contém hidrocarbonetos. Os plásticosfazem parte de uma família maior, que reúne, além deles, as borrachas, que são os“polímeros“.

Polímero é uma mistura de moléculas com pesos moleculares diferentes. Outro polímero,objeto de nosso estudo, é a borracha ou elastômero, que pode ser natural ou sintética, podese deformar de maneira muito intensa e voltar à sua forma natural, depois de cessado oesforço sobre ela.

Como e quando surgiram?O primeiro contato do homem com materiais resinosos a graxas extraídas e/ou refinadas sedeu na Antigüidade, com os egípcios e os romanos, que os usaram para carimbar, colardocumentos e vedar vasilhames. No século XVI, com o advento dos descobrimentos, espanhóise portugueses tiveram o primeiro contato com a borracha, extraída de uma árvore natural daAmérica (Havea brasiliensis). Esse produto, resultante da coagulação e secagem do látex,apresentava grande elasticidade e flexibilidade. Ao ser adicionado enxofre (1839), o látexsofreu um processo de “vulcanização“, proporcionando as propriedades que a borracha temhoje. Apesar de poder ser obtida naturalmente, também pode ser sintetizada, assim como oplástico. Várias pesquisas paralelas foram desenvolvidas até que Leo Baekeland, em 1912,desenvolveu o primeiro plástico sintético, obtido pela reação entre fenol e formaldeído,produzindo um material sólido (resina fenólica), hoje conhecido por baquelite, termoderivado do nome de seu inventor.

De lá para cá, os polímeros se desenvolveram muito. É de tal monta esse desenvolvimento que,atualmente, existem cursos dedicados exclusivamente ao estudo dos polímeros, a Engenhariade Polímeros.

38

O quadro abaixo dá uma idéia do desenvolvimento e produção de alguns plásticos maisconhecidos.

Como são obtidos os polímeros?Sabe-se que os plásticos vêm de uma família mais ampla, os polímeros.

As matérias-primas dos polímeros, bem como o plástico, que é um polímero, são os produtosnaturais: a celulose, o carvão mineral e o petróleo. No entanto, o petróleo é a mais usada,devido ao seu mais baixo custo em comparação com as outras fontes.

O petróleo responde pela quase totalidade da produção dos plásticos industriais. Após serobtido nos poços e plataformas, é levado às refinarias, onde é destilado e separado emprodutos como a gasolina, o diesel, querosene para aviação, entre outros. Um destes produtosobtidos é a nafta, que vai para as indústrias petroquímicas e serve de matéria-prima para osplásticos industriais em geral, conforme mostra o quadro da figura 1.

Tabela 1 – Desenvolvimento e produção de alguns plásticos

Fig. 1 – Petróleo como matéria-prima de produtos poliméricos

39

Certos plásticos se destacam por seu baixo preço e grande facilidade de processamento, o queincentiva seu uso em larga escala. São os chamados plásticos ou resinas commodities, materiaisbaratos e usados em aplicações de baixo custo. São o equivalente aos aços de baixo carbonona siderurgia.

Os principais plásticos commodities são: polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS) eo policloreto de vinila (PVC). Outras classes de polímeros, como os poliacrilatos, policarbonatose fluoropolímeros têm sido bastante usados. Vários outros polímeros são fabricados em menorescala por terem uma aplicação muito específica ou um custo de produção ainda alto. São oschamados plásticos de engenharia. A figura seguinte mostra os principais tipos de polímerose os compostos utilizados em sua fabricação.

Uma nova classe de polímeros biológicos (biopolímeros) é resultado de muitas pesquisas re-centes e apresenta possibilidades de aplicação no campo da medicina.

A figura seguinte mostra, de forma aproximada, como se distribuem as aplicações dos plás-ticos. É importante ressaltar que nela não estão incluídos alguns polímeros importantes, comoas borrachas.

Fig. 2 – Rotas de produção de vários polímeros

PUC

RS

– En

gen

har

ia Q

uím

ica/

2006

.

40

A tabela abaixo mostra vários tipos de polímeros e suas principais aplicações.

Fig. 3 – Distribuição das aplicações dos plásticos

CEF

ET/R

S –

UN

ED –

Sap

uca

ia d

o S

ul.

2005

.

Tabela 2 – Polímeros e suas aplicaçõesPolímero Aplicações

ABS partes automotivas

Kevlar roupas anti-chamas

Nylon fibras, roupas, carpetes

PHEMA rins artificiais

Poliacetato de vinila revestimentos

Poli (ácido glicólico) uso medicinal na reconstituição de ossos e cartilagens

Poliacriloamida lentes de contato

Policarbonato lentes oftálmicas

Policloropreno adesivos, freios, gaxetas

Polidimetil siloxano detetores contra explosivos

Poliester embalagens, filmes, roupas

Poliestireno embalagens, utensílios domésticos, isolantes térmicos

Polietilenno embalagens, filmes, utensílios e peças diversas

Polietileno tereftalato embalagens

Polimetil metacrilato tintas, balcões, vitrais

Polipropileno embalagens, utensílios, peças diversas, tapetes

Polisopreno borrachas

Poliuretano espumas, roupas isolantes

PVC tubos e conexões

SBR pneus, calçados, adesivos

Teflon antiaderente

41

1 Para conhecer melhor o seu entorno, proponha que os jovens façam uma exploração no

distrito industrial de sua cidade, identificando aplicações industriais para os plásticos. É

uma ótima oportunidade para se familiarizarem com termos técnicos.

2 À medida que expõe, formule questões que possibilitem aos jovens avaliarem as vantagens

do plástico em relação a outros materiais. Por exemplo:

a) Por que os baldes de chapa metálica ou madeira de antigamente foram substituídos por

baldes em plástico? Baixo peso. Para que carregar um pesado balde metálico se o plástico

torna o balde leve e estável o suficiente para transportar água?

b) Por que os fios elétricos são revestidos de plástico e não mais de porcelana ou tecido

isolante, como antes? O revestimento plástico é mais flexível que a porcelana. Também é

bem mais robusto e resistente às intempéries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar

o isolamento elétrico que é absolutamente vital neste caso.

c) Por que as geladeiras são revestidas internamente com plástico? O plástico é robusto o

suficiente e é um ótimo isolante térmico, exigindo menor esforço do compressor para

manter os alimentos congelados.

d) Por que o CD é feito de plástico? O plástico utilizado neste caso – policarbonato (ou,

abreviadamente, PC) – é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo em que é mais

leve e bem menos frágil.

Destaque também, em todos os casos acima, que o plástico apresenta custo bastante compen-

sador em relação aos demais materiais, o que constitui um fator primordial para sua escolha!

Passo 2 / Atividade prática

15min

Termofixos: são aqueles que não se fundem e, umavez moldados e endurecidos, não oferecemcondições para reciclagem. São apresentados comomistura de pós e se moldam por meio detemperatura e pressão. É o caso específico das telhastransparentes, do revestimento do telefone, domaterial do orelhão e de inúmeras peças utilizadasna mecânica em geral, em especial na indústriaautomobilística.

Termoplásticos: são aqueles que amolecem ao seremaquecidos, facilmente deformam, podendo sermoldados. Uma vez resfriados, endurecem e tomamuma determinada forma. Como esse processo podeser repetido várias vezes, esses plásticos são

Diferenças entre plásticos: termofixos e ter-moplásticosRetome que, de acordo com suas características, osplásticos se dividem em dois grupos: os termorrígidosou termofixos e os termoplásticos.

42

recicláveis, podendo ser reaproveitados. O termo-plástico reciclado não pode ser empregado emembalagens de alimentos, a fim de se evitar conta-minações provenientes de tintas e produtos tóxicos,mas pode voltar na forma de baldes, mangueiras,sacos de lixo e outras modalidades.

Elastômero – é uma borracha natural ou sintética oumaterial borrachoso que tem a possibilidade desofrer deformações devido à ação de uma força erecuperar a sua forma original quando se retira aforça. Utilizados, em várias aplicações, como encap-sulamentos eletrônicos, amortecedores, sapatas deequipamentos, revestimentos antiderrapantes eresistentes à abrasão, acabamento em produtospromocionais, tubos e dutos, revestimentos deetiquetas, blocos de modelação, etc.

Monte uma bancada com plásticos diferentes e, pormeio das inferências dos jovens às questões que vocêformular, construa com eles uma tabela semelhante àque segue, acrescentando, quando necessário, osaspectos importantes que não forem mencionados.

43

NomePolietileno Tereftalato

Polietileno deAlta Densidade

Policloreto deVinila

Polietileno deBaixa Densidade

Polipropileno

Poliestireno

Outros

SiglaPET

PEAD

PVC

PEBD

PP

PS

___

SímboloAplicaçãoÉ utilizado em frascos de refrigerantes, de produ-tos de limpeza e farmacêuticos, em fibras sintéti-cas, etc.São utilizados na confecção de engradados parabebidas, garrafas de álcool e de produtos quími-cos, bombonas, tambores, tubos para líquidos egás, tanques de combustível, etc.São utilizados em frascos de água mineral, emtubos e conexões para água, em calçados, emencapamentos de cabos elétricos, equipamentosmédico-cirúrgicos, lonas, esquadrias e revestimen-tos, etc.São empregados nas embalagens de alimentos,sacos industriais, sacos para lixo, filmes flexíveis,lonas agrícolas, etc.Empregados em embalagem de massas alimentíciase biscoitos, potes de margarina, seringas descar-táveis, equipamentos médico-cirúrgicos, fibras efios têxteis, utilidades domésticas, autopeças, etc.Usado em copos descartáveis, placas isolantes, apa-relhos de som e de TV, embalagens alimentícias,revestimento de geladeiras, material escolar, etc.São as resinas plásticas não indicadas até aqui esão utilizadas em plásticos especiais na enge-nharia, em eletrodomésticos, em corpo de com-putadores e em outras utilidades especiais.

Tabela 3 – Classificação dos termoplásticos

Passo 3 / Exercício

15min

Distribua os materiais trazidos (embalagens de águamineral, saquinhos, potes plásticos, etc.) que contêm ocódigo de identificação do tipo de material que osconstitui e peça que os jovens os examinem a partir doque aprenderam, indicando: de que material sãoconstituídos (PET, PP, OS, PEAD, PEBD, etc.), que carac-terísticas apresentam (elasticidade, transparência, resis-tência mecânica, etc.) e que possibilidades de recicla-gem oferecem.

44

Nesta aula, serão identificados os seguintes

polímeros: PVC, PS, PEAD, PEBD, PET e PP através

de atividade prática.

Segunda Aula

Identificação de polímeros em laboratório

Passo 1 / Atividade prática

40min

Desloque-se com a turma para o espaço do laboratório,a fim de que os jovens possam compreender a finali-dade de testes laboratoriais (isolados ou conjugados)na identificação de uma amostra desconhecida emambiente adequado e com os cuidados necessários.

Os objetivos desses experimentos práticos são:

1 distinguir os diferentes tipos de plásticos através detestes físico-químicos;

2 classificar um dado plástico em função do seu com-portamento quando aquecido.

Esta atividade laboratorial deverá ser precedida daseparação, pelos jovens, de vários tipos de plásticos,entre um conjunto diversificado de amostras, a fim deidentificarem e se familiarizarem com a simbologiaexistente nos mesmos.

Para tal, devem ser executados os seguintes ensaios:

1.ª parte – Verificação da funcionalidade do procedi-mento de análise: ensaios físico-químicos (gruposdiferentes estudarão tipos de plásticos distintos) demodo a cobrir todos os tipos de plástico, tendo emconta a respectiva simbologia. Os resultados serãoapresentados e discutidos por todos os grupos.

2.ª parte – Identificação de uma amostra de plásticonão conhecido: aplicação do conjunto de ensaiosfísico-químicos, descritos no procedimento deanálise, a uma amostra de plástico não identificado,a fim de realizar sua caracterização, por comparaçãocom os resultados anteriormente obtidos.

Os resultados poderão ser organizados num quadrosemelhante ao que é apresentado a seguir:

45

Tabela 4 – Registro das informações

O diagrama a seguir mostra o procedimento corres-pondente à identificação do tipo de plástico, conformeestá representado na figura a seguir:

46

Fig. 4 – Procedimento de identificação de polímeros

47

Passo 2 / Discussão em grande grupo

10min

Promova, a partir dos resultados dos experimentosrealizados, a socialização das conclusões, possibilitandoque os jovens reforcem a compreensão de que osplásticos se distinguem através de testes físico-químicose podem ser classificados em função do seu compor-tamento face ao aquecimento.

Polímeros: do processo de fabricação(por injeção) à reciclagem

Nesta aula, serão estudados conceitos rela-

cionados ao processo de fabricação de polímeros

por injeção e ao potencial de reciclagem desses

produtos.

Terceira Aula

Passo 1 / Estudo de texto em duplas

25min

Sugira uma leitura prévia do texto de apoio em duplas,marcando os aspectos mais importantes e destacandoquestões a respeito do conteúdo.

Depois, detalhe cada aspecto por meio da exposiçãodetalhada das imagens e da resposta às questões for-muladas pelas duplas.

48

Polímeros: do processo de fabricação (por injeção) à reciclagem

Processo de InjeçãoO processo de injeção é utilizado para a confecção de diversos produtos poliméricos (termo-plásticos e termofixos), como potes, baldes, conexões, peças técnicas para indústria auto-mobilística, manoplas, rodas para rodízios, produtos para a indústria de calçados (como solas),peças técnicas para a indústria eletro-eletrônica e de informática (carcaças para vídeo eteclados de computador), etc.

Uma máquina injetora, como mostra a figura abaixo, é composta basicamente por um funil dealimentação, cilindro de plastificação, rosca (que é alojada dentro do cilindro) e molde. Omaterial polimérico, geralmente em forma de pellets (grãos), é alimentado através do funil eforçado a entrar no cilindro de plastificação (fluidificação), onde o plástico é fluidificado paraser injetado no molde. O cilindro é equipado com resistências elétricas e, com o auxílio darosca, plastifica o polímero, permitindo que ele seja injetado na cavidade do molde. O moldeé essencialmente o negativo da peça a ser produzida. A cavidade se enche de plástico sobgrande pressão e sofre um resfriamento, indo para o estado sólido, quando a peça é expulsada cavidade, resultando no produto final. As pressões aplicadas neste processo podem variarde 5.000 a 20.000 psi (340 a 1360 atm) e, por este motivo, o molde é fechado durante a injeçãoe resfriamento, com forças medidas em toneladas.

Este processo permite produzir peças com uma grande precisão e com tolerâncias de medidasmuito pequenas. A precisão é alcançada com a elaboração de moldes específicos, desde quese utilize o plástico adequado ao produto que se deseja produzir. Normalmente os moldes sãofabricados em aço endurecido, com um ciclo de produção alto, em alumínio, ou em outrosmateriais, quando o ciclo de produção não for grande. Por este motivo, é um processo que sedestina à larga produção, pois o custo do molde precisa ser compensatório.

O processo de injeção é o processo de transformação de polímeros mais popular, respondendopor 60% do parque de máquinas.

Fig. 5 – Máquina injetora: (a) estrutura externa;

ww

w.p

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scar

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e.co

m.b

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49

Reciclagem de plásticosA reciclagem dos plásticos pode ser:

Reciclagem primária ou pré-consumo: é a conversão de resíduos plásticos por tecno-logias convencionais de processamento em produtos com características de desempenhoequivalentes às dos produtos fabricados a partir de resinas virgens. A reciclagem pré-consumoé feita com os materiais termoplásticos provenientes de resíduos industriais, os quais sãolimpos e de fácil identificação, não contaminados por partículas ou substâncias estranhas.

Reciclagem secundária ou pós-consumo: é a conversão de resíduos plásticos de lixo porum processo ou por uma combinação de operações. Os materiais que se inserem nesta classeprovêm de lixões, sistemas de coleta seletiva, sucatas, etc.; são constituídos pelos maisdiferentes tipos de material e resina, o que exige uma boa separação para poderem seraproveitados.

Reciclagem terciária: é a conversão de resíduos plásticos em produtos químicos e combus-tíveis, por processos termoquímicos (pirólise, conversão catálica). Por esses processos, os mate-riais plásticos são convertidos em matérias-primas que podem originar novamente as resinasvirgens ou outras substâncias interessantes para a indústria, como gases e óleos combustíveis.

Funil de Alimentação

Cilindro dePlastificação e Rosca

Polímero Plastificado

Peça MoldadaSólida

ResistênciasElétricas

Molde FechadoMolde Aberto

Fig. 5 – (b) Vista interna de máquina de injeção

Os materiais (lixo) coletados nas ruas são levados para aterros sanitários, que

devem possuir apenas dejetos (não reaproveitáveis). Entretanto, é interessante

observar dados atuais, relativos ao destino do lixo em geral: 35% podem ser

reciclados, economizando, assim, recursos naturais e dinheiro; outros 35% podem

ser transformados em adubo orgânico. Isso significa que, em aterros, apenas 30%

do lixo para lá encaminhado é não reaproveitável, ou seja, trata-se de uma pequena

parcela que dobra, e até triplica a quantidade, quando não passa por um processo

de coleta seletiva, o que, infelizmente, ainda não acontece massivamente.

Quando se faz coleta seletiva, os símbolos, conforme ilustra a figura abaixo, são

encontrados nos coletores (lixeiras) dos materiais mais usados no dia-a-dia. Para

facilitar a separação dos recicláveis, são também usadas cores diferentes, usadas em

todo o mundo, para cada tipo de material.

50

Fig. 6 – Símbolos e cores que facilitam a reciclagem

51

Passo 2 / Trabalho prático

25min

Distribua a turma em 4 grupos e indique um produtoinjetado em termoplástico para cada grupo, solicitandoque registrem todo o potencial ciclo de vida doproduto.

Peça que os grupos:

a identifiquem o termoplástico utilizado e suas pro-priedades;

b descrevam o processo de injeção que produz o produto;

c avaliem as condições de uso do produto a partir daforma de produção;

d indiquem a possibilidade de descarte e reciclagemdo produto;

e acrescentem, se houver, observações complementares.

Indique fontes de consulta e disponibilize catálogosinformativos e recursos para a montagem do painel(papel, canetas coloridas, tesoura e cola, etc.).

A seu critério, e dependendo dos recursos da escola,substitua a apresentação em painel por montagem emPowerPoint.

Sites sugeridos:

www.geplastics.com.br/resinsbr/resins/techsolution/technifacts.html

www.compam.com.br/re_plastico.htm

www.poliuretanos.com.br/Cap4/421RIM.htm

www.pplas.com.br/

Educador, procure selecionar produtos injetadosque se destinem a usos diferentes e que sejamcondicionadores de processos de reciclagem diversos,por exemplo, indicando variações nos ciclos vitais.Dependendo do grupo e dos materiais disponibili-zados, é provável que os jovens necessitem de maistempo para a realização desta atividade.Avalie a motivação e o interesse provocado pelo tra-balho e, se for o caso, conceda mais tempo para o de-senvolvimento do painel, valorizando a apresentaçãofinal.

52

Nesta aula, os jovens farão a montagem e

apresentação do painel.

Quarta Aula

Ciclo vital do polímero:da matéria-prima à reciclagem

Passo 1 / Montagem do painel

10min

Oriente a apresentação final dos jovens, distribuindo otempo e indicando a todos que o ciclo vital dos dife-rentes produtos pode conter variações em decorrênciadas especificidades de produção e utilização.

Distribua o tempo igualmente entre os grupos e indi-que que as intervenções são bem-vindas, pois possi-bilitam aproximações e contrastes entre diferentesciclos vitais.

Passo 2 / Apresentação do painel

40min

Ao final das apresentações, não deixe de comentar osresultados de cada um, considerando tanto a correçãodo conteúdo quanto a adequação da forma de apre-sentação.

53

Separe a turma em grupos de quatro ou cinco com-ponentes e encarregue cada grupo de pesquisar umsemiproduto.

Disponibilize o texto de apoio, catálogos técnicos sobreperfis laminados, tarugos e tubos e insista na utilizaçãoda internet como auxiliar na pesquisa.

Saliente a importância das bitolas comerciais disponí-veis para os semiprodutos, bem como a finalidade decada um, relacionando-os com os processos defabricação e os produtos finais que podem serfabricados a partir deles.

Nesta aula, serão analisados produtos/compo-

nentes utilizados na empresa, com o objetivo de

conhecer e relacionar os semiprodutos e

processos usados na manufatura dos mesmos.

Quinta Aula

Passo 1 / Trabalho em grupo

20min

Peça que apresentem e discutam todos os detalhessignificativos a respeito dos semiprodutos listados.

Reserve os minutos finais para socialização dos resul-tados da pesquisa. Durante a apresentação, discuta asdiferenças e semelhanças encontradas entre os semi-produtos, montando uma tabela comparativa geralque englobe os grupos.

Passo 2 / Apresentação dos grupos

30min

Semiprodutos comerciais

1 É possível estimular o interesse sobre este assunto a partir das folhas de dados ou fichas

técnicas, disponíveis na internet, em sites, ou catálogos de empresas que comercializam

semiprodutos na região.

2 Outra possibilidade de desenvolver o conteúdo é através de vídeo documental de processo

usado na manufatura de produtos a partir de semiprodutos, procurando lançar problemas

que possibilitem a discussão do tema.

54

Semiprodutos comerciaisA produção industrial é uma etapa. Depois dela, é necessário pensar no cliente: como facilitaro acesso do comprador ao material desejado? Para que isso aconteça, é necessário produzirdentro de padrões pré-estabelecidos, de maneira a propiciar que o fabricante abasteça omercado consumidor dentro dos níveis de qualidade exigidos. A padronização decorre danecessidade – determinada por imposição econômica e de mercado – de fornecer alternativassemelhantes, ou bitolas padrão, através das quais o consumidor poderá construir todas as variá-veis que desejar. Vejamos, entre os produtos industriais, o exemplo do aço, em diferentesapresentações.

Barras de açoUm fornecedor de barras de aço circulares, laminadas ou extrudadas, pode oferecer diâmetrosque vão desde ¼“ (6,35mm) até 2'' (50,80mm).

Um produto deste tipo deverá ter a seguinte descrição:

custo por kilograma; tipo de material (por exemplo, aço 1010/20 – aço com 0,1 ou 0,2% de carbono);processo de fabricação (por exemplo, aço redondo, laminado); procedência (nacional ou importado, por exemplo, nacional).

Barras de 06m, com 0,25Kg/m, a um custo de R$ 3,92/ kilograma, considerando imposto de 5%,terá um custo final por barra de 6m (que pesa no total 1,5Kg), de R$6,17.

As bitolas comerciais disponíveis são: ¼“, 5/16“, 3/8“, ½“, 5/8“, ¾“, 7/8“, 1“, 1 e 1/8“, 1 e ¼“,1 e ½“, 1 e 5/8“, 1 e ¾“, 1 e 7/8“, 2“.

Fig. 1 – Tarugos de seção circular

Tubos de açoTubos de aço com costura, laminados, podem ser oferecidos em tamanho variados, a saber:½“, ¾“, 1“, 1 e 1:4“, 1 e ½“, 2“, com espessura de parede variável.

55

Fig. 2 – Tubos comcostura normalizadospara comercialização

Perfil T de açoOs perfis T, de aço extrudado, são oferecidos nas dimensões 5/8'x1/8“ e 0,71Kg/m ou 15,88mmx 3,18 de espessura.

15,88 corresponde ao corpo do perfil T, 3,18mm é a espessura, enquanto 0,71mm correspondeao peso/metro.

A bitola seguinte é 3/4“x1/8“x0,89, ou seja, 19,05mm x 3,18mm.

A seguinte é: 7/8“x1/8“, 1,05Kg/m, ou seja, 22,23 x 3,18mm.

A seguinte, é: 1“x 1/8“ x 1,21mm, ou seja, 25,40 x 3,18mm.

A seguinte, é: 1“ e ¼ x 1/8“ x 1,5mm, ou seja, 31,75 x 3,18mm. 1“ e ½“ x 3/16 x 2,65mm, ouseja, 38,10 x 4,76mm.

A seguinte é: 2“x 3/16“ x 3,62mm, ou seja, 50,80 x 4,76mm. Estes perfis possuem abas iguais.

Fig. 3 – Perfil T, de aço

Como se pode ver, ainda são usadas no mercado muitas unidades inglesas. Isto se deve ao fatode que muitos fornecedores brasileiros preferem produzir nestas bitolas para não perder oatrativo mercado americano e europeu. É importante observar que a Alemanha, a França, aItália e a Espanha usam unidades métricas, fato crescente em tempos de globalização daeconomia.

56

Visita técnica

Nesta aula, realizar-se-á visita às instalações in-

dustriais, a fim de coletar dados para elaboração

de um relatório.

Sexta Aula

Passo 1 / Preparação para a visita

10min

Apresente o objetivo da visita que é coletar dados paraa elaboração de relatório enfocado em três tópicos:

1 Tipos de semiprodutos existentes na empresa;

2 Uso de semiprodutos comerciais em manutençãoindustrial;

3 Processos de obtenção dos semiprodutos (lamina-ção, trefilação, etc.).

Sugira que os jovens, com base no que já estudaram,esbocem algumas questões a serem formuladas a pro-fissionais da área industrial, objetivando conhecermelhor os semiprodutos existentes na empresa, seu usocomercial na manutenção industrial e os processos deobtenção.

1 Quais são os tipos de semiprodutos existentes naempresa?

2 Qual o mercado consumidor dos semiprodutosfabricados pela empresa?

3 Quais os processos de obtenção de semiprodutosutilizados na empresa?

4 Quais os principais defeitos que ocorrem nos semi-produtos?

5 Qual a política de controle de qualidade adotadapela empresa?

Passo 2 / Visita às instalações industriais

40min

Promova a visitação orientada à industria e vá cha-mando a atenção dos jovens para os aspectosestudados na disciplina que possam ser vistos in loco.

57

Estimule os jovens a fazerem inferências, a pergun-tarem, a formularem hipóteses a partir do que vêem,relacionando a visita com a teoria estudada.

Indique que registrem suas observações e os resultadosdas entrevistas, que subsidiarão relatório a ser for-mulado na aula seguinte.

Educador, faça contato antecipadamente comalgumas pessoas-chave dos espaços a serem visitadose destaque os aspectos mais importantes que me-recem ser destacados em cada setor. Essa atitude dámais objetividade à visita e conduz o informante avalorizar as perguntas dos jovens que estejam maisrelacionadas com o objetivo da visita.

Nesta aula, os grupos elaborarão o relatório da

visita e das observações realizadas.

Sétima Aula

Passo 1 / Elaboração do relatório

50min

Relatório da visita técnica

Oriente os jovens a elaborarem o relatório a partir dosaspectos observados. Indique que tratem separada-mente cada um dos itens:

Tipos de semiprodutos existentes na empresa;

Uso de semiprodutos comerciais em manutençãoindustrial;

Processos de obtenção dos semiprodutos (lamina-ção, trefilação, etc.).

Disponibilize catálogos e outros recursos que possamenriquecer o relatório e faça perguntas problemati-zadoras, conforme as que seguem, a fim de que osjovens possam aprofundar os conhecimentos desen-volvidos na disciplina.

1 Por que foi utilizado tal processo de obtenção parafabricar o respectivo semiproduto?

58

2 Haveria algum outro processo capaz de produzir omesmo semiproduto?

3 Quais as vantagens de se utilizar tal processo deobtenção?

4 Que tipo de defeitos são freqüentes nos semipro-dutos fabricados e como minimizar tal ocorrência?

Se achar conveniente, varie o foco de observação decada grupo, possibilitando um relato maisaprofundado a respeito de cada processo de obtençãode semiprodutos, por exemplo, bem como de seu usoindustrial.

No relatório podem ser aprofundados aspectos, taiscomo:

Melhoramentos que podem ser implementados nossemiprodutos;

Melhoramentos que podem ser implementados noprocessamento dos semiprodutos;

Destino dos materiais defeituosos e resíduosrecicláveis;

Disponibilize papel pardo, canetas coloridas, tesoura ecola para que possam elaborar os itens de sua apre-sentação. Se for possível, é preferível que tenham àdisposição recursos da informática e que sejamestimulados a usá-los em sua apresentação final.

Nesta aula, serão apresentados os relatórios a

respeito dos semiprodutos comerciais, tipos e

fabricação.

Oitava Aula

Semiprodutos comerciais:tipos e fabricação

Passo 1 / Apresentação dos grupos

50min

Distribua o tempo entre os grupos e controle o seu uso,possibilitando que todos se manifestem organizada-mente.

59

Dirija perguntas ao grupo e aos demais a respeito deaspectos muito importantes presentes nos relatos,destacando sua relevância para o tratamento daquestão em exposição.

Reserve, pelo menos, os 5min finais do encontro paracomentários sobre as apresentações, fazendo umaavaliação dos trabalhos apresentados.

Durante a avaliação dos trabalhos, além da correçãotécnica dos itens apresentados, considere também apostura dos apresentadores, a objetividade e correçãoda linguagem, a adequação e clareza dos recursos uti-lizados.

60

3 Estudo da Modelagem C-EBM

Caro Educador, Para este capítulo os temas abordados são: 3]- Estudo da moldagem C-EBM (usada na empresa): fluxo da manufatura (entradas > processamentos > saídas); etapas da moldagem (funcionamento/ automatizações da máquina e seus dispositivos e funcionamento dos moldes); folha de processo e controle (falhas de moldagem, formas de inspeção e correção); segurança em áreas de moldagem; ensaios em embalagens (físicos e dimensionais); Atividade prática: /i/ acompanhar procedimentos de partida, regulagens, sinalizações (temperaturas, pressão, velocidades, etc) e parada de máquina de moldagem; /ii/ acompanhar procedimentos de controle da manufatura de embalagens; /iii/ acompanhar os procedimentos operacionais de impressão serigráfica; /iv/ fazer inspeção visual de embalagens registrando problemas de moldagem ( injeção incompleta, superfície opaca/ sem brilho, manchas, bolhas, marcas de junção, rebarba, deformação)

Para auxiliar, estamos enviando o livro "Plasticos industriais" do qual você poderá utilizar os capítulos 2, 21 e 22 para auxiliar o desenvolvimento dos temas.

61

ExercíciosCapítulo 1Nas questões 1, 2 e 3 , assinale a alternativa verdadeira.

1 Monômeros são moléculas que

a) reagem para formar polímeros.

b) são formadas durante a polimerização.

c) têm o mesmo significado de polímero.

2 Polimerização é uma reação química

a) de um monômero e um polímero.

b) de dois polímeros.

c) de monômeros formando polímeros.

3 Um polímero que pode ser fundido e moldado, podendo passar por um novo pro-

cesso de fusão, é chamado de

a) polímero especial.

b) termoplástico.

c) termofixo.

4 Use duas das expressões abaixo para preencher os espaços de forma que a afirma-

ção seja correta.

“DEFORMAR MUITO POUCO”

“DEFORMAR PERMANENTEMENTE”

“VOLTAR AO TAMANHO ORIGINAL”

“Uma amostra de elastômero quando submetida a uma tensão sofre uma defor-

mação e, quando a tensão é retirada, a amostra irá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,

enquanto que uma amostra de plástico é deformada por uma tensão e, quando a

tensão é retirada, ela irá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..”

63

Gabarito dos ExercíciosCapítulo 11 A2 C3 B4 VOLTAR AO TAMANHO ORIGINAL / DEFORMAR PERMANENTEMENTE

65

Gabarito das AvaliaçõesCapítulo 11 B2 Os termoplásticos são materiais que se fundem (ou plastificam) ao serem aquecidos e se

solidificam quando resfriados, sendo que este procedimento pode ser repetido por váriasvezes.Os termofixos, por sua vez, formam ligações cruzadas, tornando-se insolúveis e não sofremmais fusão.Termoplástico: PETermofixo: cola tipo epóxi

3 ( b ) sofre grande deformação permanente( a ) retorna ao tamanho original quando cessada a tensão( c ) sofre uma pequena deformação, mesmo sob grandes tensões

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Glossário

ÁtomoÉ a menor partícula que representa um elemento químico.AditivosSão substâncias que, ao serem adicionadas aos polímeros, modificam as propriedades destes.CelulósicoÉ um derivado da celulose.CraqueamentoÉ como se denominam vários processos químicos na indústria do petróleo, onde um compostoé dividido em partes menores pela ação do calor e/ou catalisador (www.pt.wikipedia.org, nov.2006).Destilação fracionadaProcedimento em que se separam os componentes voláteis de uma mistura por vaporizaçõese condensações alternadas e repetidas.ElastômeroDo grego, parte elástica (elastos = elasticidade; mero = parte).Elemento químicoCada uma das substâncias formadas por uma só espécie de átomos.FluoroplásticosPlásticos que contêm flúor ligado à cadeia principal.FracionamentoTécnica pela qual, com base em suas propriedades físicas, são separadas e purificadas subs-tâncias.FusibilidadeComportamento sob calor.HidrocarbonetoComposto constituído apenas por carbono e hidrogênio.Matéria-primaSubstância usada como ponto de partida para a obtenção de produtos químicos.MeroUnidade que se repete.MonômeroDo grego, uma parte (mono = um; mero = parte).NaturalQue pertence ou se refere à natureza.PetróleoMistura de hidrocarbonetos.PlásticoDo latim, que modela (plasticu).PolímeroDo grego, muitas partes (poli = muitos; mero = parte).Reação de polimerizaçãoReação química na qual são sintetizados os polímeros.SintéticoRelativo à síntese. Operação pela qual se reúnem moléculas simples para formar os compostos,ou os compostos para formar outros de composição ainda mais complexa.SubstânciaAquela que é formada por moléculas com propriedades físicas e químicas idênticas.

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TermofixosMateriais que formam ligações cruzadas, tornando-se insolúveis e não sofrendo mais fusão.TermoplásticosMateriais que fundem ao serem aquecidos e se solidificam quando resfriados, sendo que esteprocesso pode ser repetido.

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ReferênciasALBUQUERQUE, Jorge A. C. Planeta plástico. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, 2001.BRANDRUP, J.; IMMERGUT, E. H. Polymer handbook. 3. ed. Local: John Wiley & Sons Inc., 1989.CANEVAROLO Jr., S. Técnicas de caracterização de polímeros. São Paulo: ArtLíber, 2004.CHIACHIA, Maria A.; CHIARADIA, Adelheide. Palavra em ação: minimanual de pesquisa química. Uberlândia: Claranto, 2003.CORREA, C. A. Apostila: normas e ensaios de materiais poliméricos. São Paulo: ABPol, 2000.DOMININGHAUS, H. Plastics for engineers: materials, properties, applications. Berlim: Hanser Publishers, 1993.MANO, E.; MENDES, L. C. Introdução a polímeros. 2. ed. São Paulo: Edgar Blüger, 1999.MARINHO, J. R. D. Macromoléculas e polímeros. São Paulo: Manole, 2005.MATHIAS, L. J. et al. Macrogalleria: uma cyber-introdução aos materiais poliméricos. Disponível emwww.pslc.ws/macrog/index.htmPIVA, A. M.; WIEBECK, H. Reciclagem do plástico: como fazer da reciclagem um negócio lucrativo. São Paulo: ArtLiber, 2004.PLÁSTICOS EM REVISTA, São Paulo, Editora Definição, ano 38, n. 457, mar. 2001.RABELLO, Marcelo. Aditivação de polímeros. São Paulo: ArtLiber, 2000.ROCHA, E. C.; LOVISON, V. M. H.; PIEROZAN, N. J. Tecnologia de transformação dos elastômeros. Porto Alegre: SENAI-RS, 2000.RODOLFO Jr., A. et al. Tecnologia do PVC. São Paulo: Pró-Editores, 2002.RUBIN, I. I. Handbook of plastics materials and technology. USA: John Wiley & Sons, 1990.SARANTÓUPOLOS, C. I. et al. Embalagens plásticas flexíveis. Campinas: Cetea, 2002.STRONG, A. B. Plastics: materials and processing. Columbus: Prentice-Hall, 2000.USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química. São Paulo: Saraiva, 1998.

www.abiquim.org.brwww.abpebrasil.com.brwww.astm.orgwww.braskem.com.brwww.exxonmobil.comwww.innova.ind.brwww.ipq.com.brwww.plastivida.org.brwww.polofilms.com.brwww.ptli.comwww.ptriunfo.com.brwww.pt.wikipedia.orgwww.rhodiapoliamida.com.brwww.vick.com.br

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O Caderno apresenta: Sim Parcial Não ObservaçãoCONTEÚDOS E ASPECTOS TEÓRICO-METODOLÓGICOS1 Imprecisões conceituais, desatualizações e incorreções

de informação.2 Respeito ao desenvolvimento cognitivo do jovem,

pautando-se pelo princípio da progressão.3 Vocabulário atualizado e correto.4 Vocabulário específico claramente explicado no texto.5 Incentivo a uma postura de respeito ao meio ambiente.6 Objetivos claros7 Ligação entre princípios estudados e fenômenos

conhecidos por jovens e educadores.8 Possibilidade de diferentes formas de abordagem do

conteúdo em sala de aula.9 Informações suficientes para a compreensão dos temas

abordados.10 Conteúdos relevantes ligados ao contexto da formação

profissional.11 Estimulo à leitura e à exploração crítica dos assuntos.12 Execução dos experimentos e demonstrações propostos

viáveis, com base nas instruções fornecidas.13 Experimentos e demonstrações propostos viáveis, em

termos da obtenção dos materiais necessários.14 Experimentos e demonstrações propostos são

importantes e pertinentes para compreender osconteúdos que estão sendo desenvolvidos.

15 Coerência entre a prática e os pressupostos teóricos.16 Outras atividades além das pormenorizadas

no passo-a-passo.17 Recomendações expressas de segurança, especialmente

nas sugestões de experimentos perigosos e na utilizaçãode equipamentos.

18 Referências bibliográficas atualizadas.19 Recursos da internet.20 Sugestões de instrumentos diversificados de avaliação.

ASPECTOS PEDAGÓGICOS21 Propõem atividades que exigem trabalho cooperativo

(em grupo, enquetes, dramatizações, debates).22 Evitam questões não relacionadas ao conteúdo.23 Evitam atividades de entretenimento, sem vínculo

direto para a aprendizagem da área.24 Incentivam a valorização e o respeito às opiniões do outro.

PROJETO ESCOLA FORMARECURSO: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ÁREA DO CONHECIMENTO: Tecnologia dos Polímeros

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25 Apresentam conhecimentos articulados e tiram proveitode competências e/ ou habilidades já adquiridas.

26 Sugerem diferentes análises e perspectivas para osconteúdos, de forma a desenvolver a curiosidade e oespírito crítico.

ASPECTOS EDITORIAIS/VISUAIS Parte textual

27 Estrutura hierarquizada (títulos, subtítulos e outros)evidenciada por meio de recursos gráficos.

28 Impressão isenta de erros.Qualidade visual

29 Textos e ilustrações distribuídos na página de formaadequada e equilibrada.

30 Textos mais longos apresentados de forma a poderemser copiados e distribuídos aos jovens. Ilustrações

31 São claras e explicativas.32 São coerentes com os textos.33 São realmente necessárias e podem ser utilizadas como

recurso didático-pedagógico pelo educador.34 São isentas de estereótipos e preconceitos.35 Possuem títulos, legendas e/ou créditos e fontes de

referência que contribuam para sua compreensão.Outras observações, contribuições ou críticas:

Data:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Educador:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Endereço para contacto:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Enviar para:Projeto FormareFundação Iochpe

Alameda Tietê, 618, casa 101417-020 – São Paulo – SP

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manu atura de embalagens plásticas para cosméticos mix/manufatura_de... · manufatura de...

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