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polímeros
- 1. Os plásticos e os materiais poliméricos Química 12º ano
- 2. O que são materiais plásticos? Os plásticos são polímeros produzidos através de processos petroquímicos; Exprimem a característica dos materiais poliméricos suscetíveis a serem moldados. Química 12º ano
- 3. Química 12º ano Plásticos Mudam a sua forma fisica na forma de: Filamentos Películas muito finas e outras A pressão, o calor e as reações químicas são fatores que possibilitam estas alterações
- 4. O que são polímeros ? Os polímeros, têm origem do grego “poli” (muitos) + “mero” (segmento). Química 12º ano Monómero Dímero Trímero Polimero
- 6. • O número de vezes que o motivo se repete numa macromolécula é chamado grau de polimerização (GP). A massa molar média do polímero pode calcular-se a partir da massa molar do monómero e do grau de polimerização, segundo a equação, de onde se pode concluir que quanto mais elevado for o GP maior é a massa molar média do polímero. Química 12º ano
- 7. • Polimerização: processo resultante da reação entre dois monómeros para formar o polímero. • A ligação entre os monómeros é feita através de pontos reativos, isto é, átomos ou grupos de átomos capazes de efetuarem uma nova ligação química, seja pelo rompimento de ligações duplas ou triplas ou pela eliminação de moléculas simples (O, , , …). Química 12º ano
- 8. • Polimerização por condensação: As reações de condensação notabilizam-se pela eliminação de pequenas moléculas (por exemplo 𝐻2 𝑂, 𝐻𝐶𝑙, 𝐶𝐻3 𝑂𝐻 ) durante o processamento da reação. Química 12º ano Etilenoglicol Ácido adípico Poliéster linear
- 9. • Polimerização por adição: A reação de polimerização de adição é uma reação em cadeia que se dá geralmente entre compostos com ligações duplas e o seu início requer a presença de um ião ou de um radical livre. • 1ª etapa: • 2ª etapa: • 3ª etapa: - Combinação - Dismutação Química 12º ano
- 10. • Homopolímeros: polímeros compostos por um único tipo de monómeros. • Copolímeros: polímeros constituídos por dois ou mais tipos de monómeros. Química 12º ano
- 11. Aplicações dos polímeros: Embalagens Construção Civil Máquinas e Equipamentos Indústria Automóvel Móveis Eletrónica Química 12º ano
- 12. Alguns exemplos: O polietileno de baixa densidade (PEBD) - utilizado em filmes, laminados, recipientes, embalagens, briquedos, isolamento de fios elétricos; O polietileno de alta densidade (PEAD) - utilizado em recipientes, garrafas, filmes, brinquedos, materiais hospitalares, tubos para distribuição de água e gás, tanques de combustível; Química 12º ano
- 13. O polipropileno (PP)- utilizado em recipientes para alimentos, remédios e produtos químicos, carpetes, seringas, material hospitalar esterilizável; Os polímeros especiais – produção de tintas latex e de inúmeros adesivos, cultura de plantas, fraldas, remoção de aminoácidos nas águas residuais, purificação de produtos da indústria bioquímica, etc. Química 12º ano Alguns exemplos:
- 14. Química 12º ano
- 15. Polímeros Naturais: Os polímeros naturais são aqueles que encontramos na Natureza. Química 12º ano Borracha (extraída da seringueira) Proteínas Pneus Curiosidade: A borracha começou a ser utilizada pelos povos da América Central e da América do Sul para confeção de sapatos, garrafas e bolas. Em meados do século XVIII a Europa teve conhecimento com exatidão das propriedades da borracha. Nos finais do século XVIII começaram-se a fabricar tubos com este material, e no século XIX foi descoberta a sua propriedade de apagar os traços de lápis de grafite.
- 16. Queratina - Constituinte das unhas, da pele e do cabelo, cujos monómeros são aminoácidos, entre os quais a cisteína. Celulose - Nas estruturas fibrosas das plantas (troncos, cascas de sementes, folhas...) cujo monómero é a molécula de β-glucose. Química 12º ano SABIAS QUE... Em cada fio de cabelo, milhares de cadeias de Queratina estão entrelaçadas em espiral, sob a forma de placas que se sobrepõem, resultando num longo e firme “cordão” proteico. A forma característica de
- 17. Polímeros artificiais ou semissintéticos: Um polímero artificial ou semissintético é o produto obtido por transformação química de um polímero natural.. Química 12º ano Exemplos de polímeros artificias ou semissintéticos :Exemplos de polímeros artificias ou semissintéticos :Exemplos de polímeros artificias ou semissintéticos : John Wesley Hyatt SABIAS QUE… O desenvolvimento químico e a sua aplicação industrial nasceram em 1869 quando Hyatt se propôs encontrar um substituto do marfim das bolas de bilhar, com as quais venceu uma
- 18. Exemplos de polímeros artificiais ou semissintéticos: Rayon - A produção do rayon ou seda artificial parte das fibras naturais do algodão (macromolécula). Química 12º ano
- 19. Acetato de celulose – O acetato de celulose por ser biodegradável (ecoplástico), tem vindo a despertar um enorme interesse no mercado de polímeros convencionais através da sua incorporação em misturas poliméricas, aumentando, desta forma, a taxa de biodegradabilidade dos plásticos derivados do petróleo. Química 12º ano
- 20. Polímeros sintéticos: Os polímeros sintéticos são novos materiais obtidos industrialmente sem necessidade de precursores naturais. Química 12º ano
- 21. Exemplos polímeros sintéticos : Exemplos polímeros sintéticos: Poliéster Química 12º ano Poliureta no
- 22. Poli(cloreto de vinilo) (PVC) Química 12º ano Poliamida ou nylon 6,6 A temperaturas elevadas o PVC decompõe-se libertando cloreto de vinilo, que pode provocar
- 23. Química 12º ano LEDs, polímeros especiais emissores de luz. O LED é formado por dois elétrodos que conduzem eletricidade, sendo um deles transparente para que a luz possa sair. Como os LEDs consomem menos energia, para os televisores, o resultado é ainda melhor do que as LCDs. Os fabricantes de televisões, na sua maioria, utilizam a forma edge LED para criar os seus painéis, que significa organizar os LEDs nas bordas do painel traseiro. As Full LEDs são aquelas que apresentam os díodos distribuídos em todo o painel, a uma distância bem pequena, melhorando ainda mais o desempenho e a qualidade das imagens.
- 24. Termoplásticos: Os termoplásticos são polímeros que necessitam de calor para sem moldados e após o arrefecimento, mantêm a forma que lhes foi conferida pelo processo de fabrico e a rigidez Química 12º ano Garrafas em PET
- 25. Processamento de termoplásticos: Química 12º ano
- 26. Química 12º ano A moldagem pode ser: Injeção Extrusão http://www.barbiergroup.com/ani mations/agriculture/extrusion.htm http://www.youtube.com/watch?v=Ht78p9xs3 es&feature=related
- 27. Estrutura molecular dos termoplásticos: Química 12º ano Polimeros amorfos Plásticos semicristalinos Polimeros de cristal liquido
- 28. Efeitos de temperatura nas diferentes estruturas dos termoplásticos: Química 12º ano Termoplásticos Linear ou pouco ramificado Linear ou ramificado Semicristalino Amorfo
- 29. Escola Secundária Caldas das Taipass Ano Letivo 2011/2012 Química 12º ano
- 30. Exemplos de polímeros semicristalinos: Polietileno (PE); Polipropileno (PP); Policarbonato (PC). Química 12º ano Sabias que… São necessárias cerca de 30ton de petróleo para produzir aproximadamente 1 ton de PP ou PE.
- 31. Exemplos de polímeros amorfos: Poliestireno (PS); Poli(metacrilato de metilo) (PMMA); Poli(cloreto de vinilo) (PVC); Poli(tereftalato de etileno) (PET). Química 12º ano
- 32. Exemplo de um polímero de cristal líquido: Vectra LCP. Química 12º ano
- 33. Plásticos termofixos ou termoendurecíveis: Os plásticos termofixos ou termoendurecíveis são polímeros que se moldam numa determinada forma permanente e endurecem após uma determinada reação química (reticulação). Química 12º ano
- 34. Processamento de termofixos: Química 12º ano http://www.ibtplasticos.ind.br/pt/processo- de-termoformagem.html
- 35. Estrutura molecular dos termofixos: A estrutura molecular é constituída por “cordões” que estão ligados entre si, formando uma rede ou reticulado; Pode fazer-se analogia com uma rede de malha muito fina. Química 12º ano
- 36. Exemplos: Baquelite; Poliéster; Poliuretano. Química 12º ano
- 37. Efeito da temperatura nas diferentes estruturas dos termofixos: Por aquecimento assumem uma estrutura tridimensional reticulada com ligações cruzadas; Quando aquecidos não amolecem; Carbonizam antes de recuperar a maleabilidade. Química 12º ano
- 38. Química 12º ano
- 39. Códigos de identificação de plásticos: Química 12º ano
- 40. Densidade dos polímeros: • PET - Polietileno tereftalado - 1,29-1,40 g/cm3 • HDPE ou PEAD - Polietileno de alta densidade - 0,94-0,96 g/cm3 • PVC ou V - Policloreto de Vinila - 1,38-1,45 g/cm3 • PEBD ou LDPE - Polietileno de baixa densidade - 0,92-0,94 g/cm3 • PP - Poliproprileno - 0,90 g/cm3 • PS - Poliestireno - 1,05 g/cm3Química 12º ano
- 41. Propriedades dos polímeros: • PET - Polietileno tereftalado - Não flutua em água; é transparente e brilhante. • HDPE ou PEAD - Polietileno de alta densidade - Flutua em água; toque rugoso . • PVC ou V - Policloreto de Vinila - Não flutua em água; é rigido e fácil de cortar. • PEBD ou LDPE - Polietileno de baixa densidade - Flutua em água; toque sedoso, fácil de riscar; fléxivel e mais mole que o HDPE ou PEAD. • PP – Poliproprileno – Flutua em água; alta resistência ao calor e aos químicos. Química 12º ano
- 42. Temperatura de fusão/amolecimento dos polímeros: • PET - Polietileno tereftalado - 250 – 260 ºC • HDPE ou PEAD - Polietileno de alta densidade - ~ 130 ºC • PVC ou V - Policloreto de Vinila -75 – 90 ºC • PEBD ou LDPE - Polietileno de baixa densidade - ~ 100 ºC • PP – Poliproprileno - 160 – 170 ºC • PS – Poliestireno -70 - 115 ºCQuímica 12º ano
- 43. Química 12º ano Utilização dos polímeros: • PET – Garrafas de bebidas carbonatadas; • HDPE ou PEAD – Garrafas de leite, de lixívia e de detergentes domésticos, caixas, baldes e revestimentos de cabos e fios. • PVC ou V - Embalagens de detergentes e limpa-vidros, tubos para esgotos. • PEBD ou LDPE – Sacos para mercearia e sacos de lixo. • PP – Embalagens para margarinas, iogurtes e para comida congelada para micro-ondas. • PS – Contentores para alimentos, tambores, tabuleiros e copos descartáveis, isolador e protetor de equipamentos (quando expandido).
- 44. Identificação de plásticos através de testes fisico-químicos: Teste de densidade em água; Teste de densidade em álcool isopropílico; Teste de densidade em óleo de milho; Teste da chama; Teste da acetona; Teste do aquecimento; Química 12º ano http://www.youtube.com/watch?v=VoKrww g_GLA
- 48. Química 12º ano
Notas do Editor
- Com este trabalho pretendemos analisar ao pormenor os plásticos e os materiais poliméricos, bem como as suas aplicações. Este trabalho insere-se nos conteúdos programáticos da terceira unidade, Plásticos, Vidros e Novos Materiais. Os objetivos deste trabalho são: - Definir conceitos básicos, como materiais plásticos e polímeros; As suas aplicações; Exemplos de polímeros; Polímeros naturais, sintéticos e artificiais; Termoplásticos e termofixos Códigos de identificação dos plásticos Identificação dos plásticos através de testes físico-químicos
- Um plástico é, portanto, qualquer material polimérico que se obtém sinteticamente a partir de matérias-primas orgânicas ou inorgânicas, produzidos através de processos petroquímicos. A designação "plástico" tem origem grega e exprime a característica dos materiais poliméricos suscetíveis a serem moldados, isto é, a mudarem a sua forma física na forma de filamentos, películas muito finas ou outras, por intermédio de alterações de condições de pressão, calor, ou por reações químicas.
- Os polímeros, do grego “poli” (muitos) + “mero” (segmento), são macromoléculas naturais ou artificiais construídas a partir de um número não especificado de moléculas mais pequenas chamadas monómeros (que podem ser iguais ou diferentes), que se ligam umas às outras através de ligações covalentes para formar moléculas longas. Quando temos uma estrutura com dois monómeros designa-se dímero; com três monómeros, trímero e vários monómeros, polímero.
- Um polímero distingue-se de uma macromolécula por ter uma unidade estrutural que se repete, denominada de “motivo”, formando grandes cadeias poliméricas.
- O número de vezes que o motivo se repete numa macromolécula é chamado grau de polimerização (GP). A massa molar média do polímero pode calcular-se a partir da massa molar do monómero e do grau de polimerização, segundo a equação GP= 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑙í𝑚𝑒𝑟𝑜 (𝑔 𝑚𝑜𝑙 −1 ) 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝑚𝑜𝑛ó𝑚𝑒𝑟𝑜 ( 𝑔𝑚𝑜𝑙 −1 ) , de onde se pode concluir que quanto mais elevado for o GP maior é a massa molar média do polímero.
- O processo resultante da reação entre dois monómeros para formar o polímero designa-se polimerização. A união dos monómeros pode fazer-se numa única direção, dando lugar a polímeros lineares, e em mais de uma direção, dando lugar a polímeros reticulados e de cadeias ramificadas. Teoricamente, a reação de polimerização pode prosseguir infinitamente, dando origem a uma molécula de massa molecular infinita. No entanto fatores práticos limitam a continuação da reação, como o esgotamento do monómero, a ligação de duas cadeias em crescimento, a adição de uma substância que provoca o final da reação, entre outros. A ligação entre os monómeros é feita através de pontos reativos, isto é, átomos ou grupos de átomos capazes de efetuarem uma nova ligação química, seja pelo rompimento de ligações duplas ou triplas ou pela eliminação de moléculas simples ( 𝐻 2 O, 𝑁𝐻 3 , 𝐻𝐶𝑙, …). A figura que se segue ilustra o processo de formação das cadeias poliméricas da macromolécula do polietileno.
- A polimerização dos plásticos pode ser classificada em polimerização por adição ou polimerização por condensação. Neste tipo de reação, os grupos químicos responsáveis pela reação são chamados de grupos reativos por participarem diretamente na reação (reações intermoleculares). Os grupos funcionais ou precursores da reação podem ser o grupo hidroxilo (-OH) no álcool, o grupo carboxilo (HO-C=O) no ácido, ou ainda o grupo amina (- 𝑁𝐻 2 ). Nas reações de polimerização por policondensação, há a necessidade que o número de grupos funcionais em cada monómero seja igual ou superior a dois para permitir a formação de cadeias, ao invés de moléculas de pequena massa molar. Assim, monómeros com dois grupos funcionais, por exemplo, podem ligar-se a dois distintos monómeros que por sua vez se poderão ligar a outros, dando origem, dessa forma, a macromoléculas. É usual usar-se o termo “funcionalidade” para definir o número possível de ligações químicas que um monómero pode fazer com outros, sendo que a funcionalidade de um determinado monómero é igual ao número de grupos funcionais deste. Para reagentes bifuncionais, o produto de uma reação de condensação é uma macromolécula em cadeia linear. Já para reagentes tri ou polifuncionais a ligação entre dois monómeros gera moléculas que ainda apresentam grupos funcionais não reagidos que podem ser usados na conecção com outros monómeros, dando origem a cadeias reticuladas tridimensionais.
- A reação de polimerização de adição é uma reação em cadeia que se dá geralmente entre compostos com ligações duplas e o seu início requer a presença de um ião ou de um radical livre. Neste tipo de reação constam três etapas: 1- Iniciação (criação de um centro ativo no primeiro monómero) Neste primeiro passo, a ligação π 𝐶=𝐶 é quebrada por ação de um iniciador com formação de um radical livre ou de um ião, que podem ser usados na formação de novas ligações com outras moléculas dos reagentes (monómeros), levando assim à produção de cadeias poliméricas. Os radicais iniciadores podem ser derivados de peróxidos orgânicos ou inorgânicos, compostos azoicos ou outros produtos capazes de gerar radicais livres, decompostos com a introdução de energia, seja esta na forma de calor como na forma de luz. 2- Propagação (é adicionado um outro monómero à cadeia em crescimento) Os radicais livres formados a partir da decomposição dos agentes iniciadores da polimerização são capazes de reter um eletrão confinado à ligação dupla do monómero, rompendo esta ligação e dando origem a uma nova ligação e à regeneração de um outro centro ativo (eletrão desemparelhado no átomo de carbono não atacado pelo agente iniciador decomposto). A reação entre o radical livre no final da cadeia em crescimento com outros monómeros permite a propagação da polimerização e aumento da massa molar das cadeias: 3- Finalização (o centro ativo é destruído parando a reação) O término da polimerização pode ocorrer pela combinação de radicais livres presentes no final das duas cadeias em crescimento, ou por desproporção, quando há transferência de um átomo de hidrogénio de uma cadeia em crescimento para o centro ativo da outra, sendo que as duas cadeias interagem de tal forma que os centros ativos se destroem mas não se juntam.
- Os polímeros compostos por um único tipo de monómeros e cujas moléculas se distinguem unicamente pelo número de monómeros que contêm, designam-se homopolímeros. Os polímeros constituídos por dois ou mais tipos de monómeros designam-se copolímeros e constituem uma sequência mais ou menos desordenada das unidades monómeras em função das quantidades respetivas de monómeros ligados e da sua reatividade em relação à cadeia que se forma.
- - O PEBD como apresenta moléculas com algum grau de ramificação é a versão mais leve e flexível do polietileno (PE). - O PEAD como apresenta estrutura praticamente isenta de ramificações é um plástico rígido, resistente à tração e com moderada resistência ao impacto.
- O PP tem propriedades muito semelhantes às do polietileno, PE, mas com ponto de amolecimento mais elevado. - Os polímeros especiais têm diversas aplicações. Na área da medicina, estes são usados como agentes de encapsulamento de drogas ou como membranas para a hemodiálise. Para além das mencionadas, também são usados como agentes de encapsulamento na produção de microrganismos, utilizados no tratamento de efluentes tóxicos.
- De acordo com as sua ocorrência os polímeros podem ser classificados em naturais, artificiais ou semissintéticos e sintéticos.
- Os polímeros naturais são aqueles que se encontram na Natureza, como exemplo disso temos a borracha (extraída da seringueira), a celulose, proteínas e polissacarídeos. A borracha é um polímero orgânico formado por milhares de radicais de isopreno por molécula (isómero cis) ou 2-metilbuta-1,3-dieno. Estas unidades estruturais de isopreno têm, cada uma, duas ligações duplas às quais podem ser adicionados outros átomos. A borracha em bruto é a seiva leitosa coagulada (látex) de algumas espécies vegetais que crescem nas regiões tropicais, pertencendo sobretudo à família das Euforbiáceas. A árvore havea brasiliensis fornece a borracha-do-pará, que constitui cerca de 99% da borracha natural que é manipulada em todo o mundo, sendo, além disso, a que apresenta melhores propriedades. A borracha pode ser usada para fabricar pneus, tubos flexíveis, juntas, impregnações, artigos médicos, correias de transmissão, pavimentos, entre outras aplicações, num total de 50 000 artefactos diferentes.
- A queratina é uma proteína constituinte das unhas, da pele e do cabelo, cujos monómeros são aminoácidos, entre os quais as cisteínas. Sabias Que …?
- Um polímero artificial ou semissintético é o produto obtido por transformação química de um polímero Natural. A síntese deste requer tecnologia sofisticada pois envolve reações químicas em laboratório. O aparecimento dos polímeros artificiais surgiu como resposta a necessidades sentidas pelos químicos e investigadores de imitarem os produtos naturais e assim conseguirem a sua substituição. O celuloide é uma mistura de nitrocelulose com adição de cânfora, para redução de fragilidade. O celuloide, acima de tudo, vem substituir a borracha. A partir deste material desenvolvido, outros polímeros puderam ser criados. A celuloide tornou-se famosa pois é esta que dá uma configuração rígida às bolhas de bilhar. Outros usos mais conhecidos é na indústria fotográfica e cinematográfica, na confeção das chamadas películas ou filmes. Sabias que…?
- A produção do rayon ou seda artificial (celulose regenerada) parte das fibras naturais do algodão, seguidamente procede-se á purificação da macromolécula por meio de várias reações químicas e, por último, realiza-se uma nova fiação. Resultam então fios e fibras de composição química idêntica á macromolécula inicial, mas com melhor qualidade.
- O acetato de celulose é um éster produzido pela reação da celulose com anidrido acético e ácido acético. É usada na indústria têxtil e já teve amplo uso no fabrico de filmes fotográficos, mas tem sido substituída pelo nylon, pois com o tempo oxida-se e liberta ácido acético, inutilizando o filme. Também é usada para produção de filtros de grande absorção, como filtros de cigarro, no fabrico de tecidos para vestuário, forros, tapetes, guarda-chuvas e outros produtos. Uma de suas grandes vantagens, usada na indústria têxtil, é sua solubilidade em acetona e termoplasticidade. Também é hipoalergénico e resistente a mofo. O acetato de celulose, por ser biodegradável (ecoplástico), tem vindo a despertar um enorme interesse no mercado de polímeros convencionais através da sua incorporação em misturas poliméricas, aumentando, desta forma, a taxa de biodegradabilidade dos plásticos derivados do petróleo.
- Os polímeros sintéticos são novos materiais obtidos industrialmente sem necessidade de precursores naturais e obtêm-se por polimerização (policondensação ou poliadição). Como o número de monómeros que se unem pode ser variável, o polimerizado resultante é formado geralmente por polímeros de diferentes pesos moleculares.
- Poliéster: Obtém-se por policondensação de ácidos orgânicos e álcoois que no mínimo tenham, respetivamente, dois grupos carboxílicos e dois grupos hidroxilos na sua composição. O poliéster de politereftalato de etileno (PET) obtém-se a partir de ácido tereftálico e do etilenoglicol e utiliza-se para o fabrico de fibras sintéticas e de películas. As fibras de poliéster são utilizadas simples ou misturadas com outros tipos de fibras, na indústria do vestuário, assim como em artigos técnicos como filtros, cordas, isolantes, fibras de reforço para pneus, entre outras aplicações. Poliuretano: Os poliuretanos são a designação genérica de um grupo de matérias plásticas que se obtêm por poliadição de diisocianatos a compostos com dois ou mais átomos de hidrogénio relativos de fórmula ( −𝑂−𝑅−𝑂−𝐶𝑂−𝑁𝐻−𝑅′−𝑁𝐻−𝐶𝑂−) 𝑛 , onde –O-CO-NH- é o grupo uretano e R e R’ são radicais divalentes orgânicos ou alifáticos. São utilizados para peças moldadas, fibras, cerdas, vernizes, tintas e na indústria do vestuário.
- Poliamida: As poliamidas são polímeros obtidos pela polimerização de diaminas com ácidos dicarboxílicos. Um exemplo é o nylon 6,6. Policloreto de Vinilo (PVC): O policloreto de vinilo obtém-se a partir do cloreto de vinilo. Pouco combustível e não tóxico, é resistente a ácidos e bases, mas não a solventes orgânicos. A polimerização tem lugar em emulsão, na maioria das vezes com adição de outras substâncias que melhoram as propriedades mecânicas e facilitam a transformação. O PVC é um dos plásticos mais importantes e de vasta utilização, utilizado principalmente em tubos, placas, folhas e peças moldadas para torneiras, materiais de construção, calçado, garrafas, vernizes, isolante de cabos elétricos, laminados para decoração, cortinados, couro sintético, entre outros.
- São denominados termoplásticos os materiais capazes de serem moldados várias vezes devido à sua característica de se tornarem fluidos, sob ação da temperatura, e depois retornarem às características iniciais de forma e rigidez conferidas aquando o processo de fabrico, quando há um decréscimo de temperatura. Os polímeros termoplástico são caracterizados por possuir ligações química fracas (Van der Waals) entre as cadeias que assim podem ser facilmente rompidas com a introdução de energia. Dessa forma, quando tais materiais são aquecidos, as ligações de Van der Waals são quebradas, permitindo que haja uma maior facilidade para a movimentação de cadeias poliméricas umas em relação às outras.
- A capacidade das cadeias de fluir com a aplicação de temperatura garante a esses materiais as suas características fundamentais de fácil reprocessamento. Estes materiais podem ser reaquecidos e reformados sem que as suas propriedades sejam alteradas de forma significativa, podendo, por isso, ser reciclados.
- Moldagem por injeção: a moldagem por injeção é o processo mais comum da moldagem de plásticos, que permite a confeção de utensílios plásticos, como são exemplos, bacias, tampas, caixas e peças de grandes bacias. Consiste na introdução de uma composição moldável fundida num molde fechado, frio ou pouco aquecido, por intermédio de pressão, fornecida por um êmbolo. O material preenche as cavidades do molde e o artefacto é posteriormente extraído. Em geral, pode-se observar na base da peça plástica uma “cicatriz”, que é o ponto de injeção do material plástico dentro do molde. Moldagem por extrusão: uma extrusora consiste essencialmente num cilindro em cujo interior gira um parafuso de Arquimedes (rosca sem fim) que promove transporte do material plástico. Este é progressivamente aquecido, plastificado e comprimido, sendo forçado através do orifício de uma matriz montada no cabeçote existente na extremidade do cilindro e promovido ao longo do cilindro e no cabeçote geralmente por resistências elétricas, vapor ou óleo. O perfil continuo que saia da matriz, parcialmente amolecido, é submetido a um resfriamento numa banheira com água. Depois é picotado, para obtenção do grão ou pellet. A moldagem por extrusão pode ser também utilizada para a obtenção de um produto acabado, como um filme de PEBD, pra uso como caso plástico, ou um tubo de PVC ou PE.
- A estrutura molecular dos polímeros termoplásticos é constituída por moléculas lineares (ou ligeiramente ramificadas) dispostas na forma de “cordões soltos”, mas agregados como num novelo de lã. Os termoplásticos podem ser classificados pela sua estrutura molecular como polímeros amorfos, plásticos semicristalinos ou polímeros de cristal líquido, dependendo da conformação da cadeia polimérica.
- Conforme o aquecimento e o arrefecimento, os termoplásticos adquirem estruturas diferentes.
- Uma característica importante dos polímeros de cristal líquido (PCL) é a sua estrutura molecular que consiste em macromoléculas rígidas, lineares, que se alinham no estado fundido para produzir estruturas de cristal líquido. Quando um PCL fundido for sujeito a forças de cisalhamento ou estiramento, como acontece nas operações de processamento dos termoplásticos, as macromoléculas rígidas ordenam-se em fibras e fibrilas que se congelam quando o fundido arrefece. É desta forma que se obtém a morfologia dos PCL no estado sólido.
- Os termorrígidos ou termofixos são maleáveis apenas no momento de confeção do material, depois de pronto, não há como remodelá-los. Os polímeros termofixos por aquecimento ou outra forma de tratamento assumem uma estrutura tridimensional reticulada com ligações cruzadas (amorfos); quando aquecidos não amolecem e, portanto, uma vez fabricados, não podem ser moldados novamente, tornando-se insolúveis, e carbonizam antes de recuperar a maleabilidade. Sendo assim, estes materiais são de difícil reciclagem e, após terem adquirido a sua forma final, apenas são possíveis tratamentos mecânicos.
- O material inicial, por ação da energia e de um catalisador, transforma-se em novas moléculas, que uma vez arrefecidas e retiradas do molde, originam o produto final.
- A estrutura molecular dos termofixos é constituída por “cordões” que estão ligados entre si, formando uma rede ou um reticulado; estão presos entre si através de numerosas ligações, não se movimentam com liberdade como no caso dos termoplásticos.
- Baquelite: resina sintética formada pela junção de fenol e formaldeído. É um polímero chamado polífenol.
- Os polímeros termofixos por aquecimento ou outra forma de tratamento assumem uma estrutura tridimensional reticulada com ligações cruzadas (amorfos); quando aquecidos não amolecem e por isso, uma vez fabricados, não podem ser moldados novamente, tornando-se insolúveis, e carbonizam antes de recuperar a maleabilidade.
- Nesta tabela resume algumas características dos termoplásticos e dos termofixos.
- Os plásticos são classificados em função da sua composição com uma terminologia internacional de forma a facilitar e incrementar a produção de reciclados. A indústria internacional do plástico criou uma codificação para sete tipos de matérias-primas.
- De seguida apresentaremos algumas propriedades dos polímeros anteriormente explícitos começando pela sua densidade.
- O método de flutuação é um teste de densidade muito utilizado para a identificação dos plásticos.
- Outra propriedade que difere de plástico para plástico é a temperatura de fusão ou de amolecimento dos polímeros.
- Os plásticos e os materiais poliméricos são utilizados em grande escala nos materiais que usamos no quotidiano. De seguida, apresentaremos algumas das suas aplicações.
- O desempenho de um material plástico está atrelado a uma série de características específicas e distintas a cada um, as quais podem ser mensuráveis através de testes físico-químicos em laboratório, e devem ser consideradas no projeto da peça a ser moldada. Os diferentes tipos de materiais plásticos podem ser analisados quanto à sua flutuabilidade, por apresentarem diferentes densidades, bastando para tal colocar um amostra de plástico num recipiente com água, álcool ou óleo e observar o seu comportamento. Tomando-se como referência a densidade da água que é de 1,0g/cm3, se a amostra de plástico afundar, o plástico será mais denso do que a água; se o plástico flutuar então é menos denso e poder-se-á fazer o teste de densidade com álcool, uma vez que o álcool é menos denso que a água. O teste da chama consiste na queima da amostra de plástico e observação da cor da sua chama. O polietileno e o polipropileno têm chama azul com topo amarelo; o poliestireno tem fumo negro intenso; o policloreto de vinilo tem chama amarela com extremidade esverdeada. O teste da acetona consiste em pôr a amostra de plástico num recipiente com acetona e verificar se há modificações (se aumenta de volume). O teste de aquecimento consiste aumentar a temperatura do plástico e verificar se amolece ou não. O seguinte vídeo é uma atividade experimental (que não foi desenvolvida por nós) que retrata estes testes.
- A realização de testes físico-químicos para a identificação de plásticos é uma atividade que permite diferenciar os diferentes plásticos. No entanto, a realização de um só teste, que apenas avalie uma propriedade dos materiais, poderá não ser suficiente para a identificação de todos os materiais. Assim, sugere-se a realização dos diferentes testes, para as diferentes amostras desconhecidas, e por comparação das características aferidas com as da bibliografia, efetuar a sua identificação. Nesta sequência, a identificação pode ser realizada recorrendo a uma “marcha” identificativa dos diferentes plásticos, de acordo com o apresentado no fluxograma: