O desenvolvimento de novos materiais plásticos nem sempre requer o processo de síntese de novos polímeros para satisfazer as demandas de propriedades desejadas. A mistura de polímeros já existentes comercialmente pode ser uma alternativa bastante rápida e economicamente mais viável para essa finalidade.
O termo tecnológico blendas poliméricas é utilizado para descre- ver misturas de polímeros desenvolvidas com o objetivo de gerar novas propriedades e características otimizadas. Esse termo origi- nou-se do aportuguesamento do inglês polymer blends.
As blendas poliméricas são desenvolvidas misturando-se compo- nentes poliméricos numa determinada composição, em que o segundo componente da mistura não é considerado aditivo, uma vez que sua concentração é significativa. Definições acadêmicas estabelecem que a adição de um polímero a outro só é considera- da uma blenda polimérica quando a concentração mínima dos componentes é superior a 2% em massa.
A tecnologia de desenvolvimento de blendas poliméricas atingiu tal estágio nos últimos anos que, na década de 90, sua produção foi equivalente a 30% da produção mundial de plásticos. A expec- tativa atual é que essa marca seja facilmente superada na presen- te década, pois seu crescimento de produção encontra-se em torno de 9% ao ano.
As propriedades das blendas poliméricas são geralmente interme- diárias às dos componentes avaliados em separado. As principais propriedades buscadas com o desenvolvimento de blendas poli- méricas são: aumento de resistência ao impacto, melhoria de pro- cessabilidade, aumento de rigidez/temperatura de distorção térmi- ca e redução de inflamabilidade. Por exemplo, a incorporação de borrachas (elastômeros) em plásticos frágeis (quebradiços) sob condições de impacto, pode proporcionar um aumento significati- vo na resistência ao impacto de determinados plásticos, tais como PVC, poliestireno, etc.
O custo é outro aspecto freqüentemente considerado no desenvolvi- mento de blendas poliméricas. A escolha adequada dos componen- tes da blenda polimérica pode proporcionar uma redução de custo do composto final e/ou do produto a ser moldado com esse composto. As blendas poliméricas podem ser obtidas por meio da mistura dos componentes poliméricos no estado fundido/amolecido, em solução ou mesmo durante a síntese de um deles. O processo mais utilizado tecnologicamente é a mistura dos polímeros no estado fundido/amolecido, utilizando-se uma extrusora ou qual- quer outro equipamento com boa eficiência de mistura. O princi- pal desafio no processo de desenvolvimento de blendas polimé- ricas é encontrar as condições de mistura que satisfaçam os requisitos para processamento de cada um dos polímeros cons- tituintes da blenda. As condições de temperatura e pressão e as características de ferramentas (roscas, matrizes, moldes, dentre outras) utilizadas na preparação e na moldagem da blenda mui- tas vezes são diferentes daquelas usadas quando cada compo- nente da blenda é processado isoladamente. Encontrar as melhores condições que satisfaçam simultaneamente cada com- ponente na preparação da blenda torna-se, assim, uma tarefa de difícil execução.
Os polímeros utilizados para o desenvolvimento de uma blenda polimérica podem não proporcionar as características desejadas para sua aplicação. Não é raro o caso em que as propriedades da blenda são inferiores às dos próprios componentes poliméri- cos em separado. Blendas desse tipo são conhecidas como incompatíveis, ou seja, não existe afinidade suficiente entre os 28. Blendas de PVC com outros polímeros
polímeros utilizados para desenvolver a blenda polimérica com as propriedades desejadas. Tecnologicamente essas blendas não apresentam utilidade; entretanto, a incorporação de um ter- ceiro componente polimérico adequado, em proporção menor, pode tornar a mistura compatível. Esse terceiro componente, denominado agente compatibilizante, tem a função de aumentar a afinidade dos polímeros originais constituintes da blenda. Por- tanto, o estado de compatibilidade da blenda polimérica pode ser alterado por meio da escolha adequada do agente compati- bilizante. Por exemplo, é sabido científica e tecnologicamente que o PVC não apresenta qualquer afinidade com o polietile- no(PE) e que, portanto, a blenda constituída desses polímeros certamente seria incompatível. Se for adicionada uma pequena quantidade de polietileno clorado à mistura PVC/PE, este certa- mente melhorará o estado de compatibilidade da blenda, pois o polietileno clorado apresenta características de poliolefinas como o PE e, além disso, possui uma estrutura molecular seme- lhante à do PVC em razão da presença do cloro.
A mistura de dois ou mais polímeros geralmente forma uma blen- da polimérica opaca ou, na melhor das hipóteses, translúcida, devido ao fenômeno de separação de fases, mesmo quando um ou todos os componentes são transparentes no estado isolado. A blenda só será transparente se ambos os componentes forem transparentes em seu estado puro e se formarem uma mistura equivalente a uma solução, ou seja, formarem somente uma única fase. Esse estado de mistura de polímeros em que ocorre a formação de uma única fase é denominado miscível. Por exem- plo, a mistura de PVC com borracha nitrílica (NBR) forma uma blenda completamente transparente, portanto miscível, para determinados tipos de NBR. Existe uma única exceção a essa regra, ou seja, sistemas em que ambos os polímeros não formam uma única fase, porém seus índices de refração são iguais. Nesse caso a blenda será transparente, mas não será miscível. Um exemplo clássico dessa exceção é a mistura de PVC com terpolímeros metacrilato de metila-butadieno-estireno (MBS), em que o MBS é utilizado como modificador de impacto do PVC para a fabricação de produtos transparentes. Por outro lado, as blendas opacas são sempre consideradas imiscíveis devido ao fenômeno de separação de fases dos componentes da mistura. O estado de miscibilidade é, portanto, determinado pela forma- ção de uma (miscível) ou mais fases (imiscível) pelos componen- tes das blendas poliméricas. A plastificação de um polímero rígi- do por um outro flexível geralmente exige que exista miscibilida- de entre esses polímeros, ou seja, um plastificante polimérico Tecnologia do PVC
deve se solubilizar no polímero rígido formando uma blenda completamente miscível.
Os fenômenos de compatibilidade e de miscibilidade que ocorrem no desenvolvimento de uma blenda polimérica devem ser analisa- dos de forma distinta. A compatibilidade pode ocorrer indepen- dentemente do estado de miscibilidade, pois a primeira só está relacionada com a propriedade desejada e obtida por meio do desenvolvimento da blenda. Por exemplo, uma blenda é conside- rada compatível se suas propriedades atingirem o desempenho desejado; caso contrário, ela será considerada incompatível. Essa análise independe da obtenção de uma blenda miscível ou imiscí- vel. Assim sendo, uma blenda pode ser imiscível e compatível, assim como pode ser miscível e incompatível.