Aula 4a Polimeros-plásticos

(1)

1 1

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Leonardo F. R. Miran Leonardo F. R. Miran

1

1oo_semes_semestre_{tre -- 2007}₂₀₀₇

AULA 4a –

AULA 4a – POLÍMEROS E PLÁSTICOS POLÍMEROS E PLÁSTICOS

2 2

Polímeros

 

Macromoléculas

for

formad

madas

as pel

peloo

en

encad

cadeam

eamen

ento

to de

de

outr

outras

as pequ

pequenas

enas



 poly + meros poly + meros

H H H H H H H H | | | | | | | | -C--C--C--C-| -C--C--C--C-| -C--C--C--C-| -C--C--C--C-| | | | | H H H H H H H H H H HH | | || C=C C=C | | || H H HH  

plásticos

 

borrachas

 

adesivos



Norm

Normalment

almentee são

são

orgâ

orgânicos

nicos (cadeia

(cadeiass

de C e H)

3 3

Plásticos

 

Polímero(s)

+

 

Aditivos

+

 

Cargas

 

Polímeros



gove

governa

rna o comportame

o comportamento

nto

dos plásticos



Aditivos



melho

melhoram

ram desemp

desempenho

enho



Cargas



melho

melhoram

ram desemp

desempenho

enho



dimi

diminuem

nuem custo

custo

4 4

Polímeros-plásticos

 

Características



 baibaixaxa RmRmecec e Ee E



 sensívsensíveiseis à à tempetemperaturraturaa



 facilfacilmentemente moldámoldáveisveis



 baixobaixo peso específpeso específicoico



 resisresistentetentess à à corrocorrosãosão

eletrolítica eletrolítica



 isolisolantesantes elételétricosricos



 baibaixaxa resresististêncênciaia àà

intem

intempériepériess e pone pontoto de fusde fusãoão

_poliestireno

Conseqüência das ligações Conseqüência das ligações interm

intermoleculolecularesares fracasfracas

5 5

Class

ificaç

ificação

ão

dos pl

ástic

ásticos

os

 

Termoplásticos

 

Elastoméricos

 

Termofixos

6 6

Termoplásticos



aquecidos

tornam-se

plásticos, já plásticos, já queque asas

mol

moléculéculasas vibvibramram e enfrae enfraquecquecemem as ligaas ligaçõesções secundárias

secundárias



mo

moldad

ldados

os + de

+ de 1 ve

1 vezz sem

sem

perd

perder

er as propried

as propriedades

ades



Lig

Ligação

ação ent

entre

re cad

cadeias

eias



van de

van derr Waal

Waalss



(2)

7 7

Termo

plástico

s

Amorf

os

e

“Crist

alinos”



 AmorfosAmorfos



 Plásticos cristalinos:Plásticos cristalinos:



 > densidade e resistência mecânica> densidade e resistência mecânica

que os amorfos e menos sensíveis a que os amorfos e menos sensíveis a ação da temperatura. ação da temperatura.   CristalinosCristalinos Polietileno: Polietileno: parci

parcialmentalmenteecristalcristalinoino

8 8

Termoplásticos

Temperatura Temperatura V V o o l l u u m m e e E E s s p p e e c c í í f f i i c c o o

cristalino cristalino vítreo vítreo Tg Tg TfTf Amorfo: < redução Amorfo: < redução de volume abaixo da de volume abaixo da Tg. Tg. Cristalino: < redução Cristalino: < redução de volume abaixo da de volume abaixo da Tfusão, que é bem Tfusão, que é bem definida. definida. 9 9

Elastoméricos



>>> defo

>>> deforma

rmação

ção elá

elástic

sticaa em

em tem

temp. ambie

p. ambiente

nte



cadeia

cadeia polim

polimérica

érica espiral

espiralada:

ada: possi

possibilita

bilita grand

grandee

deformação



>>> deformação

>>> deformação visco

viscoplástic

plásticaa



Moles



Difíci

Difícill reciclag

reciclagem

em

10 10

Termofixos



duro

duross e quebra

e quebradiços

diços



lig

ligaçõ

ações

es cov

covale

alentes

ntes ent

entre

re cad

cadeias

eias



eleva

elevada

da energi

energiaa para

para rompe

romper

r as

as ligaçõ

ligações

es



polím

polímeros

eros são

são queim

queimados

ados antes

antes de se

de se tornar

tornarem

em

mold

moldáveis

áveis: não

: não podem

podem ser remol

ser remoldados

dados



comp

comportam

ortamento

ento plástic

plásticoo quan

quando

do aquec

aquecidos

idos



difícil

reciclagem

11 11

Polímeros

x

Deformação

Deformação Deformação T T e e n n s s ã ã o o elastomérico elastomérico não vulcanizado não vulcanizado termoplástico termoplástico termofixo termofixo 12 12

Degradaç

Degradação

ão

de

de polím

polímeros

eros

Agentes

Agentes MecanismosMecanismos

Radiação UV Radiação UV Ozônio, oxigênio Ozônio, oxigênio Quebra de Quebra de ligações ligações Temperatura

Temperatura Perda Perda de de voláteisvoláteis Agentes Agentes biológicos biológicos Degradam Degradam plastificantes plastificantes Solventes Inchamento Solventes Inchamento Dissolução Dissolução

(3)

13 13

Ef

Efeit

eito

o

da

Tem

per

perat

atura

ura



Quebr

Quebraa de cade

de cadeias

ias



Vol

Volati

atiza

za adi

aditiv

tivos

os de

de baix

baixaa mas

massa

sa

molecular, causando:



 LibeLiberaçãoração de de gases gases àsàs vezevezess tóxictóxicosos



 PerdaPerda de de massamassa



 RetraçãoRetração e microfissue microfissurasras



 FragilizaçãoFragilização

14 14

Efe

Efeito

ito

dos

dos agen

agen

tes

bio

biológ

lóg

ico

icos

s



Ata

Ataque

que às

às cad

cadeia

eiass peq

pequen

uenas

as



aditivos: aditivos: plastificantesplastificantes ee pigmentos

pigmentos



Ensaio:



enterrenterrarar amostamostrara



verifverificaricar perdperdaa de de RmecRmec



Afetam

Afetam propr

propriedade

iedadess



 ManchamentoManchamento



 PerdaPerda de resistênde resistênciacia



 FragilizaçãoFragilização



Exemplos



 FunFungosgos em fachadasem fachadas



 EnterradosEnterrados



 ÁguaÁgua do do marmar

15 15



Indi

Indicadore

cadoress de degradação

de degradação



 resistênresistênciacia a impactoa impacto



 resist. a traçãoresist. a tração



 defordeformaçãomação nana rupturupturara



 análiseanálise de cde coror



 especespectrofottrofotometriometriaa aoao infravermelho infravermelho



 transmitransmissãossão de luzde luz



Ensaio

Ensaioss acelera

acelerados

dos



CâmarCâmaraa de de UVUV



Envel

Envelhecime

hecimento

nto natur

natural

al



fatorefatoress ambieambientaisntais



estaçõesestações de de envelhecimentoenvelhecimento



PequPequenosenos corpcorposos de prode provava



Envel

Envelhecime

hecimento

nto em uso

em uso



condcondiçõesições reaisreais de de usouso

Aval

iaç

iação

ão

da

Dura

Durabil

bilidad

idade

e

16 16

Cloret

Cloreto de Pol

o de Polivini

ivini

la

(PVC)



Termo

Termoplást

plástico, obt

ico, obtido

ido a partir

a partir do aceti

do acetileno

leno e do cloret

e do cloretoo

de H



Bai

Baixo

xo cus

custo

to e baix

e baixaa abs

absorç

orção

ão de um

de umida

idade

de



Princi

Principais

pais usos

usos::



Chuveiros, sifões, junções, válvulas, etc.Chuveiros, sifões, junções, válvulas, etc.



TubuTubulaçõeslações de águade água (quen(quente: CPVCte: CPVC), esgoto), esgoto e eletricide eletricidadeade



Esquadrias, revestimentosEsquadrias, revestimentos



CobeCoberturas: trturas: telhaselhas de plásde plásticotico (Elv(Elvic), emic), em divediversasrsas corescores,, opacas

opacas ouou transltranslúcidúcidasas (permi(permitemtem ilumiiluminaçãonação natunatural)ral)



Vantag

Vantagens

ens sobre

sobre as

as canali

canalizações

zações metál

metálicas:

icas: baixo

baixo preço,

preço,

facili

facilidade

dade de m

de manuse

anuseio,

io, imuni

imunidade

dade àà corros

corrosão

ão

17 17

Poliestireno (PS)

 

Termoplásticos



Super

Superfície

fíciess brilh

brilhantes

antes e poli

e polidas

das



Bai

Baixa

xa res

resist

istênci

ênciaa ao

ao cal

calor

or



Quebradiço



Poliestireno

Poliestireno de alto

de alto impacto

impacto



AlguAlgunsns assentassentosos de vasode vaso sanitsanitário, bário, bancosancos e armárioe armários: maciços: maciços,s, pratic

praticamenteamente inquinquebrávebráveiseis e e inaltinalteráveeráveisis àà açãoação de de ácidoácidoss

18 18

Polie

Poliestiren

stireno expandid

o expandid

o -

Isopor



Po

Polím

límero

ero em

em form

forma de

a de esf

esfera

erass que

que é co

é compr

mprimi

imido

do em

em um

um

mo

molde

lde po

porr um

um gá

gáss que

que di

dila

lata

ta qu

quan

ando

do aq

aque

ueci

cido

do



Co

Cort

rtado

ado em

em pl

placa

acass po

porr um fio

um fio aq

aquec

uecid

idoo a 150

a 150

oo

C



Extrem

Extremamente

amente leve

leve



Usos:



PisosPisos flutuflutuantes, decoantes, decoração, forroração, forros, sanduícs, sanduíchehe emem paredparedeses divi

divisórias, issórias, isolamenolamentoto acústiacústicoco e térmice térmicoo (entre(entre -200 e 7-200 e 755oo_C)_C)

em

em espespessessuraura > 20 mm> 20 mm



(4)

19 19

Polietileno (PE)



Termo

Termoplást

plástico,

ico, alta

alta ou

ou baixa

baixa densi

densidade

dade



Flex

Flexível,

ível, barato

barato, b

, baixa

aixa Rmec

Rmec e ao

e ao calor

calor



Usos



LoLonasnas azuazuladladasas ouou tratranspnsparenarentestes parparaa proproteçteçãoão dede materi

materiaisais e e equiequipamenpamentostos contcontra ra umidumidade,ade, intemp

intempérieséries e poeire poeira, aléma, além de baldde baldes, sacoes, sacoss de lixode lixo

20 20

Polipropileno(PP)

 

Características

 TermoplásticoTermoplástico 

Essencialmente linearEssencialmente linear→→altamente cristalino (60-70%)altamente cristalino (60-70%) 

Densidade: 0,90Densidade: 0,90



Alta Rtração, rigidez e durezaAlta Rtração, rigidez e dureza



Excelente RquímicaExcelente Rquímica



Boa estabilidBoa estabilidade térmica ade térmica (até(até 90ºC)90ºC)



Usos:Usos:



 Telhas e domos, chapas de Telhas e domos, chapas de alta transparênciaalta transparência



 Pickups, big-bag, cerdas para vassouras e escovas, Pickups, big-bag, cerdas para vassouras e escovas, embalagens p/embalagens p/

alimentos, garrafões de água mineral, pastas e

alimentos, garrafões de água mineral, pastas e scolares, coposscolares, copos descartáveis, fitas adesivas, sacarias, eletrodomésticos descartáveis, fitas adesivas, sacarias, eletrodomésticos

21 21

Náilon

 

Termoplástico



Plást

Plástico

ico nobre

nobre, de alt

, de altaa quali

qualidade

dade



Uso



RefReforçoorço nasnas teltelhashas pláplástisticascas de fibrde fibraa de vidrde vidroo (Fi(Filonlon))



BucBuchashas parparaa fixfixaçãaçãoo (Fi(Fishesher)r)



Cordas, escovasCordas, escovas

22 22

Fiberglass



Fib

Fibras

ras de vidr

de vidroo com res

com resina

ina pol

poliés

iéster

ter, epóxi

, epóxi ou

ou mel

melami

amina

na



Po

Pode

de ter

ter res

resist

istênc

ência

ia sup

superi

erior

or àà cha

chapa

pa de

de aço

aço



Usos



EstruturaisEstruturais



PainéiPainéiss de vedação, paredde vedação, paredeses dividivisóriassórias



Pias, bebedouros, lavatóriosPias, bebedouros, lavatórios



FormFormasas reaproreaproveitávveitáveiseis parapara concrconcretoeto (acaba(acabamentomento liso)liso)



CobeCoberturas: Drturas: Domosomos do edifdo edifícioício de Gde Geografieografiaa e Históe Históriaria dada USP: 6.000 m

USP: 6.000 m22



Disneylândia: Disneylândia: “Casa do “Casa do Futuro”; Futuro”; motéismotéis pré-moldadospré-moldados nosnos EUA, pro

EUA, protótiptótipoo de casa pré-fde casa pré-fabricadabricadaa nana FESFESCC

23 23

Acrílicos

 

Termoplástico



Nome cientí

Nome científico: polimetacrilato

fico: polimetacrilato de metila

de metila



Plást

Plástico

ico nobre

nobre, de alt

, de altaa quali

qualidade

dade



Usos



SubstSubstituiçãituiçãoo aoao vidrvidroo



Box paraBox para banhbanheiroseiros



ParedeParedess dividivisóriassórias



DomoDomoss acrílicacrílicosos parapara ilumiiluminaçãonação e e venventilaçãotilação dede grand

grandeses superfsuperfíciesícies cobecobertasrtas

24 24

Resinas alquídicas, fenólicas,

vin

viníli

íli

cas

e epóxi

e epóxis

s



Alquídicas

Alquídicas e fenólicas

e fenólicas (termofixas) e viní

(termofixas) e vinílicas

licas

(termoplástica)



Vinílicas: Vinílicas: pisospisos (Vulcapiso, (Vulcapiso, Paviflex), Paviflex), tintatinta PVAPVA



Fenólicas: Fenólicas: laminadoslaminados plásticosplásticos (Fórmica, (Fórmica, Formiplac)Formiplac)



Alquídicas: vernizes, Alquídicas: vernizes, esmaltesesmaltes sintéticos, a ósintéticos, a óleoleo



BaqueliteBaquelite (fenol(fenol formaldeído): formaldeído): tomadas, tomadas, interruptoresinterruptores



Epóxi

Epóxi (termo

(termofixo):

fixo):



EpicloridrinaEpicloridrina e e bisfenolbisfenol



Dureza, Rabrasão, Rquímica, Rmec, durabilidade, elasticidadeDureza, Rabrasão, Rquímica, Rmec, durabilidade, elasticidade



Adesivo, selantes, revestimentoAdesivo, selantes, revestimento de reservatórios, pavide reservatórios, pavimentação,mentação, chumbamentos, g

(5)

25 25

Hypa

lon

e neop

e neoprene

rene



Elastômeros



Resi

Resistênci

stênciaa àà intem

intempérie

péries, ozôn

s, ozônio, lu

io, luzz sola

solar e

r e

calor

 

Usos

 ImpermeabilizaçõesImpermeabilizações 

ApoioApoio de estruturas, juntas de estruturas, juntas de expansão, de expansão, basebase antiv

antivibratóibratória, veria, vedaçãodação de paredde paredeses de vidrde vidroo ee esquad

esquadriasrias (neop(neoprene)rene)

26 26

Silicones

 

Elastômero



Obt

Obtido

idoss a part

a partir

ir do Si

do Si



Usos



ProteProteçãoção de supede superfícierfíciess sujeisujeitastas a intempa intempérieséries (ozôn(ozônio, tempio, temp.,., etc.)

etc.)



ConfConfereere a superfa superfícieície aplicaaplicadada proppropriedariedadede hidrohidrofugfuganteante



SelantesSelantes de vidros, chuvde vidros, chuveiros, pias, banheiras, vasoseiros, pias, banheiras, vasos sanitários, ralos, juntas de construções