POLIMEROS - VISÃO GERAL RES. 16.1

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POLÍMEROS – VISÃO GERAL

Material orgânico ou inorgânico, natural ou sintético, de alto peso

molecular, cuja estrutura consiste na repetição de pequenas unidades,

chamadas MEROS

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BIBLIOGRAFIA BÁSICA:

Capítulo 14 - Estrutura dos polímeros

Páginas 454 a 484.

Capítulo 15 – Características,

aplicações e processamento dos

polímeros.

Páginas 486 a 533.

CALLISTER, Jr.,William D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. Rio de Janeiro, LTC, 2012. Oitava Edição.

A palavra polímero vem do grego poli (muitas) + mero (partes), e é

exatamente isto, a repetição de muitas unidades (poli) de um tipo de

composto químico (mero).

E polimerização é o nome dado ao processo no qual as várias unidades

de repetição (monômeros) reagem para gerar uma cadeia de polímero.

Origem

Petróleo

Nafta

Eteno

Polietileno

(PE)

POLÍMEROS –

MATÉRIA-PRIMA – MERCADO DE TRABALHO

Lanxess Elastomeros S/A - Fabrica do Cabo (ex- Petroflex/Coperbo). Empresa produtora de borracha sintética situada as margens da BR-101 sul, Km 99 - Cabo de Santo Agostinho/PE

A Braskem desenvolveu mundialmente o primeiro polietileno de fonte 100% renovável, a partir do etanol da cana-de-açúcar. O

chamado “plástico verde” foi lançado em 2007.

O polietileno verde captura 2,15 kg de CO₂ a cada kg produzido. Além disso, na produção, 80% da energia consumida é proveniente de fonte renovável.

A BRASKEM S.A.

Do copo descartável a peças de automóvel, as resinas

termoplásticas produzidas pela Braskem estão presentes em situações diversas do cotidiano.

A empresa atua nos setores químico e petroquímico, com 36

unidades localizadas no Brasil, Estados Unidos e Alemanha, e serve a Clientes de 70 países por meio da exportação de seus produtos.

A Lanxess produz 10 mil toneladas de borracha sintética por mês, matéria-prima para fabricação de vários produtos, entre eles, pneus de automóveis

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Por que o CD é feito de plástico?

•

Resposta: O plástico utilizado neste caso – policarbonato (ou,

abreviadamente, PC) - é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo

tempo que é mais leve e é bem menos frágil.

POLICARBONATO

 Principais propriedades:

 -Excelente resistência ao impacto;  -Excelente transparência: 96%;

 -Boa estabilidade dimensional e térmica;  -Resistente aos raios ultravioleta;

 -Boa usinabilidade;

 -Alta temperatura de deflexão;

 -Boas características de isolamento elétrico.  Produção brasileira em 1995: 10.000t.

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

TERMOPLÁSTICOS

Garrafas PET

Cobertura em vidro policarbonato Canos em PVC

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TERMOESTÁVEIS OU TERMORRÍGIDOS

Bolas de Bilhar, feitas de polímeros termorrígidos

Pneu

ELASTÔMEROS

- Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos.

- Estrutura molecular: a estrutura é similar à do termorrígido mas, neste caso, há menor número de ligações entre os “cordões”. Ou seja, é como se fosse uma rede, mas com malhas bem mais largas que os termorrígidos.

- Exemplos: pneus, vedações, mangueiras de borracha.

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Goma de mascar, um elastômero muito comum

Mangueira de borracha

POLÍMEROS IMPORTANTES E APLICAÇÕES

G.P. = 50.000 a 300.000 Principais propriedades: - Baixo custo;

- Elevada resistência química e a solventes; - Baixo coeficiente de atrito;

-Macio e flexível;

-Fácil processamento;

-Excelentes propriedades isolantes; -Baixa permeabilidade à água;

-Atóxico;

-Inodoro. _Sacola

Polietileno (PE)

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POLÍMEROS QUE SÃO CONDUTORES ELÉTRICOS

Estes polímeros são conhecidos como LEP - light emitting polymers

A utilização destes polímeros

eletroluminiscentes como displays já

foi cogitada; mas, na época, os displays

de cristais líquidos (LCD) haviam sido

recentemente introduzidos no mercado,

e eram a grande vedete das indústrias

de eletrônicos.

Porém, após quase duas décadas, a

tecnologia de LCD já oferece algumas

limitações. É ai que entram os Plásticos

Brilhantes.

Curiosidades

Alguns polímeros foram verdadeiros salva-vidas. A polimerização do

N-vinilpirrolidona foi recebida com grande ímpeto durante a Segunda Guerra

Mundial, quando os alemães usaram soluções salinas do polímero como

um substituto do plasma sanguíneo nos soldados feridos de suas tropas.

O PVP - poli(vinilpirrolidona), possui um baixo grau de toxidade e tem sido

utilizado também em cosméticos, adesivos, indústria têxtil, lentes de contato,

e numa variedade de fármacos, incluindo o manufaturamento de materiais

micro-encapsulados. Um complexo de PVP com iodeto é um dos

anti-sépticos mais utilizados.

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Ventrículo artificial desenvolvido pelos pesquisadores do

laboratório de biomateriais do Incor

CIRÚRGIA PLÁSTICA

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•

Ultrahigh molecular weight polyethylene

(UHMWPE)

•

Molecular weight

ca. 4

x

10

g/mol

•

Excellent properties for variety of

applications

•

UHMWPE

Adapted from chapter-opening photograph, Chapter 22, Callister

7e.

Biomateriais (Mat. Biocompatíveis)

Cientistas desenvolveram músculos "biónicos", com

uma força 100 vezes superior aos nossos.

Estes músculos podem ser usados em próteses

mais avançadas ou então para ser colocados em

exosqueletos para dar capacidades super-humanas

a certas profissionais de risco, como por exemplo

os bombeiros, polícias e astronautas.

Estes músculos são movidos por álcool e

hidrogénio, enquanto consome oxigénio, o que

acaba por ser uma réplica do modelo natural do

nosso corpo, apenas com materiais diferentes

MÚSCULOS ARTIFICIAIS

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Mechanical Properties

•

i.e. stress-strain behavior of polymers

brittle polymer

plastic

elastomer



Strains – deformations > 1000% possible

(for metals, maximum strain ca. 10% or less) elastic modulus

– less than metal

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PROCESSO INDUSTRIAIS

 Já sabemos os tipos de polímeros a sua história

sabemos sua estrutura, mas ainda não sabemos como as industrias produzem e grande escala estes

polimeros. veremos isso nos próximos slides

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Processing Plastics - Molding

•

Compression and transfer molding

•

thermoplastic or thermoset

Adapted from Fig. 15.23, Callister 7e. (Fig. 15.23 is from F.W. Billmeyer, Jr.,

Textbook of Polymer Science, 3rd ed.,

23

Processing Plastics - Molding

•

Injection molding

•

Textbook of Polymer Science, 2nd edition,

Funil de alimentação Aquecedores Cartuchos aquecedores Isolante térmico Alimentação do molde Parafuso

MOLDAGEM DE TERMOPLÁSTICOS

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Processing Plastics – Extrusion

Adapted from Fig. 15.25, Callister 7e. (Fig. 15.25 is from Encyclopædia Britannica, 1997.)

Equipamentos

1- reservatório de MP 4- bico de injeção

2- canhão 5 - sistema de fechamento 3- cilindro de injeção 6- abertura do molde

MÁQUINAS INJETORAS POR MOLDAGEM

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Calor

Força de fechamento Calor Força de Recalque

Calor Força de extração 02/06/08 28 Saída de Água Entrada de Água Entrada de Água Saída de Água RESFRIAMENTO

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Blown-Film Extrusion

Adapted from Fig. 15.26, Callister 7e. (Fig. 15.26 is from Encyclopædia Britannica, 1997.)

Equipamentos

1- “Parison”

2- Fechamento do molde;

3- Introdução de ar pressurizado através de agulha;

4- refrigeração do produto e desmoldagem do mesmo.

Máquinas injetoras por sopro

Processo de sopro para produtos de termoplásticos vazado

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Estão chegando as rodas de plástico para automóveis

Agora, engenheiros alemães estão

tentando colocar no mercado uma

concorrente que poderá ajudar

principalmente os aficcionados pelos

carros tunados

- as rodas de plástico, que têm a

grande vantagem de poderem ser

fabricadas nas mais diversas cores e

grafismos.

Polímeros

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Exemplos de

copolímeros!

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DEVER DE CASA