14- POLIMEROS - VISÃO GERAL RES. 16.1

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POLÍMEROS – VISÃO GERAL

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.

12% do Petróleo

Nafta, produto incolor extraído do petróleo e Materia-prima básica para a produção de plástico

Origem

Petróleo Nafta Eteno

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

Polietileno (PE)

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.

MATERIAIS POLIMÉRICOS

Quatro Tipos de Co-polímeros

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Addition (Chain) Polymerization

–

_Initiation

–

_Propagation

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Condensation (Step) Polymerization

TERMOPLÁSTICOS

Garrafas PET

Cobertura em vidro policarbonato Canos em PVC

01/27/2021 12 Artefatos para tratamentos ortopédicos

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

Uma das principais e mais importantes características dos polímeros são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos em

termoplásticos, termoendurecíveis (termofixos) e elastómeros (borrachas).

Termoplástico é um dos tipos de plásticos mais encontrados no mercado. Pode ser fundido

diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Assim, a sua reciclagem é possível, uma característica bastante desejável atualmente.

Termorrígidos (Termofixos)

São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos, não se podem fundir novamente. O aquecimento do polímero acabado promove

decomposição do material antes de sua fusão, tornando a sua reciclagem complicada.

Elastómeros (Borrachas)

Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não se podem fundir, depois de sintetizados, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. A reciclagem é complicada pela incapacidade de fusão.

PC - Policarbonato - Utilizado em: Cd´s, garrafas, recipientes para filtros, componentes de interiores de

aviões, coberturas translúcidas, divisórias, vitrines, etc.

PU – Poliuretano - Utilizado para: Esquadrias, chapas, revestimentos, molduras, filmes, estofamento de

automóveis, em móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis, isolamento em refrigeradores industriais e domésticos, polias e correias.

PVC - Policloreto de vinilo ou cloreto de polivinilo - Utilizado em: Telhas translúcidas, portas

sanfonadas, divisórias, persianas, perfis, tubos e conexões para água, esgoto e ventilação, esquadrias, molduras para teto e parede.

PS - Poliestireno - Aplicações: Grades de ar condicionado, gaiútas de barcos (imitação de vidro), peças de

máquinas e de automóveis, fabricação de gavetas de frigoríficos, brinquedos, isolante térmico.

PP - Polipropileno - Aplicações: brinquedos, recipientes para alimentos, remédios, produtos químicos,

carcaças para eletrodomésticos, fibras, sacarias (ráfia), filmes orientados, tubos para cargas de canetas esferográficas, carpetes, seringas de injeção, material hospitalar esterilizável, autopeças (pára-choques, pedais, carcaças de baterias, lanternas, ventoinhas, ventiladores, peças diversas no habitáculo), peças para máquinas de lavar, etc.

PET - Politereftalato de polietilieno - Aplicações: Embalagens para bebidas, refrigerantes, água mineral,

alimentos, produtos de limpeza, condimentos; reciclado, presta-se a inúmeras finalidades: tecidos, fios, sacarias, vassouras.

Plexiglas - é conhecido como vidro plástico.

Baquelite: usada em tomadas, telefones antigos e no embutimento de

amostras metalográficas.

Poliéster: usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, entre outros, na

forma de plástico reforçado (fiberglass).

Poliisopropileno - borracha semelhante à natural

Buna S - Aplicações: pneus, câmaras de ar, vedações, mangueiras de borracha. Buna N ou perbunan

Neopreno ou policloropreno

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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.

 Principais propriedades do POLICARBONATO:  Excelente resistência ao impacto;

 Excelente transparência: 96%;

 Boa estabilidade dimensional e térmica;  Resistente aos raios ultravioleta;

 Boa usinabilidade;

 Alta temperatura de deflexão;

Em razão da sua alta transparência e da sua resistência mecânica, esses plásticos são usados na fabricação de visores de capacetes para motociclistas, em coberturas transparentes, nas janelas de aviões, em lentes de óculos de sol, em vidros à prova de bala, em bases para CDs, em equipamentos de raios X, em tubos de centrífugas, em janelas de segurança, etc

Uma vantagem que o policarbonato apresenta é que ele pode ser curvado durante a colocação, como mostra o exemplo da cobertura abaixo:

O QUÊ É UM "POLÍMERO ACRÍLICO"?

Acrílico ou polimetil-metacrilato (PMMA) é um material termoplástico rígido e transparente; também pode ser considerado um dos polímeros (plásticos) mais modernos e com maior qualidade do mercado, por sua facilidade de adquirir formas, por sua leveza e alta resistência. É

também chamado vidro acrílico.

O nome químico desse polímero sintético é

poli(metil-2-metilpropenoato). Seu monômero é o éster metil propenoato de metila. Desenvolvido em 1928 em vários laboratórios, surgiu no mercado em 1933 através da empresa alemã Rohm and Haas (GmbH & Co. KG).

POLÍMEROS IMPORTANTES E APLICAÇÕES

Mero: etileno (designação antiga do eteno): 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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Ventrículo artificial desenvolvido pelos pesquisadores do

laboratório de biomateriais do Incor

CIRÚRGIA PLÁSTICA

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•

•

•

• bullet-proof vest, golf ball covers, hip joints, etc.

UHMWPE

Adapted from chapter-opening photograph, Chapter 22, Callister

7e.

Biomateriais (Mat. Biocompatíveis)

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Molecular Structures

• Covalent chain configurations and strength:

Direction of increasing strength

Adapted from Fig. 14.7, Callister 7e.

B ranched Cross-Linked Network

Linear

secondary

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Mechanical Properties

•

brittle polymer

plastic

elastomer

_FS of polymer ca. 10% that of metals

Strains – deformations > 1000% possible

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

elastic modulus – less than metal

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Processing Plastics - Molding

•

•

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

Textbook of Polymer Science, 3rd ed.,

29

Processing Plastics - Molding

•

• thermoplastic & some thermosets Adapted from Fig. 15.24, Callister 7e. (Fig. 15.24 is from F.W. Billmeyer, Jr.,

Textbook of Polymer Science, 2nd edition,

30

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 32 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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Tempo de

decomposição

de

materiais jogados nos

rios, nos lagos e no

mar

.

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Alguns polímeros, como termofixos e borrachas, não podem ser reciclados de forma direta, pois não existe uma forma de refundí-los ou depolimerizá-los.

Na maioria das vezes a reciclagem de termoplásticos não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade.

Somente plásticos consumidos em massa, como o PE e PET, apresentam bom potencial económico.

Outro problema é o facto de os plásticos reciclados serem encarados como material de segunda classe.

Quando a reciclagem não é possível a alternativa é queimar os plásticos, transformando-os em energia.

Porém os que apresentam halogénio como o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso não ocorra esse material deve ser

encaminhado para dehalogenação antes da queima.

Exemplos de

copolímeros!

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DEVER DE CASA

FERRAMENTEIRO DE MOLDES PLÁSTICOS

INSTRUTOR TÉCNICO EM PLÁSTICOS PROJETISTA DE MOLDES PLÁSTICOS

INSPETOR DE QUALIDADE

OPERADOR DE INJETORA

COLORISTA

MERCADO DE TRABALHO