Felipe Santos Moreira; Jessica Alves Maia; Kállen Froeder Martins; Luma Rodrigues Blanc; e Saniely Eduarda Magalhães Couy.

(1)

Ciência e Tecnologia dos

Materiais

Tecnologias associadas às aplicações

industriais

(Espumas e Teflon)

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI

CAMPUS DO MUCURI

INSTITUTO DE CIÊNCIA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA (ICET) BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA

www.ufvjm.edu.br

Teófilo Otoni, 21 de setembro de 2011.

Grupo de Trabalho:

Felipe Santos Moreira;

Jessica Alves Maia;

Kállen Froeder Martins;

Luma Rodrigues Blanc; e

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POLÍMEROS

POLIURETANOS

Espumas

POLITETRAFLUORETILENO

Teflon

Poliuretanos (PU)

Esquema de síntese de um poliuretano

O esqueleto do poliuretano é formato por carbamatos.

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Poliuretanos (PU)

Amplas aplicações no mercado mundial.

Largamente usado em espumas rígidas e flexíveis,

em elastômeros duráveis, em adesivos de alto desempenho, em fibras, gaxetas, preservativos, carpetes, peças de plástico rígido e tintas.

As espumas flexíveis de PU possuem células abertas,

permeáveis ao ar, são reversíveis à deformação e

podem ser produzidas numa grande faixa de

propriedades incluindo maciez, firmeza e resiliência (HR).

Poliuretanos (PU)

As primeiras espumas flexíveis comerciais foram

fabricadas em 1951, utilizando polióis poliésteres.

Em 1964, surgiram as espumas de alta resiliência (HR).

No Brasil, a fabricação de blocos de espumas flexíveis

de PU começou nos anos 60. Em 2000, foram consumidos 150 mil toneladas de espumas flexíveis de PU, para produção de colchões com densidade média de 20 kg/m3_{, variando desde 8 até 45 kg/m}3_.

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Espumas Flexíveis

Propriedades: maciez, firmeza, reversibilidade à

deformação e resiliência.

As espumas são classificadas de acordo com o tipo de

poliol (poliéter ou poliéster) utilizado, e quanto as suas características elásticas.

A classificação das espumas quanto a sua

elasticidade é dada da seguinte maneira:

Espumas flexíveis convencionais;

Espumas flexíveis de alta resiliência (HR); Espumas semiflexíveis;

Espumas flexíveis de pele integral;

Espumas Convencionais

Fabricadas com densidades

entre 8 e 50 kg/m3_{, são empregadas} principalmente em colchões e estofados.

As propriedades mecânicas de uma espuma flexível dependem tanto da geometria macroscópica das células quanto da morfologia microscópica da espuma.

(5)

Espumas de Alta Resiliência (HR)

Fabricadas com densidades entre 25 e 60 kg/m3.

Possuem maior suporte de carga e curva de

tensão/deformação

Possui pequena capacidade de abertura das células nas espumas de HR, que frequentemente possuem células fechadas.

Figura 2 - Morfologia da espuma de alta resiliência (HR)

Espumas Semiflexíveis

Devido ao seu baixo peso e excelente absorção de impacto, as espumas semiflexíveis são largamente usadas na fabricação de partes internas dos automóveis como: painéis de instrumentos, quebra-sol, encosto da cabeça, portas.

Utilizam água como agente de expansão e possuem mais de 90% da sua estrutura com células abertas.

(6)

Espumas com pele integral

Possui excelente reprodução da textura do molde.

Os PU's integrais são produzidos em densidades entre

200 a 800 kg/m3_{podendo chegar a 1100 kg/m}3_.

A indústria automobilística tem aumentado o consumo

de espumas flexíveis com pele integral em peças que precisam satisfazer normas de segurança.

São utilizadas principalmente onde se requer resistência

ao rasgo aliado ao conforto. Exemplos: Assentos e encostos, apoios de cabeça e de braço, volantes;

Propriedades das Espumas

Flexíveis

Características que podem ser controladas para a produção de diferentes tipos de espumas:

O controle da dureza e densidade, que pode ser realizado,

por exemplo, através da variação do teor de água e a utilização de endurecedores;

Tamanho das células, que pode ser alterado através da adição

de surfactante de silicone e da velocidade de agitação.

Resiliência e viscoelasticidade, que podem ser controladas,

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Propriedades das Espumas

Flexíveis

Propriedades de tensão, sendo estas alteradas através

da adição de água;

Deformação permanente, que pode ser diminuída com

a elevação do índice ou a utilização de poliol com maior funcionabilidade;

Resistência ao fogo, que pode ser adquirida pelo uso de

retardantes de chama, como por exemplo, asparafinas cloradas;

Espumas Rígidas

Amplamente difundidas em aplicações no ramo da

engenharia civil, como por exemplo, em isolamentos térmicos e painéis;

Possuem em sua composição os polieterpolisiloxanos

que são surfactantes, que possuem a capacidade de promover a formação de uma estrutura de células fechadas, uniformes e sem vazios.

(8)

Espumas Rígidas

Principal característica se da pela capacidade de resistência às tensões a ela submetidas.

Além da resistência às tensões, pode-se listar outras propriedades importantes para as espumas rígidas:

Condutividade térmica; Densidade;

Teor de células fechadas;

Fator de resistência à difusão do vapor d’água; Coeficiente de expansão térmica linear; Resistência química;

Resistência ao cisalhamento; Resistência à flexão.

Teflon

Teflon é o nome popular do polímero

Politetrafluoretileno (PTFE);

Surgiu em 1938 com experimentos

com o gás de Tetrafluoretileno, do químico Roy Plunkett;

Polímero formado por cadeia de 100.000 átomos de

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A

A Fórmula Química

Fórmula Química do

do

Politetrafluoretileno

É um polímero similar ao polietileno;

Pressão de cerca de 50.000 atm;

Politetrafluoretileno Polietileno

Comércio do

Comércio do Politetrafluoretileno

Politetrafluoretileno

Teflon é uma marca registrada de

propriedade da empresa estadunidense DuPont, conhecida mundialmente, desde 1946;

Outras resinas de PTFE também são conhecidas

comercialmente pelas marcas:

◦ HOSTAFLON – Marca registrada HOESCHST (Alemanha);

◦ FLUON – Marca registrada ICI (R.U.);

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Propriedades

Praticamente inerte;

Carência de reatividade;

Impermeável;

Resistência à altas temperaturas;

Não é afetado por radiações ultravioletas;

Não queima;

Propriedades

Excelente isolamento elétrico e perda dielétrica

insignificante;

Possui o mais baixo coeficiente de atrito;

Não sofre fenômenos de envelhecimento;

A densidade do teflon varia de 2,0 a 2,3 g.cm

-3

;

Superfície antiaderente;

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Aplicações devido às suas

Propriedade

Revestimento anticorrosão: Reduz o custo de

peças e equipamentos;

Desmoldante permanente: revestimentos de

baixa camada protegem o molde sem alterar a geometria, facilita a limpeza.

Materiais Produzidos

No mercado podemos encontrar os seguintes

produtos:

• Pistões; • Sondas; • Peças de deslize; • Conectores; • Sede de válvulas; • Vedações; • Chapa de filtro; • Anéis de Vedação; • Assento de válvulas; • Selos mecânicos; • Retentores; • Mancais; • Camisas de válvulas; • Diafragma;

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Materiais Produzidos

• Tensor de corrente; • Guias;

• Cintas tipo cunha; • Isoladores; • Parafusos; • Buchas; • Rolos; • Porcas; • Arruelas;

• Equipamentos para a indústria química, aérea e espacial; • Películas antiderrapantes.

Áreas de onde o PTFE é utilizado

• Indústria técnica de transporte e movimentação de cargas; • Tecnologia laser; • Medicina; • Tratamento de água. • Construção Civil; • Tecnologia, nuclear e de vácuo; • Instrumentação; • Alimentícia; • Indústria eletroeletrônica;

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Curiosidades

Como surgiu a idéia de utilizar o Teflon na confecção

de panelas?

◦ Aplicação de ácido clorídrico;

◦ Aquecimento;

◦ Fixação.

Pesquisador Louis Hartmann.

Aplicação do TEFLON na

Construção Civil

O PTFE tem encontrado muitas aplicações na área da construção civil, tais como:

Revestimentos que não permitem a aderência de

sujeira;

Peças de apoio para minimizar o atrito;

Película de PTFE tratado para adesão + elastômero

para comportas de usinas hidroelétricas, por ser estável a intempéries;

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Aplicação do TEFLON na

Construção Civil

Placas de PTFE + aço + elastômero para apoio de

pontes, viadutos e tubulações;

Placas e películas de PTFE para estruturas e

fundações, por sua resistência mecânica;

Fitas Veda Rosca para vedação

de vapor, óleo, gases, água e etc.;

Fitas com densidade específica

para revestimento de fiação, por ser isolante.

Sapatas Deslizantes: É escorregadio ao tato e é, por isso, utilizado na fabricação de peças móveis que não necessitam de lubrificação. Um de seus empregos mais curiosos está na construção de edificações à prova de terremotos, pois, sapatas deslizantes de PTFE, incluídas nas fundações, permitem que o prédio se movimente sem desgastar os seus suportes.

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Considerações Finais

O estudo e aprimoramento dos polímeros possibilita

a inserção de novos materiais no mercado, permitindo mais conforto e proteção ao homem.

Hoje, continuam sendo criados novos e interessantes

polímeros, obtendo-se então novas propriedades mecânicas, ópticas e elétricas. A importância destes materiais pode ser apresentada, observando a quantidade de objetos feitos de plásticos utilizados diariamente, sustentando uma intensa atividade industrial (REDQ, 2010).

(16)

Referências Bibliográficas

ALVES, L., Composição do Teflon. Brasil Escola. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/quimica/composicao-teflon.htm>. Acesso dia: 15/09/2011.

APLASTEC., Fitas dupla face de espuma de PE. Disponível em <http://www.aplastec.com.br/produtos.html> Acesso dia: 16/09/2011

BASF S.A., Sistemas de espuma flexível. Disponível em:

<http://www.basf.com.br/default.asp?id=3023> Acesso dia: 16/09/2011

CANGEML, J., M., SANTOS, A., M., NETO, S., C., Poliuretano: de travesseiros a preservativos, um polímero versátil. Química e sociedade. V. 11, N. 3, agosto, 2009. Disponível em: < http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc31_3/02-QS-3608.pdf> Acesso dia: 19/09/2011

Referências Bibliográficas

LEITE, R., D., Análise de enrijecedores à flexão com concentrador

de tensões. Dissertação de mestrado, URFJ/COPPE, 2010, Rio de

Janeiro. Disponível em:

<http://pt.scribd.com/doc/63588110/86/REFERENCIAS-BIBLIOGRAFICAS> Acesso dia: 19/09/2011

VILAR, W. D., Química e Tecnologia dos Poliuretanos. 3ª Ed., Vilar

Consultoria, Rio de Janeiro. Disponível em:

<http://wwwpoliuretanos.com.br/> Acesso dia: 15/09/2011

SILVEIRA, L., Polímeros – Tetrafluoretileno, Universidade Estadual do

Rio de Janeiro, 2009. Disponível em

<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAaPUAA/polimeros-tetrafluoretileno>.Acesso dia: 15/092011.