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Plásticos são materiais compostos de resinas naturais e sintéticas, na sua maioria orgânicos tendo como principal componente o carbono (C) em combinação com:
Podemos dividir os materiais plásticos em dois grandes grupos, a saber :
TERMOFIXOS OU TERMOESTÁVEIS
São materiais que amolecem ao serem aquecidos podendo ser moldados, porém sofrem uma transformação química em sua estrutura o que não permite que depois de resfriado e endurecido eles voltem ao seu estado primitivo.
São materiais que amolecem ao serem aquecidos podendo então ser moldados. Esta mudança não altera sua estrutura química o que permite que seja reaproveitado.
Não vamos nos deter contando a história ou tentando determinar datas para o aparecimento do plástico no dia-a-dia da humanidade, mas alguns nomes e datas aproximadas podem servir para uma orientação temporal em relação à evolução dos materiais poliméricos.
Entre 1820 e 1870 as primeiras pesquisas começaram a trazer resultados economicamente viáveis e os primeiros plásticos datam deste período.
Entre 1900 e 1948 surgiram muitos dos plásticos comercializados até hoje, como por exemplo o PVC, SAN, PU, POLIESTIRENO e o POLITETRAFLUOTILENO (teflon), e até o Nylon que surgiu durante a SEGUNDA GUERRA MUNDIAL.
Com a descoberta da polimerização por Ziegler e Natta após os anos 50 surgiu o restante dos plásticos que hoje conhecemos.
Cada vez mais se faz necessária pesquisa em torno de novos materiais, seja para substituir outras matérias-primas em falta, seja para aprimorar condições de uso, durabilidade ou eficiência.
A sua produção exige plantas complexas com rígido controle de produção. As plantas são distintas e produzem apenas um tipo de material embora com vários tipos com características especiais.
Os plásticos são também chamados de polímeros (poli=vários), pois a combinação de um ou mais monômeros (mono=um).
CH2=CH2 ~~~ (CH2 - CH2 ) ~~
SÍNTESE DE POLIMEROS: Os polímeros são obtidos através de vários métodos usados para juntar as diversas moléculas (monômeros), como:
POLIMERIZAÇÃO: É a reação para diversas moléculas sem prover mudanças na composição do produto.
COPOLIMERIZAÇÃO: É a polimerização de duas ou mais moléculas com diferentes estruturas. O polímero resultante vai depender e variar de acordo com a concentração de cada monômero.
POLICONDENSAÇÃO: Ë a combinação de diversas moléculas de iguais ou diferentes estruturas, sendo que os monômeros devem conter pelo menos dois grupos funcionais.
TIPOS DE PLASTICOS COM ALGUMAS CARACTERISTICAS ESPECIAIS
PE (PEAD, PEBD, PELBD, PEUAPM)
PP (HOMOPOLÍMERO, COPOLÍMERO)
PS (ALTO IMPACTO, CRISTAL, EXPANDIDO)
POLIAMIDAS (NYLON 6-6, 6-12)
PEEK (POLI (ARLI-ÉTER-CETONA))
PET (BIODEGRADÁVEL)
VOD 100 (ACRÍLICO PARA DVD )
PSF (POLISULFONA)
PPS (POLISUFETO DE FENILENO)
Em termos de plásticos de engenharia os nylons são os pioneiros. Muito embora tenham algumas limitações como o uso em peças com tolerâncias muito apertadas, devido a ser um material higroscópico, ou seja, absorve umidade do ar, o que faz com que as dimensões das peças aumentem em geral 0,2 a 0,3% a cada 1% de umidade absorvida.
São também sensíveis as radiações ultravioleta, devendo ser estabilizados se produto final for utilizado exposto por um longo tempo as intempéries.
O uso mais comum dessas resinas é em gavetas, polias, engrenagens, chavetas, parafusos, roletes, placas, deslizantes e outras peças que exijam resistência a impactos repetidos, propriedade esta que tem o nylon como sendo inigualável.
Os acetais são usados desde sua introdução no comercio em 1960. Estes materiais se destacam por sua rigidez e resistência à fadiga. Possuem também alta resistência a impactos continuados, além de possuírem lubrificação intrínseca.
Devido a sua excelente resistência a meios úmidos, mantendo a estabilidade dimensionai, os acetais são usados em engrenagens, aerosóis, bombas para leite peças para filtros entre outros.
Estas resinas têm um custo elevado, considerando-se os custos das outras resinas, caracterizam-se pelo baixo coeficiente de atrito e estabilidade a alta temperatura. São bastante usados como lubrificantes dispersos em uma base termoplástica. O PTFE é o lubrificante interno que tem menor coeficiente de atrito.
O PET é um poliéster de elevado peso molecular que apresenta boas características de processamento. São resinas de engenharia de excelente estabilidade dimensional e tenacidade.
A faixa entre material fundido e cristalizado é bastante reduzida o que possibilita um processamento com ciclos bastante rápidos. Pode ser aditivado com reforços de fibra de vidro o que eleva a sua resistência ao escoamento e a rigidez, além de apresentar um baixo índice de empenamento.
Também os processos pós-injeção como colagem, solda, usinagem e polimento são possíveis de serem executados com sucesso utilizando-se o PET.
O PC e um dos plásticos de engenharia de maior uso entre os termoplásticos, apesar de ter um custo mais elevado de produção. Com um elevado peso molecular o policarbonato é um polímero bastante tenaz, com excelente resistência ao impacto o que aliado a sua transparência e também devido ao fato de ser incolor faz com que possa ser usado em substituição ao vidro.
O policarbonato é um polímero de baixo índice de absorção de umidade o que dá ao produto final uma estabilidade dimensional.
No processo de transformação por injeção, mesmo com formações aditivadas, o policarbonato não exige maiores esforços para ser processado e seus produtos finais são de fácil usinagem, aceitando serem furados, torneados ou fresados entre outras operações possíveis.
Os polietilenos são polímeros com baixo custo de produção, constituindo-se como o polímero mais utilizado em diversas formas de transformação, pois o baixo custo associado a excelente processabilidade tornam a utilização viável do ponto de vista econômico.
O polietileno é fabricado e também classificados de acordo com sua densidade.
O PEAD (HDPE) é produto escolhido para ser utilizado em grandes recipientes para a indústria, para água, para utilidades domésticas e recipientes para alimentos. Quanto maior a densidade do polietileno maior será a sua dureza e resistência química.
Seguindo essa linha em relação à densidade temos um polímero de altíssimo peso molecular que é o PEUAPM (UHMPE), ou polietileno de ultra-alto peso molecular. Este polietileno, embora seja processado com dificuldade, é utilizado na confecção de implantes em seres humanos, mancais, engrenagens, parafusos, tubos e acessórios para trabalhos com produtos químicos que sejam corrosivos, revestimento de mesas e correias transportadoras e em outros produtos que necessitam de um material com alta resistência ao impacto, dureza superficial, baixo coeficiente de atrito e resistência química.
Já o PEBD (LDPE) ou polietileno de baixa densidade é mais usado em embalagens flexíveis, brinquedos, recipientes para uso doméstico e farmacêutico, pois também possui boa resistência química, é atóxico e inodoro.
Outro material que também é utilizado nestas mesmas aplicações, porém com mais eficiência, pois além de manter as mesmas características de processabilidade, tem um custo menor, é o PELBD (LLDPE) ou polietileno linear de baixa densidade.
O polipropileno é um polímero com características semelhantes ao polietileno (PE) no que diz respeito às propriedades físicas e químicas.
É um polímero de fácil moldagem, aceitando ser aditivado tanto com cargas quanto com agentes modificadores.
Um dos seus usos mais comuns é em recipientes ou peças que deverão sofrer esforços repetidos, principalmente de flexão, pois o PP tem excelente resistência a ruptura determinada por estes fatores.
Embora tenha uma boa estabilidade térmica, tem sua resistência ao impacto bastante reduzida, em temperaturas abaixo de 16º C.
O polipropileno é um polímero de baixo custo podendo trazer vantagens econômicas no seu uso em produtos que vão desde filmes orientados, embalagens flexíveis, recipientes para cosméticos e para a indústria alimentícia, peças para eletrodomésticos, caixas de ferramentas e outras partes também de ferramentas, até peças para indústria automobilística como pára-choque, pedais componentes de lanternas, partes do sistema de refrigeração e ventilação.
O poliestireno (PS) tem um alto índice de consumo na industria de transformação de termoplásticos.
Pode ser processado facilmente, é um polímero com dureza elevada, de alto brilho e transparência que lhe dá também o nome de poliestireno cristal ou cristalino.
Quando modificado com algum elastrômero o PS aumenta a sua resistência ao impacto. Continua podendo ser facilmente colorido, mas perde a sua transparência e passa a ser conhecido como PSAI (HIPS), poliestireno de alto impacto, sendo utilizado principalmente na confecção de brinquedos e utensílios domésticos.
Para confecção de peças para automóveis, aparelhos eletroeletrônicos, ar condicionado, gabinetes de aparelhos domésticos e eletrônicos e outros onde a resistência a temperaturas mais elevadas podem se fazer necessária, usa-se o poliestireno resistente ao calor, que embora tenha características semelhantes ao PS cristal, tem sua processabilidade diminuída devido ao peso molecular mais elevado.
Muito importante também é o uso do poliestireno expandido, um poliestireno cuja polimerização é feita na presença de agentes expansores, o que lhe dá forma de grãos areados. Este produto de baixo peso molecular que funciona muito bem com isolante térmico é usado em recipientes e embalagens. E como protetor anti-impacto para embalagens de equipamentos, pois pode ser moldado obtendo-se as mais variadas formas.
ESTIRENO ACRILONITRILA (SAN)
O SAN é um copolímero formado pelo estireno e pela acrilonitrila. A quantidade do monômero acrilonitrila presente no polímero determina suas características como, por exemplo, a rigidez, a resistência química a solventes e a processabilidade.
Por ter boa transparência, ser bem resistente ao calor, resistir a impactos, possuir boa estabilidade dimensional, além de ser rígido e tenaz, este polímero é bastante usado em lentes, divisórias para prateleiras, peças para computadores e outros equipamentos elétricos até mesmo para a indústria automobilística.
O ABS é um termopolímero, pois é formado a partir de três monômeros.
É um dos termoplásticos de engenharia mais utilizados, pois consegue combinar as propriedades dos três monômeros que o constituem.
A sua ótima resistência ao impacto é atribuída a presença do butadieno e permite que seja usado em peças, produtos e utensílios que devem resistir principalmente a impactos, tais como painéis de instrumentos, capacetes, maçanetas para portas e móveis, cabos de ferramentas, bandejas e outros, já acrilonitrila contribui para que a resina tenha uma excelente resistência ao calor e ao ataque de produtos químicos, o que são requisitos para produtos finais com uso em tubulações, bombas, recipientes, engrenagens, banheiras e sistemas de drenagem para piscinas e outros produtos que devam funcionar em meios com produtos corrosivos, água potável ou salgada ou até gás natural.
A principal função do monômero de estireno é a de proporcionar uma boa processabilidade à resina ABS. Devido a sua resistência a produtos químicos e temperaturas mais elevadas a resina ABS pode ser cromada substituindo muitas peças e acessórios feitos de metal, principalmente para a indústria moveleira.