apostila polímeros - NBR 9050 - Acessibilidade a edificações,...
Thiago Prette | comentários
Arquivado no curso de Engenharia Civil na UFPR
Prof. Joséde A. Freitas Jr. Ministério da Educação
Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia
MATERIAIS I –Química Aplicada
(TC-030) Polímeros
Prof. Joséde AlmendraFreitas Jr. freitasjose@t erra.com
Prof. Joséde A. Freitas Jr. Universidade Federal do Paraná
POLÍMEROS A aplicação dos polímeros na construção civil:
Produtos utilizados háum bom tempo: •Tubos de PVC,
Diversas aplicações mais recentes:
•Colas de alto desempenho a base de epoxi, poliéster e meta-acrilato •Tubos de polieltilenoreticulado
•Selantesde poliuretano, etc.
POLÍMEROS – Definição:
Moléculas longas, de cadeias orgânicas, compostas por repetição de monômeros.
Genericamente plásticos = polímeros sintéticos.
"plastikos"-adequado para moldagem "poli"–muitos
"mono"-um "meros"-parte
Palavras gregas:
Moldados através de vários processos: por compressão, por transferência, por injeção, por extrusão etc. Sempre aplicando calor e pressão, juntos ou independentemente.
Resinas contêm carbono e derivam de: Carvão, celulose, petróleo, ar, sal marinho, vegetais, substâncias gordas, etc.
Amolecem àquente com ou sem pressão.
POLÍMEROS – Definição: Três grupos:
Term ofixos Polimerizac/ calor na moldagem. Grande quantidade de ligações cruzadas nas moléculas. Não remoldadepois de polimerizado, se aquecido decompõe.
Termoplásticos Amolecem ao calor e endurecem no resfriamento. Processo reversível, mas degrada o material. Pode fundir novamente c/ calor ou dissolução em solventes.
Elastômeros Grupo àparte de polímeros, apresentam grande elasticidade. Borrachas sintéticas.
POLÍMEROS – Formação:
As resinas são formadas por macromoléculas. (longas cadeias de átomos).
As cadeias se unem formando fibras.
Macromoléculas são obtidas por reações de polimerização.
Tipos de polimerização:
Poliadição: Endurecimento por reações de adição de pequenas moléculas com resina, sem nenhuma eliminação de substância.
Exemplo: monômero bivalente de vinil
Monômeros idênticos bivalentes se unem em grande número p/ formar uma macromolécula (polímero linear).
Polímeros lineares de poliadição POLÍMEROS :
Poliadição – Copolímeros:
2 tipos de monômeros diferentes e bivalentes se associam em grande número p/ formar macromoléculas chamadas copolímeros lineares.
Todas as formações lineares são resinas termoplásticas.
Copolíme ros POLÍMEROS – Formação:
POLÍMEROS – Formação: Policondensação:
Quando elimina um resíduo de reação entre moléculas.
A união de monômeros bivalentes e trivalentes possibilita moléculas tridimensionais gigantes que caracterizam as resinas termofixas.
A repetição do módulo estrutural na macromolécula chama-se índice de polimerização, (varia de alguns milhares ao milhão).
O índice de policondensaçãose situa em centenas a alguns milhares. Policondensados são:
•Termoplásticos quando lineares (poliamidas:Nylon). •Termofixos quando tridimensionais (cresóis-formóis: Baquelite).
Aditivos para Resinas:
Cargas:em baixa qtd. nos termoplásticos, maior nos termofixos. Adicionadas p/ baixar de custo. Podem melhorar características. Resist. mecânica melhora c/ cargas fibrosas: fios, fibras vegetais, etc. Resist. ao calor aumenta c/: amianto, fibra de vidro, ardósia, etc. Resist. Elétrica aumenta c/: adição de mica, sílica, etc.
Plastificantes:substâncias de fraca volatilidade, que se adicionam p/ modificar as prop. plásticas ou elásticas da matéria. Cânfora p/ celulóide, óleos e ftalatosp/ PVC. Conforme a quantidade obtêm-se dura, semi-dura ou branda.
Estabilizantes:Acrescentados p/ evitar a deterioração do material plástico sob o efeito agentes nocivos: calor, oxigênio ou raios UV. Comuns: derivados de estanho, bário, cádmio ou chumbo.
Corantes:pigmentos orgânicos ou minerais.
Brancos:sulfato de barita, giz, talco, branco de titânio Pretos: negro-de-furno e gr afite Amarelo:amarelo de cromo Escuros:zarcão de alumínio, peróxido de ferro Vermelhos:zarcão de chumbo e vermelho de cádmio Verde:óxido verde de cromo Gris:ardósia em pó Metálicos: ouro, prata, alumínio, etc.
Aceleradores:ativam a policondensaçãodos Termofixos.
Inibidores:retardam a policondensação.
Aditivos diversos:desodorantes, antiestáticos, lubríficantes, agentes espumantes, fungic idas.
Solventes:utilizados para conferir p/ resina mobilidade temporária, permitindo a transformação por trefilação(álcool, éter).
Primeiros que apareceram no mercado foram extraídos da caseína (albumina do leite) ou da celulose.
Posteriormente provenientes do carvão mineral, petróleo, calcário e outros.
Filmes fotográficos e de cinema
Um dos primeiros plásticos.
Resinas de condensação:
Polimerização e endurecimento em três fases:
Estado A: Produto a condensar élíquido ou pó. Monômero solúvel no álcool e na acetona.
Estado B: Sob a catalisador, estápronto p/ ser moldado, a solubilidade diminui. Aumenta grau de policondensação, a duração da compressão na moldagem éreduzida (1 min. por m de parede).
Estado C: Condensação completa durante a moldagem por compressão, sob o efeito do calor (170 o C)e da pressão.
Produto acabado: duro, insolúvel, infusível.
Resinas de condensação -Moldagem:
Prensa Prensagem
Bicomponentes líquidos
TERMOFIXOS: Resinas de condensação:
Características seguintes:
Lacas, estratificados, isolantes elétricos ...
TERMOFIXOS:Resinas de condensação
Base écondensação de fenol e de formol. Excelentes qualidades mecânicas, físicas, químicas e elétricas (exceto em muito altas freqüências).
Utilizadas principalmente para as aplicações industriais. Inconvenientes: cor escura e liberta um odor de fenol.
Telefone de baquelite
Resinas epóxi:
Epoxiou poliepoxido-polímero termofixoque endurece (polimerizae cria ligações cruzadas) quando misturado com catalisador.
O produto são resinas sólidas, duras e infusíveis.
Mais comuns a partir de reação entre epiclorohidrinae bisfenol-A .
TERMOFIXOS: Resinas epoxi
Pintur as: Tintas de baixa permeabilidade e alta resistência àabrasão. Pinturas a pópor fusão contra corrosão de vergalhões de aço p/ C.A. Pinturas de pisos e paredes altamente duráveis e impermeáveis.
Adesivos epóxi: Suportam e endurecem sob a água. Adesivos estruturais ou resinas de engenharia. Usados onde a alta resistência énecessária. (Até80 MPaem 24h)
Cola epóxi comum
Pintura epóxi p/ proteção de armaduras:
Corrosão do aço éprincipal patologia em estruturas de C.A, p/ proteção do aço, em ambientes agressivos, película epóxi nos vergalhões.
Impermeabiliza e isola eletricamente as armaduras.
Pintura a termo fusão em pósobre as armaduras jámontadas. Vergalhões jateados, pintados e depois aquecidos p/ polimerização.
RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil
Armaduras pintadas com epoxi
Chumbadores químicos:
Fixa armaduras em orifícios feitos em concreto endurecido. Alta aderência. Grande resistência mecânica. Endurecimento em minutos.
Argamassas de polímeros sem cimento Portland:
Argamassas de polímeros como aglomerantes, com ou sem agregados. Materiais de alto custo e uso limitado. Situações que necessitam de: •Alta resistência mecânica (até80 MPaem algumas horas)
•Alta aderência (aço, concretos antigos,mantas de fibras de carbono)
Colagem de peças prémoldadas de ponte com argamassa epóxi tixotrópica
Aplicações: •Reparos estruturais de pequeno volume
•Colagem de reforços estruturais de aço ou fibra de carbono
•Execução de revestimentos impermeáveis, atésubaquáticos.
Assentamento de estrutura metálica com grauteàbase de epóxi.
Injeção de epoxiem trincas: Finalidade estrutural –deixar a estrutura monolítica
Aspecto das fissuras já seladas.
Pisos epoxi: Revestimento de alta resistência aplicado em camadas tornando o piso liso e com elevada resistência mecânica e química.
Combinações de compostos poliméricos epoxis, agregados a cargas minerais.
Acabamento liso ou antiderrapante.
Pisos epoxi:
Aplicações: Cozinhas industriais, áreas comerciais, industriais, laboratórios, depósitos, galpões, pisos de concreto, áreas com tráfego intenso e pesado, postos de gasolina, industrias alimentícias, superfícies metálicas.
Resinas de poliéster:
Neste polímero todas as unidades de repetição são idênticas.
Fibras têxteis -Dacron(50% das fibras sintéticas em vestimentas). Fitas magneticas-Mylar–p/ gravação de som, vídeos e dados.
RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil
Geotêxtil não tecido:
Têxtil de fibras de: poliéster, polipropilenoou PETreciclado, cortadas em filamentos contínuos, distribuídos aleatoriamente. Mantas permeáveis p/ filtro, drenagem, reforço e proteção.
Geotêxtil não tecido: RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil
Filtro em sistemas de drenagrem em: aterros, pavimentos, fundações de edifícios, muros de contenção e represas.
Separação entre o material nobre da base e o solo ruim do subleito, garantindo a manutenção da integridade da estrutura do pavimento.
Geotêxtilnão tecido: Reforço de muros e taludes RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil
Em estruturas de contenção proporcionam grande redução no volume de movimentação deterra e um expressivo ganho de área útil. Facilidade, rapidez de execução e baixo custo.
Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV): RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil
PRFV ou fiberglass, compósito a partir da aglomeração de filamentos flexíveis de vidro com resina poliéster (ou outra) e catalisador p/ polimerização.
Éaltamente resistente, excelentes propriedades mecânicas.
Peças com grande variedade de formatos e tamanhos, tais como cascos de barcos, fuselagens de aviões, caixas d'água, piscinas, recipientes de armazenamento,carrocerias de automóveis, na construção civil e etc...
Fossas sépticas Resinas:
•Ortoftálica(Comum): cor escura, p/ caixas d'água, piscinas, banheiras, orelhões, barcos, latarias de automóveis, etc.
•OrtoftálicaCristal: Transparente, p/ de telhas translúcidas, vitrôs.
•OrtoftálicaFlexível: combinada c/ resina comum, p/ maior flexibilidade.
•Isoftálicae Isoftálicacom NPG -p/ resistência contra as intempéries.
•Éster Vinílicas: p/ ambientes corrosivos, reservatórios de produtos químicos e altas temperaturas.
Epóxi: •P/ peças especiais, menor peso e maior resistência.
Fibras de vidro com resina poliéster
Polietileno tereftalato (PET): Termoplástico, éum tipo de poliéster, feito de etileno glicole ácido tereftálicopela divisão de moléculas de água.
As unidades são reunidas para fazer o grupo éster. Com ligações cruzadas produz plástico transparente e limpo utilizado em garrafas para bebidas. Embalagens baratas, leves, resistentes e recicláveis. Excelente barreira para gases e odores.
Extraídos de areia SiO, quartzo, ou sal NaCI.
Cadeias c/ uma dezena de átomos de silício:
Óleos c/ viscosidade muito estável a temperaturas de –40 a + 40 o C.
(óleos minerais sofrem variações duzentas vezes maiores).
Cadeias c/ dois mil ou mais átomos de silício:
Material elástico , tipo borracha. Bom isolamento elétrico, resistente aos agentes químicos, suporta variações de temperatura, de -60 a + 360 o C, mantêm consistência até200 o C.