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Trabalho de Polímeros e Plásticos. Oque sao, como sao obtidos, os tipos de polímeros e plásticos e seus respectivos usos na Engenharia como matéria prima.
Tipologia: Trabalhos
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Trabalho de pesquisa entregue à Associação Educacional de Vitória, como requisito parcial para avaliação da disciplina Introdução à Engenharia, sob a orientação do professor Samir Aride.
Os polímeros são constituídos de macromoléculas orgânicas, sintéticas ou naturais. Os plásticos e borrachas são exemplos de polímeros sintéticos, enquanto o couro, a seda, o chifre, o algodão, a lã, a madeira e a borracha natural são constituídas de macromoléculas orgânicas naturais.
Os polímeros são baseados nos átomos de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, flúor e em outros elementos não metálicos. A ligação química entre átomos da cadeia é covalente, enquanto a ligação intercadeias é fraca, secundária, geralmente dipolar.
Os materiais poliméricos são geralmente leves, isolantes elétricos e térmicos, flexíveis e apresentam boa resistência à corrosão e baixa resistência ao calor. Por outro lado, o desenvolvimento dos plásticos modernos ocorreu principalmente depois de 1930. Para que os plásticos modernos pudessem ser desenvolvidos, a química orgânica teve que ser criada.
Os polímeros podem ser classificados em quatro grupos principais:
Termoplásticos : Podem ser repetidamente conformados mecanicamente desde que reaquecidos. Portanto, não só a conformação a quente de componentes é possível, mas também a reutilização de restos de produção, que podem ser reintroduzidos no processo de fabricação (reciclagem).
Muitos termoplásticos são parcialmente cristalinos e alguns são totalmente amorfos. Exemplos típicos de termoplásticos são: polietileno, policloreto de vinila (PVC), polipropileno e poliestireno.
Termorrígidos : São conformáveis plasticamente apenas em um estágio intermediário de sua fabricação. O produto final é duro e não amolece mais com o aumento da temperatura. Uma conformação plástica posterior não é, portanto possível. Não são atualmente recicláveis.
Os termorrígidos: são completamente amorfos, isto é, não apresentam estrutura cristalina. Exemplos típicos de termorrígidos são: baquelite, resinas epoxídicas, poliésteres e poliuretanos.
Elastômeros (borrachas) : São também materiais conformáveis plasticamente, que se alongam elasticamente de maneira acentuada até a temperatura de decomposição e mantém estas características em baixas temperaturas. Os elastômeros são estruturalmente similares aos termoplásticos, isto é, eles são parcialmente cristalinos. Exemplos típicos de elastômeros são: borracha natural, neopreno, borracha de estireno, borracha de butila e borracha de nitrila.
os polímeros obtidos de hidrocarbonetos como o etileno ou o propileno, são resistentes ao ataque químico e biológico, o que assegura a sua longevidade, mas transforma numa dor de cabeça a tarefa de quem tem de dar destino aos resíduos sólidos desta era que além de plástica é também descartável.
Uma solução compatível com os frenéticos tempos modernos passa pela utilização de polímeros biodegradáveis e nos últimos anos vários destes produtos foram disponibilizados no mercado, por exemplo, o Ecoflex da BASF AG, Eastar Bio da Eastman Co., Bionelle da Showa Co., USA (mas fabricados na Showa Highpolymer Co., Japão e SK Chemicals Co., Coréia do Sul), Sky Green BDP da SK Chemicals; Biomax da Dupont Co. etc. Todos eles são produtos do que se designa indústria petroquímica de terceira geração e são poliésteres alifático-aromáticos, polímeros que do ponto de vista químico são análogos ao PET, polietileno tereftalato, um termoplástico reciclável muito utilizado, mas que ao contrário deste último se degradam em semanas e não séculos no meio ambiente.
Embora biodegradáveis, estes polímeros obtidos de derivados do petróleo não são biopolímeros, designação consagrada para polímeros biodegradáveis obtidos a partir de fontes renováveis e que muito recentemente têm conhecido uma enorme expansão.
Abaixo alguns exemplos de Polímeros e Plásticos e suas principais características e aplicações
4.1) TERMOPLÁSTICOS
4.1.1) Acrílicos (polimetacrilato de metilo)
Características: Excelente transmissão da luz, resistência à degradação ambiental, propriedades mecânicas regulares.
Aplicações: Lentes, janelas de avião, material para desenho, letreiros exteriores, isolamento acústico.
4.1.2) Fluorocarbono (PTFE ou TFE)
Características: Quimicamente inertes à maioria dos ambientes, excelentes propriedades elétricas, baixo coeficiente de fricção, podem ser utilizados até 260°C, nula ou desprezível fluência a temperatura ambiente.
Aplicações: Isolamentos anticorrosivos, tubulações e válvulas quimicamente resistentes, recobrimentos antiaderentes, componentes elétricos expostos a altas temperaturas.
4.1.3) Nylon
Características: Boa resistência mecânica e à abrasão, boa tenacidade, baixo coeficiente de fricção, absorventes de água e outros líquidos.
Aplicações: Engrenagens, recobrimentos de alambrados e cabos.
4.1.4) Vinil
Características: Materiais para aplicações gerais e econômicas, ordinariamente rígidos, embora com plastificantes voltem a ser flexíveis e susceptíveis à distorção térmica.
Aplicações: Recobrimentos de solos, tubulações, recobrimentos isolantes de fios elétricos.
5.2) Impermeabilização
É a proteção das construções contra a infiltração de água na forma liquida ou na de vapor, e são utilizados em concretos e argamassas, membranas acrílicas e poliméricas e mantas poliméricas.
5.3) Adesivos
É uma substancia utilizada para colar superfícies de dois materiais sólidos com o objetivo de produzir uma junta com elevada resistência ao cisalhamento.
5.4) Películas
Muito espessas tem sido muito empregadas na proteção a embalagens de produtos da construção civil, em forma de “lona plástica”.
5.5) Isolamento Térmico
Conhecido como isopor, trata-se de um isolante térmico por possuir grande quantidade de bolhas de ar em seu interior.
5.6) Fios e Fibras Poliméricas
Atribuem aos compósitos maior aos maior resistência à tração.
5.7) Aditivos Químicos
São utilizados nos concretos e argamassas para modificar certas propriedades dos materiais frescos ou endurecidos.
5.8) Mastiques ou Selantes
São composições pastosas utilizadas para calafetar (vedar) juntas de dilatação, fissuras e furos.
5.8) Materiais para Reabilitação de Estruturas de Concreto
Utilizados para recuperar, reparar e reforçar estruturas de concreto
5.9) Eletrodutos e Materiais Elétricos
Utilizados na fabricação de eletrodutos e materiais elétricos devido a sua alta resistência elétrica, que os torna isolantes térmicos.
5.10) Tubulações e Conexões Hidrosanitarias
O polímero mais utilizado é o PVC (Policloreto de Vinila), possui vantagens como o baixo preço, facilidade de manutenção, imunidade a ferrugem e a economia de mão- de-obra.
5.11) Espumas
São estruturadas em vários perfis, usadas principalmente em substituição à madeira.
5.12) Cobertura
São telhas onduladas de poliéster, são chapas de poliéster reforçados por fibra de vidro.
CONCEITOS SOBRE POLÍMEROS – UFMG. On-line.
Disponível em: http://www.demet.ufmg.br/docentes/rodrigo/r1.htm. Acesso em 30 Abril 2010.
PADILHA, A.F. Materiais de Engenharia – Microestrutura e Propriedades. São Paulo, 1997. 343 p.
PLÁSTICO E POLÍMEROS BIODEGRADÁVEIS. On-line.
Disponível em: http://www.plastico.com.br/revista/pm384/cintec20062.html. Acesso em 30 Abril 2010.
