DETERMINAÇÃO DE POLÍMEROS

1. INTRODUÇÃO

Os polímeros têm como principais características a capacidade de substituírem metais, cerâmicas e materiais naturais em diversas aplicações domésticas, industriais, comerciais e aeroespaciais (PITT et al. 2011). A seguir um breve histórico sobre a utilização e surgimentos dos polímeros.

O primeiro polímero sintético foi obtido pela reação entre fenol e formaldeído, conhecido por baquelite, termo derivado do nome do seu inventor Leo Baekeland em 1912 (CANEVAROLO, 2002).

Somente em 1920, com os estudos do alemão Staudinger, ficou provado que alguns materiais, produzidos por meio de métodos empíricos do final do século e que até então eram considerados como colóides, consistiam na verdade de moléculas enormes. Esses produtos de síntese apresentavam repetição de pequenas unidades estruturais em sua longa cadeia principal, e assim foram denominados polímeros (MANO, 1991). Por outro lado, o desenvolvimento da indústria de petróleo e derivados petroquímicos ampliou a fonte de matéria-prima e fortaleceu os estudos de novos polímeros que hoje são utilizados em muitos processos e equipamentos industriais. Aliado a todas estas transformações desenvolveram-se, ainda, os equipamentos de transformação, tais como as máquinas para extrusão, injeção, entre outros, que consolidaram as demandas por polímeros (BOWER, 2002). A partir de 1937 até o final da década de 80, o Prof. Paul Flory tem sido um incansável pesquisador nesse campo, trabalhando com a cinética de polimerização em solução, viscosidade e determinação de massa molar, dentre outros campos. (CANEVAROLO, 2002).

Pode-se dizer que a indústria de polímeros no Brasil passou a existir formalmente a partir da instalação, na década de 70, de três polos petroquímicos. Anteriormente, existiam unidades isoladas produzindo um ou outro tipo de polímero,porém sem grande representatividade no PIB nacional. Com a instalação da indústria petroquímica no Brasil, foram criadas empresas monoprodutoras, cuja principal atividade tecnológica estava ligada à adaptação de tecnologia licenciada por fornecedor estrangeiro. Na década de 90, houve muitas mudanças no cenário nacional referente a intensas transformações nessas empresas. Assim, características de empresas monoprodutoras sem economia de escopo se modifica através do fortalecimento de grandes grupos em expansão, como o recente caso da Braskem, que se tornou a maior produtora de polímeros do país, com um extenso portfolio de produtos e seu caso aponta uma saída para a competitividade das empresas nessa indústria, em plena era da globalização (HEMAIS, 2003; PITT ET AL., 2011).

O desenvolvimento dos polímeros barateou sobremaneira bens de consumo e embalagens, tornou viável o desenvolvimento das áreas: eletrônica aeronáutica, espacial, automobilística, eletrodomésticos, vestuário e até médica. Além disso, os polímeros apresentam processamento fácil e econômico, reduziram peso e melhoraram a apresentação, o desempenho, a durabilidade e a segurança.

2. DEFINIÇÃO DE POLÍMEROS

A palavra polímero origina-se do grego poli (muitos) e mero (unidade de repetição). Assim, um polímero é uma macromolécula composta por muitas (dezenas de milhares) unidades de repetição denominadas meros, ligados por ligação covalente. A matéria-prima para a produção de um polímero é o monômero, isto é, uma molécula com uma (mono) unidade de repetição (CANEVAROLO, 2002).

Os materiais compostos por polímero e que contêm aditivos são denominados plásticos, tais como fibras, cargas, pigmentos, entre outros, que podem melhorar ainda mais suas propriedades. Neste trabalho, os substantivos plástico e polímero são considerados sinônimos, porém o adjetivo plástico refere-se a um material polimérico de alta massa molar, sólido como produto acabado (ASKELAND E PHULÉ, 2011).

Os polímeros naturais, tais como, proteínas, enzimas, amidos e a celulose são importantes em processos biológicos e fisiológicos nas plantas e nos animais. Ferramentas modernas de investigação científica tornaram possível a determinação das estruturas moleculares desse grupo de materiais e o desenvolvimento de numerosos polímeros, os quais são sintetizados a partir de moléculas orgânicas pequenas. Muitos plásticos, borrachas, fibras atualmente utilizadas são polímeros sintéticos (CALLISTER, W. D. JR., 2008).

3. FONTES DE MATÉRIA-PRIMA

O custo de um polímero depende basicamente de seu processo de polimerização e disponibilidade de monômero, dos quais os principais fornecedores de matéria-prima para a produção de monômero são as fontes naturais, como a celulose e a borracha natural, também a hulha ou carvão mineral (Figura 1). E o petróleo, sendo fonte mais importante. Através da destilação fracionada do óleo cru, várias frações podem ser obtidas (Figura 2), sendo que fração de interesse para os polímeros é o nafta (CANEVAROLO, 2002).

A chamada Cadeia Petroquímica, que compreende desde os produtores de derivados de petróleo até os transformadores de plásticos, pode ser dividida em três

segmentos principais: empresas de primeira geração, produtoras de matéria-prima; empresas de segunda geração, destinadas à produção de resinas, que são produtos intermediários e materiais para transformação; e empresas de terceira geração, destinadas à produção de bens de consumo, embalagens, componentes, etc. (CERQUEIRA e HEMAIS, 2001).

Figura 1. Obtenção de alguns polímeros a partir