ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO CONCRETO ASFÁLTICO MODIFICADO PELO POLÍMERO EVA NO MÓDULO COMPLEXO E NA FADIGA

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO TECNOLÓGICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

KEYLA JUNKO SHINOHARA

POLÍMERO EVA

Florianópolis - SC

2012

---

1. POLÍMERO ETILENO ACETATO DE VINILA (EVA)

Um polímero é uma macromolécula formada pela repetição de pequenas e simples unidades químicas (monômeros), ligadas covalentemente. Ele pode ser dividido em homopolímeros ou copolímeros. O EVA é chamado de copolímero porque são empregadas espécies diferentes de monômeros (etileno + acetato de vinila). O polímero EVA apresenta segmentos de etileno randômicos, que são semi-cristalinos, enquanto os que contêm os grupos acetato constituem a fase amorfa (não possuem estrutura atômica definida), como demonstrado na Figura 4 (NEGRÃO, 2006).

[pic 1]                 

 

Figura 4 - Conformação planar das moléculas de EVA

(NEGRÃO, 2006).

No mercado mundial a cada ano o uso de polímeros aumenta segundo a Associação Brasileira da Indústria de Plásticos - ABIPLAST (2010). São os Estados Unidos que detém a maior porcentagem em peso de importação do polímero EVA, conforme demonstrado na Figura 5.

[pic 2]

Figura 5 - Importações do polímero EVA em 2009

(ABIPLAST, 2010).                      

Já as maiores exportações ficam a cargo de países da Ásia, como a Índia e a China, que detém quase metade de todo o EVA exportado. Na América do Sul destaca-se a Argentina como o terceiro maior exportador com 17% do mercado internacional, como mostra a Figura 6.

[pic 3]

Figura 6 - Exportações do polímero EVA em 2009

(ABIPLAST, 2010).

Segundo o último relatório da ABIPLAST, em 2009 o consumo de resinas termoplásticas no Brasil foi da ordem de 5,6 milhões de toneladas. O polipropileno representou a maior porcentagem deste montante com cerca de 30% (1,6 milhões de toneladas) e o copolímero EVA apenas com 1% (56 mil toneladas). A explicação para esse baixo consumo deve-se à aplicação muito específica do EVA e também devido ao custo ainda ser alto em relação aos demais polímeros. Os EVAs são os chamados “plásticos de engenharia”. Mesmo com uma representatividade baixa em relação às demais resinas, o polímero EVA torna-se importante ao observar o aumento do consumo a cada ano no país, conforme mostra a Tabela 1.

Tabela 1 - Consumo do polímero EVA no Brasil

(ABIPLAST, 2010).

ANO	TONELADAS
1985	8.142
1999	39.103
2003	45.780
2009	55.580

O polímero EVA é um copolímero cuja composição pode variar de uns poucos por cento de acetato até cerca de 50%. De acordo com esta proporção, as propriedades variam de um plastômero muito semelhante ao polietileno, de baixa densidade, até um elastômero. Os plastômeros e elastômero são polímeros naturais ou sintéticos, sendo a classificação estabelecida em função da capacidade de deformação sob ação de forças externas. Elastômeros são materiais com alongamento de ruptura muito elevado, da ordem de 400% (família dos termoplásticos com cadeias lineares). Plastômeros apresentam menor alongamento, na ordem de 70 a 100%, sendo normalmente constituídos por cadeias cruzadas ou ramificadas.

No copolímero EVA a redução do teor de acetato de vinila acarreta aumento da cristalinidade e, em consequência, no módulo de rigidez, aumento nas temperaturas de amolecimento e diminuição da temperatura de fragilidade (BRULÉ; BOURLOT, 1993).

Existem aproximadamente onze tipos de polímeros EVA no Brasil, cada qual com diferentes finalidades no comércio (calçados, vedantes de tampa de bebidas carbonatadas, embalagens para alimentos refrigerados, brinquedos etc). O melhor tipo de EVA a ser utilizado, segundo o fornecedor do polímero (BRASKEM, 2010), para modificar um ligante asfáltico é o HM-728 com teor de 28% de acetato de vinila. Esse polímero é considerado um elastômero. Na Tabela 2 e na Tabela 3 encontram-se as características do EVA HM-728.

Tabela 2 - Propriedades de controle do polímero EVA HM-728 (BRASKEM, 2010).

	MÉTODO ASTM	UNIDADE	VALOR
Índice de fluidez	D 1238	g/10 min	6,0
Teor acetato de vinila	Braskem	%	28,0

Tabela 3 - Propriedades típicas do polímero EVA HM-728 (BRASKEM, 2010).

	MÉTODO ASTM	UNIDADE	VALOR
Densidade	D 1505	g/cm³	0,95
Resistência à quebra	D 1693	h/F50	>300
Dureza	D 2240	Shore A/D	80/25
Ponto de fusão	D 3418	°C	77
Pto de amolecimento	D 1525	°C	49

Todas as descrições, aplicações e propriedades do polímero EVA encontram-se no Anexo 1.

A decomposição do EVA (em pellets e aparas) foi estudada por termogravimetria (TGA), apresentando estabilidade térmica até 300°C conforme a Figura 7. Termogravimetria é a técnica na qual a mudança da massa de uma substância é medida, em função da temperatura, enquanto esta é submetida a uma programação controlada (ALLEN et al, 2000).