Policarbonato

Introdução

No decorrer dos anos tem-se aumentado o consumo de polímeros em suas mais diversas formas no Brasil e no Mundo. Esse aumento é fruto de características e propriedades desses polímeros, que entre outras vantagens, apresentam facilidade na sua moldagem, resistência, entre outros.

Os policarbonatos são polímeros de importante interesse comercial e tecnológico, devido a as suas características de resistência à distorção pelo calor, ao impacto, ao escoamento.

Muito utilizados no ramo da construção civil, automobilística, em itens de segurança, em embalagens, os policarbonatos vem ocupando cada vez mais o lugar de outros materiais devido a sua alta resistência a impactos que é o seu maior diferencial. Embora produtos a base de policarbonatos não sejam muito em conta, seu consumo vem aumentando e ganhando cada vez mais mercados em todo o Mundo.

Esse trabalho visa discutir a propriedade de resistência a impactos dos policarbonatos de Bisfenol-A, além de trazer um pouco mais de informações sobre esse polímero, demonstrando outras propriedades e características relevantes, sua síntese entre outros.

1. Revisão Bibliográfica

1.1 Breve Histórico

Policarbonatos foram primeiro preparados por Einhorn em 1898 por reação de dihidroxido-benzeno, com hidroquinona e resorcinol, separadamente, com fosgênio em solução de piridina.

Em 1929, W.H. Carothers e F.J. Natta prepararam vários policarbonatos alifáticos e alifático-aromáticos usando reações com formação de anel. Esses materiais não tiveram interesse industrial e isso porque como características baixo ponto de fusão, facilidade de ser hidrolisado e em não formarem fibras.

Em 1932 Carothers, através de uma policondensação especial, produziu um grande número de policarbonatos alifáticos lineares, mas não conseguiu um polímero que formasse fibras. Devido a isso, Carothers descartou os poliésteres.

Em 1941 Whinfield e Dickson, que trabalhavam na Calico Printers Association – Inglaterra, anunciaram a descoberta de uma fibra de Poli (tereftalato de etileno) - PET, cujo êxito fez com que pesquisas fossem realizadas a fim de obter polímeros com núcleos aromáticos na cadeia principal. Esta descoberta lançou, por exemplo, a Ferbenfabriken Bayer - Alemanha, à busca de outros polímeros com núcleos aromáticos na sua cadeia principal.

Ao mesmo tempo, nos Estados Unidos a General Electric tentava conseguir uma resina termorrígida que possuísse boa estabilidade ao calor e à hidrólise. A equipe da empresa obteve como subproduto o policarbonato de bisfenol A. Dessa forma, em 1958 o policarbonato de bisfenol A era produzido, ao mesmo tempo, na Alemanha pela Bayer e nos Estados Unidos pela empresa General Electric, sob os nomes comerciais de Macrolon e Lexan, respectivamente.

Figura 1: Desenvolvimento do Makrolon® - fonte: Bayer Material Science

Hoje, resinas de policarbonatos comerciais estão sendo vendidas na Alemanha pela Bayer (Makrolon), nos Estados Unidos pela General Electric (Lexan), Mobay (Merlon) e pela Dow. Desde então, o policarbonato vem sendo amplamente utilizado na indústria automobilística, eletroeletrônica, embalagens, médica, etc. Por esta razão, nos últimos anos houve um aumento considerável dos tipos de PC comerciais disponíveis.

No Brasil, o único fabricante de PC é a Policarbonatos do Brasil S.A. (Camaçari - Bahia) que utiliza tecnologia da Idemitsu. Sua marca registrada é o Durolon.

Em todo o mundo somente dez países, incluindo o Brasil produzem policarbonatos, como se pode observar no gráfico abaixo, sendo que duas empresas a GE Plastics e a Bayer, detêm mais de 70% do mercado mundial, mantendo esta hegemonia desde a década de 60.

Gráfico 1: Empresas produtoras de PC.

1.2 Síntese de Policarbonatos

Segundo (WIEBECK, 2005), os policarbonatos são poliésteres do ácido carbônico e compostos di-hidroxilados aromáticos ou alifáticos, caracterizados por apresentarem uma cadeia com átomos heterogêneos, tipo –OCOO-, como se pode observar na figura abaixo.

Figura 2: Mero da macromolécula do policarbonato

Fonte : (WIEBECK, 2005)

Os policarbonatos alifáticos têm pouca importância comercial devido a suas características de baixo ponto de fusão, facilidade de ser hidrolisado e em geral não formarem fibras.O policarbonato alifático é muito utilizado na síntese de poliuretanos e ainda, como plastificante e estabilizador ultravioleta do PVC

Os policarbonatos de bisfenol-A podem ser sintetizado por meio de reações de

policondensação do Bisfenol-A (BPA). Os dois processos de obtenção mais conhecidos são:

• Intercâmbio de ésteres

• Fosgenização

1.2.1 Intercâmbio de ésteres

No processo de intercambio de ésteres, conforme (WIEBECK, 2005), envolve o aquecimento de um composto aromático di-hidroxílico, como o bisfenol A e um composto metacarbonato (difenilcarbonato), como ilustra a Figura abaixo. O polímero final é retirado do reator em atmosfera de gás inerte.

Figura 3: Obtenção do policarbonato via intercâmbio de ésteres

Fonte (WIEBECK, 2005)

1.2.2 Fosgenização

Este é o método mais comum de preparação do policarbonato de Bisfenol-A. No processo de fosgenização, há reação do sal dissódico do Bisfenol – A com o fosgênio na presença de hidróxido de sódio, durante a qual ocorre reação típica de condensação como mostra a Figura abaixo.

Figura