HISTÓRIA DOS POLÍMEROS

2. HISTÓRIA DOS POLÍMEROS

     

  O primeiro polímero sintético foi produzido por Leo Baekeland (1863-1944), em 1912, obtido através da reação entre feno1 e formaldeído. Esta reação gerava um produto sólido (resina fenólica), hoje conhecido por baquelite, termo derivado do nome de seu inventor (CANEVAROLO Jr, 2002).

   Em torno de 1920, Staudinger apresentou trabalho em que considerava, embora sem provas, que a borracha natural e outros produtos de síntese, de estrutura química até então desconhecida, eram na verdade materiais consistindo de moléculas de cadeias longas, e não agregados coloidais de pequenas moléculas, como se pensava naquela época (MANO; MENDES, 2004).

   E esta ideia foi fortemente combatida na época, levando algumas décadas para que fosse definitivamente aceita. Em reconhecimento, Staudinger recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1953. Do outro lado do Atlântico, Wallace H. Carothers (1896 - 1937), químico norte-americano, trabalhando na empresa DuPont, formalizou a partir de 1929, as reações de condensação que deram origem aos poliésteres e às poliamidas. A esta última classe de novos materiais ele batizou de Náilan (MANO; MENDES, 2004).

   A partir de 1937, até o final da década de 1980, o professor Paul Flory (1910-1985) foi um incansável pesquisador, trabalhando com cinética de polimerização, polímeros em solução, viscosidade e determinação de massa molar, dentre outros campos. Como reconhecimento, ele recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1974. Com o advento da Segunda Guerra Mundial (1939-1945), houve uma enorme aceleração no desenvolvimento dos polímeros sintéticos (MANO; MENDES, 2004).

   O Brasil também tem seu ícone, representado pela professora Eloisa Biasoto Mano (1924), do Instituto de Macromoléculas que leva seu nome, da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Em seis décadas de trabalho, ela criou o primeiro grupo de estudos em polímeros no Brasil, liderou um grupo enorme de alunos (CANEVAROLO, 2002).

3. FABRICAÇÃO DE POLÍMEROS

  Um polímero pode ser natural ou sintético, este segundo tem características bem específicas. Podendo ser resistente a agentes químicos, ter boa flexibilidade, alta dureza e resistente à tração. Sendo utilizado na confecção de para-choques e equipamentos médicos (www.portalsaofrancisco.com.br).

3.1.Polimerização de polímeros

   O polipropileno é um dos mais importantes plásticos de massa, devido suas inerentes versatilidades, bem como custo adequado para consumo em grande escala (MANO; MENDES, 1999).

   Existem dois tipos de polipropileno:

Homopolímero é originado quando a polimerização é feita apenas com propeno (monômero do polipropileno) (FILKAUSKAS; GUEDES, 1987).

    Polímeros de condensação são aqueles originários da reação de dois grupos funcionais reativos com a eliminação de moléculas de baixo peso molecular (água, amônio, HC1, etc.). Como exemplo, podemos citar a polimerização do náilon 6,6 (hexametileno adipamida) em que há a condensação, em meio aquoso, do radical amina com o radical ácido dos materiais iniciais (hexametileno diamina e ácido adípico) formando uma ligação amida e eliminação de uma molécula de água. (CANEVAROLO, 2002)

3.2. Fabricação de peças poliméricas

  Um polímero é composto por dezenas de milhares de meros que são as unidades moleculares que se repetem pelas chamadas ligações covalentes (NETO, 2012).

   Os meros que se repetem são basicamente formados por diversos átomos como de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, flúor e em diversos elementos não metálicos. Os meros também chamados monômeros ou até mesmo micromoléculas são compostos quimicamente suscetíveis a ter uma reação e assim formar os polímeros (NETO, 2012).

3.2.1. Extrusão

  A extrusão é um processo de produção de componentes mecânicos de forma semi-contínua onde o material é forçado através de uma matriz adquirindo assim a forma pré determinada pelo projetista da peça. Processos quente e frio

  O processo de extrusão é executado de duas maneiras distintas dependentes da temperatura e da ductilidade . A primeira é a extrusão a quente, e a segunda extrusão a frio. A extrusão a quente, é semelhante ao processo de injeção, onde o produto é injetado a alta pressão e temperatura numa forma vazada ou passa através de um molde de injeção contínua, tomando a forma de peça sólida semi acabada ou também a forma de vergalhão, para ser cortado (fatiado) no comprimento desejado.

  A extrusão a frio é semelhante ao processo de extrusão a quente e é a ductilidade do material a ser trabalhado o principal parâmetro na escolha do processo.

  Pode-se dizer que a extrusão é a produção semi-contínua dos componentes fabricados, pois, as peças em geral são bastante longas e seu comprimento é limitado pela quantidade de material inserido na cavidade onde age opistão injetor.

  Em função da natureza da fabricação, as peças extrudadas são semi-acabadas não necessitando assim posteriores usinagens. Existe ainda um sistema chamado híbrido, que é a combinação da extrusão por injeção combinada com operações deforjamento, em geral executada a frio.

  Alguns casos podem exigir extrusões a quente e a frio no mesmo processo. Equipamentos como o Sigmamix que incorpora mistura e extrusão no mesmo conjunto, após a mistura executa-se a extrusão que, no começo do cone de extrusão e conformação, é aquecido e logo em seguida resfriado para que se evite escamas na peça. Estamos falando de massas muito viscosas como pedras sanitárias ou sabão em pedras, esta peça "contínua" deve ter controles rígidos destas temperaturas que, em função de temperatura ambiente, deve ser ajustada regularmente.

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  Os produtos resultantes do processo de extrusão em geral são quadros de janelas e portas, trilhos para portas deslizantes, tubos de várias seções transversais e formas arquitetônicas. Produtos extrudados podem ser cortados nos tamanhos desejados para gerarem peças, como maçanetas, trancas e engrenagens (http://pt.wikipedia.org/wiki/Extrus%C3%A3o).

3.2.2. Injeção

  Moldagem por injeção é um processo de manufatura utilizado para se produzir partes a partir de matérias primas como o termoplásticos  e o termofixos. O processo de injeção de termoplásticos consiste na plastificação (derretimento) de um termoplástico na forma de grãos ou pó por meio de um cilindro de metal aquecido. Dentro deste cilindro encontra-se uma rosca transportadora reciprocante que plastifica o material acumulando ele na sua extremidade. Após esse processo o material é empurrado pela rosca e injetado dentro da cavidade de um molde projetado e confeccionado com as dimensões do produto a ser obtido.  Após um período de resfriamento, a peça é extraída deste molde com suas dimensões desejadas. Este é o processo mais usado atualmente para transformação de termoplásticos devido à sua rapidez, à diversidade de peças que podem ser obtidas e à precisão dimensional. Neste processo fabricam-se desde pequenas utilidades domésticas sem requisitos funcionais elevados, até peças automobilísticas ou aeroespaciais que demandam precisão dimensional e características funcionais elevadíssimas. Também são injetados desde minúsculas peças até parachoques de carros, painéis inteiros de veículos e caixas d'água.(http://pt.wikipedia.org/wiki/Extrus%C3%A3o)