Processo De Fabricação Mecânica

MÓDULO 7 - PLÁSTICOS (1 DE 2)

Produção de Plásticos

1. Introdução

Com a evolução tecnológica no manuseio de resinas naturais e sintéticas, surgiu um produto denominado primariamente como plástico que vem participando há mais de setenta anos da nossa vida cotidiana, notadamente nas duas últimas décadas, com o aperfeiçoamento de modernas técnicas de polimerização.

A palavra plástico vem do Grego "plastikos", que significa moldável. Os plásticos são materiais orgânicos, compostos por elementos tais como: carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N), cloro (Cl) e enxofre (S).

Os plásticos são obtidos a partir do petróleo bruto, do gás natural, ou do carvão. Através do aquecimento de hidrocarbonetos gera-se um processo conhecido como craqueamento Na presença de catalisadores, grandes moléculas são quebradas em menores, gerando monômeros tais como as do etileno (eteno) C2H4, do propileno (propeno) C3H6, do buteno C4H8 e outros hidrocarbonetos. Esses monômeros são então quimicamente colados em cadeias chamadas de polímeros.

Os plásticos são polímeros. O que é um polímero? A definição mais simples de um polímero é alguma coisa formada por algumas unidades. Pense num polímero como uma corrente. Cada elo da corrente é um monômero ou a unidade básica, que normalmente é feita de carbono, hidrogênio, oxigênio, e/ou silício. Para fazer a corrente, vários elos são juntados ou polimerizados. A polimerização pode ser comparada com a ligação de centenas de clipes para papel formando uma corrente ou com um colar de contas.

Polímeros estão presentes na vida do homem desde o início dos tempos. Polímeros naturais incluem coisas como o alcatrão, a goma laca, a casca da tartaruga e os chifres dos animais, bem como a seiva de algumas árvores que produzem âmbar e látex. Esses polímeros foram processados pelo homem, com a ajuda de calor e pressão e transformados em artigos úteis tais como ornamentos e jóias.Polímeros naturais começaram a ser quimicamente modificados a partir de 1800, para produzir vários materiais. Entre os mais famosos podemos citar a borracha vulcanizada e o celulóide.O primeiro polímero sintético produzido foi a Baquelita em 1909, que foi rapidamente seguida pela primeira fibra semi-sintética, o rayon, desenvolvida em 1911.

Embora as pesquisas continuassem, foi apenas durante a 2ª Guerra Mundial que aconteceram mudanças significativas na indústria dos polímeros. Foi a falta de materiais naturais tais como látex, lã e seda que tornaram interessante a procura de substitutos sintéticos. Durante esse período o nylon, o acrílico, o neoprene, o SBR, o polietileno e muitos outros polímeros tomaram o lugar dos materiais similares naturais, usados até então. Trazendo vantagens de preço e, muitas vezes com características superiores esses materiais passaram a ser cada vez mais usados e o crescimento da indústria de polímeros passou a ser exponencial.

A estrutura dos polímeros

Algumas classes comuns de polímeros são compostas de hidrocarbonetos. Esses polímeros são especificamente feitos de pequenas unidades coladas em longas correntes. O carbono forma o esqueleto da molécula e os átomos de hidrogênio são colados ao longo dele. Abaixo está um diagrama do polietileno, a mais simples estrutura de um polímero.

Existem polímeros que contém somente carbono e hidrogênio. Polipropileno, polibutileno, poliestireno e polimetilpenteno são exemplos disso.

Embora a forma básica de muitos polímeros seja carbono e hidrogênio, outros elementos podem ser envolvidos. Oxigênio, cloro, flúor, nitrogênio, silício, fósforo, e enxofre são outros elementos que são encontrados na constituição molecular de polímeros. Cloreto de polivinila (PVC) contém cloro, Nylon contém nitrogênio e oxigênio, Teflon contém flúor, Poliéster e policarbonatos contêm oxigênio e a borracha vulcanizada contém enxofre.Existem também alguns polímeros que, ao invés de ter um esqueleto de carbono, tem um de silício ou de fósforo. Esses são considerados polímeros inorgânicos.

O arranjo molecular dos Polímeros

Pense como o espaguete parece num prato. É similar como os polímeros podem ser arranjados se eles forem amorfos.

Resfriando de forma controlada o processo de polimerização pode resultar numa organização amorfa. Um arranjo amorfo das moléculas não mantém uma ordenação de longo alcance ou forma na qual as cadeias de polímeros costumam se arranjar. Polímeros amorfos são geralmente transparentes. Essa é uma característica importante para várias aplicações, tais como: embalagem de alimentos, janelas plásticas luminárias e lentes de contato.

Obviamente nem todos os polímeros são transparentes. As cadeias poliméricas que dão origem a objetos translúcidos e opacos estão num arranjo cristalino. Por definição um arranjo cristalino tem átomos, íons, ou nesse caso, moléculas em padrões distintos. Geralmente se imagina a estrutura cristalina em metais, no sal e em pedras preciosas, mas não em plásticos. Da mesma forma que o resfriamento pode produzir o arranjo amorfo, o processo pode controlar o grau de cristalização. Quanto maior esse grau, menos luz pode passar através do polímero. Portanto, o grau de transparência do polímero é diretamente afetado pela cristalização.

Novos e melhores materiais vêm sendo produzidos pela manipulação da estrutura molecular que afeta o polímero final. Fabricantes e processadores introduzem vários enchimentos, reforços, e aditivos na base dos polímeros, buscando a obtenção de determinadas características exigidas pelo produto final.

Características dos Polímeros

Polímeros são divididos em dois grupos distintos: termoplásticos e termofixos. A maior parte dos polímeros é formada por termoplásticos, o que significa que uma vez que o polímero seja formado ele pode ser aquecido e reformado várias vezes. Essa propriedade facilita o processamento e permite a reciclagem. O outro grupo, os termofixos, não podem ser refundidos. Uma vez que esses polímeros sejam formados, não poderão mais ser reaquecidos.

Cada polímero possui características distintas, mas a maioria dos polímeros tem os seguintes atributos:

Polímeros podem ser muito resistentes aos produtos químicos. Considere todos os produtos de limpeza que são embalados em plásticos.

Polímeros podem ser isolantes térmicos e elétricos. O uso de materiais plásticos para