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Polímeros

Termoplásticos
by

. .

on 3 November 2014

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Transcript of Polímeros

Indústria de Polímeros
(Termoplásticos)

Sumário
1 INTRODUÇÃO
A palavra polímero é originada do grego, cujo significado é ’’muitas partes’’ (poli: muitas, mero: partes). Esta denominação foi dada às grandes moléculas formadas por unidades químicas simples repetitivas. Assim, um polímero é uma macromolécula composta por muitas unidades de repetição denominadas meros, ligados por ligação covalente.
Os polímeros podem se dividir em três grandes classes: PLÁSTICOS, BORRACHAS E FIBRAS. Os plásticos são materiais sintéticos ou derivados de substâncias naturais, geralmente orgânicas, obtidas, atualmente, em sua maioria, a partir dos derivados de petróleo.

1 INTRODUÇÃO
Os materiais plásticos estão sendo utilizados em grande escala em diversas áreas da indústria, devido suas principais características: baixo custo, peso reduzido, elevada resistência, variação de formas e cores, além de apresentar, muitas vezes, um desempenho superior ao do material antes utilizado.
Os tipos de polímeros mais utilizados atualmente são os polietilenos, polipropilenos, poliestirenos, poliésteres e poliuretanos. A desvantagem está na sensibilidade ao calor. Em compensação, o polímero é passível de remoldagens, por isso, estes plásticos podem ser facilmente reciclados.

2 Classificação dos Polímeros
2.1 Quanto à Origem.
Naturais:
Os polímeros originados da natureza, como
celulose, amido, proteínas do leite, lignina, são classificados como polímeros naturais.

Sintéticos:
Os polímeros sintéticos são obtidos através de reações (polimerizações) de moléculas simples (monômeros) fabricados comercialmente.
Como exemplos destes polímeros temos o
polipropileno, polietileno, poliestireno,
as resinas epóxi, fenólicas e outras

2.2 Quanto à composição
Quando o polímero é formado
por um único tipo de monômero, é chamado de Homopolímero.
Quando é formado por dois
ou mais monômeros, é chamado de Copolímero.

2.3 Quanto ao comportamento
Termofixos (termorrígidos):
Geralmente são líquidos e que após
reação tornam-se infusíveis.
Termoplásticos: Fundem-se e
solidificam várias vezes.

3 Termoplásticos
PET – Poliéster saturado – Embalagens, carpetes, monofilamento etc.
PVC – Policloreto de Viníla – Tubos, Isolação de cabos elétricos, filmes de
revestimento
PE – Polietileno – Filmes para Embalagens, artigos domésticos.
PP – Polipropileno – Filmes para Embalagens, artigos domésticos, indústria
automobilística
PC – Policarbonato – Vidros blindados, Faróis de automóveis, indústria
aeronáutica.
PA – Poliamidas – “Nylon” – Plástico de engenharia – Alta resistência
mecânica e a temperatura.
POM – Poliacetal – “Delrin” – Plástico de engenharia – características
lubrificantes
PTFE – Politetrafluoretileno – “Teflon” – Baixas características mecânicas,
elevada resistência térmica e características lubrificantes.

4 Famílias dos Polímeros

O polietileno é um termoplástico de aspecto ceroso, translúcido, mas transparente sob a forma de filmes. Possui densidade menor que a da água e funde a uma temperatura de 80 a 130ºC. Apresenta boa resistência química, tenacidade e moderada resistência à tração. As maiores aplicações são na forma de filmes e embalagens para as indústrias alimentícias e de limpeza.
Os polietilenos são resistentes à maioria dos produtos químicos, com exceção dos ácidos fortemente oxidantes, halogênios livres e certas cetonas. É um dos termoplásticos mais consumidos, devido às várias vantagens:

• Baixo custo,
• Boa processabilidade,
• Boas propriedades elétricas,
• Resistência química


Polietileno
Entretanto, esse polímero apresenta algumas
desvantagens

• Baixo ponto de amolecimento,
• Baixa resistência à tração,
• Alta permeabilidade a gases,
• Baixa resistência ao risco e a oxidação

Fonte:http://www.alunosonline.com.br/upload/conteudo/images/polietileno-de-alta-densidade.jpg
O polipropileno apresenta baixa resistência ao impacto, principalmente a baixa temperatura. A melhoria desta característica é obtida com um tipo de maior peso molecular, ou como recurso mais utilizado que é a introdução de uma fase elastomérica, através de copolimerização ou por produção de blendas(misturas).

Possui excelente resistência ao stress cracking,característica importante no caso de embalagens de produtos de limpeza

O Polipropileno apresenta baixa permeabilidade a gases em geral, sendo pouquíssimo permeável a vapores d’água, o que o torna especialmente indicado na forma de filmes para embalagens alimentícias.

4.2.1 Polipropileno Copolímero / Homopolímero:
A estrutura molecular desse tipo de copolímero é composta de fases distintas, com polipropileno homopolímero, elastômero etileno propileno e polietileno. Outro tipo de elastômero é o poliisobutileno.
Em suma, encontram-se no mercado tipos de PP
com maior resistência ao impacto, boa tenacidade a baixas temperaturas, com as conseqüências diminuições na resistência à tração, na rigidez e na resistência térmica.
Dependendo da concentração de elastômero, pode-se obter polipropileno de médio e alto impacto, sendo que o polipropileno de alto impacto apresenta boa tenacidade, até a temperatura de -18ºC.

4.2.2 Aplicaçãoes
PP pode ser transformado fibras, filmes, chapas, tubos e cabos. As fibras são de grande importância na fabricação de cordas, pois apresentam :
Baixa densidade
Alta tenacidade
Boa resistência à abrasão
Alta resistência à tração.
Na moldagem por injeção, são produzidos utilidades domésticas, mobiliários, brinquedos e artigos para a indústria automobilística, tais como carcaça de faróis, caixas de bateria, dobradiças, pedais de acelerador etc.
Além das aplicações citadas, o PP é muito empregado em artigos hospitalares, por apresentar baixo peso específico e resistência à esterilização em autoclaves.


4.3 Poliestireno
4.2 Polipropileno (PP)
Principais catacteristicas:
Rígido
Duro
Transparente
Baixo custo
Boa moldabilidade
Baixa absorção de umidade
Boa estabilidade dimensional
Boas propriedades de isolação elétrica
Fácil pigmentação
Boa resistência química.
Muito usado como material para moldagem, por injeção e Vacum formagem, principalmente em descartáveis. As propriedades dos poliestirenos modificados dependem, principalmente, da quantidade de elastômero incorporada.

4.3.1 Poliestireno Expandido - XPS
Os principais processos de obtenção do poliestireno expandido são: Polimerização em massa do estireno, com azodi-isobutironitrila como iniciador. Esse iniciador libera nitrogênio, quando decomposto, então a expansão e a polimerização ocorrem simultaneamente.
Principais processos de obtenção do Poliestireno Expandido
4.3.2 Processo Dow
O poliestireno é misturado com um hidrocarboneto clorado, de baixo ponto de ebulição e extrudado. O solvente volatiliza em meio ao material pastoso, expandindo o mesmo.
4.3.3 Processo Pérola
Esse processo é o mais importante de todos. O estireno é polimerizado em suspensão, o agente de expansão usado é uma fração do petróleo tal como o n-pentano, que pode ser incorporado antes da polimerização ou usado para impregnar as pérolas sob aquecimento e pressão, em uma operação de polimerização, no local da aplicação.

4.4 Polímeros Vinílicos – Policloreto de Vinila (PVC)
Através de uma reação química, o etileno e o cloro combinam-se formando o dicloreto de etileno, que por sua vez é transformado num gás chamado cloreto de vinilo ou"VCM". O passo final é a polimerização, que converte o monómero num polímero de vinil, que é o PVC, ou simplesmente, vinil.
Os átomos de cloro estão arranjados espacial e irregularmente ao longo do esqueleto da cadeia carbônica. Essa estrutura “atática” dá ao PVC um caráter eminentemente amorfo.
• Polimerização em emulsão;
• Polimerização em suspensão;
• Polimerização em massa;
• Polimerização em solução.

4.4.1 Aplicações
O PVC é um polímero extremamente versátil, flexível e tem aplicações bastante diversas.
construção civil em tubulações
revestimentos e esquadrias,
embalagens comesmeticas, detergente, óleos etc..
isolamento elétrico no revestimento de cabos
filmes para substituir couro em mangueiras
filmes para embalagens de alimentos como substituto aos elastômeros vulcanizados, porém com menor resistência mecânica e térmica.
O PVC rígido tem grande utilização na industria quimica devido à sua elevada resistência a produtos corrosivos

4.5 Acrílicos: Poli metil metacrilato (PMMA)
4.5.1 Poli metil metacrilato (PMMA) - Vantagens
É mais estável no envelhecimento e a amarelamento, absorve menos umidade, é resistente à hidrólise alcalina.

O PMMA não apresenta boa resistência a abrasão, porém sua resistência é suficiente para uso em letreiros luminosos, lanternas de automóveis e outras aplicações semelhantes.

fonte http://www.takamineacessorios.com.br/produto/kits-promocionais/kit-gol-91-94-farois-esportivos-lanternas-dianteiras-e-traseiras-tuning-rcd-2392.mstp
4.6 Acrilonitrila butadieno estireno – (ABS)
O ABS é um copolímero obtido através da polimerização da acrilonitrila e do estireno na presença do polibutadieno. As proporções desta composição podem variar de:

• 15% a 35% de acrilonitrila;
• 40% a 60% de estireno;
• 5% a 30% de butadieno.

O ABS é mais forte que o poliestireno cristal e o estireno confere-lhe uma superfície brilhante e impenetrável. O butadieno é um elastômero que lhe confere flexibilidade, principalmente em baixas temperaturas.


4.6.1 Aplicações
Usado em capacetes de segurança, fabrico das réplicas de armas do airsoft, um jogo guerra semelhante ao paintball , e também em muitos brinquedos, os legos são um bom exemplo.
Fonte:http://lego.gizmodo.com/official-photos-the-lego-simpsons-house-is-the-best-le-1497343921
4.7 Poliacrilonitrila (PAN)
Poliacrilonitrila (PAN) é um polímero de adição, ou seja, é formado por adições sucessivas de monômeros iguais, que no seu caso é a acrilonitrila, molécula também denominada de cianeto de vinila, cianeto de etelina ou de propenonitrila.
O polímero de poliacrilonitrila
além de ser a principal matéria
prima para fibras precursoras
de fibras de carbono,
também possui algumas
características como: 
Resistência à luz actínia

É o polímero mais resistente entre todos à degradação pela luz solar, principalmente
pelos raios ultravioleta, que faz com que
polímeros como o PP e PE expostos ao
sol se tornem frágeis, quebradiços
e descoloridos. 
Anti-chama

Apresenta baixa combustibilidade, uma vez que ao entrar em
contato com a chama,
queima produzindo um
produto rico em carbono que
impede a propagação do fogo. 
Miscibilidade

É bastante miscível com polímeros polares como o PVC e cloreto de polivinilideno (PVDC) para produção de blendas poliméricas, mas é imiscível com polímeros apolares como o PP, PE e Poliestireno (PS). 
4.8 Poliamidas – (PA)
4.8.1 Poliamida 6.6

É utilizada quando é exigida a alta resistência mecânica, grande rigidez e boa estabilidade sob o calor. É usado para gaiolas de rolamento, como isolantes elétricos, e muitas outras peças técnicas. É também utilizada como fibra em tapetes e forrações, tecidos técnicos, cordonéis para pneus, correias transportadoras e mangueiras.
4.8.2 Poliamidas 6

É obtida pela polimerização, após a quebra do anel de caprolactana, com aquecimento e atmosfera de nitrogênio. A Poliamida 6 é utilizada em peças técnicas, na indústria automotiva, principalmente em peças que trabalham sob o capô do motor. É utilizado também como fio de cerdas de escovas de dentes, suturas cirúrgicas e cordas para instrumentos. Outra aplicação importante é na fabricação de cordas, filamentos e redes para a indústria da pesca. Outra aplicação é como reforço de solados de calçados

fonte http://zubizub.com/proizvoditeli-random/edelwhite/zubnye-shchetki-edel/zubnaya-shchetka-edelwhiter-akupressurnaya-myagkaya.html
Fonte: http://portuguese.alibaba.com/product-gs/polyamide-hose-pa11-tube-nylon-reinforced-hose-552532708.html
4.8.3 Poliamidas 6.10

É produzida a partir da reação do Ácido Sebácico –extraído a partir da extração alcalina do óleo de mamona - com Hexametilenodiamina.
 

4.8.4 Poliamida 11

É um bioplástico produzido a partir do óleo de mamona, sendo o ácido ricinoleico – 18 carbonos - seu maior constituinte (cerca de 90%). Ele é usado em aplicações de alto desempenho, tais como linhas de combustível automotivo, tubulação de freio, revestimento anticupim de cabos elétricos, tubos flexíveis para gás e umbilicais, calçados esportivos, componentes de dispositivos eletrônicos e cateteres. Tanto a Poliamida 6.10 como a Poliamida 11 são classificados como polímeros bioplásticos, porém não são biodegradáveis.

4.8.5 Poliamida 12

É um polímero semi-cristalino, com características muito semelhantes a Poliamida 11, porém ligeiramente superiores. De todas as poliamidas é a que tem a mais baixa absorção de água. As aplicações incluem componentes de engenharia de precisão e componentes que necessitam de baixa resistência a temperatura.


4.9 Polietilenotereftalato (PET)
O Polietilenotereftalato é formado pela reação entre o ácido tereftálico e o etileno glicol. Sua primeira aplicação foi como fibra têxtil (Tergal), revolucionaria na época, pois não amassava. As garrafas produzidas com este polímero só começaram a ser fabricadas nos Estados Unidos e Canadá na década de 70, quase trinta anos após a sua descoberta, e depois de uma cuidadosa revisão dos aspectos de segurança e meio ambiente.

Fonte: http://www.plastico.com.br/plastico/plastico/pp-x-pet-polipropileno-persegue-maior-transparencia-e-brilho-atinge-novos-segmentos-e-penetra-mais-no-mercado-do-pet/
4.10 Polibuileno Tereftalato –(PBT)
É um polímero semicristalino e classificado como plástico de
engenharia em razão das suas qualidades. O PBT é produzido através de policondensação doácido tereftálico, ou dimetil tereftalato com 1,4-butanediol. As principais aplicações do BT são em componentes elétricos e eletrônicos:
• Disjuntores
• Interruptores
• Componentes de sistemas de ignição
• Componentes de sistemas elétricos
• Sensores

Suas principais qualidades:
Elevada resistência;
Elevada temperatura de serviço em contínuo (até 150 °C);
Muito boa resistência à fluência inclusive a temperaturas elevadas;
Elevada rigidez e dureza;
Boa resistência ao atrito e abrasão;
Elevada estabilidade dimensional;
Boa resistência às intempéries;
Ausência de fratura por tensão ambiental.

4.11 Polibuileno Tereftalato –(PBT)
4.12 Polímeros de alta temperatura
PEEK – Poliéter cetona
PEI – Poliéter imida
PES – Poliéter sulfona
PI – Polimetacrilamida
PPO – Polioxifenileno
PPS – Polifenileno sulfona
PSO – Polisulfona

4.12 Polímeros de alta temperatura
Celulósicos:
CA – Acetato de celulose
CAB – Aceto Butirado de celulose
CAP – Aceto Propionato de celulose
CN – Nitrato de celulose
CP – Propionato de celulose
CTA – Triacetato de celulose

4.14 Experimento
4
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7
8
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6
6
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21
21
21
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22
22
22
22
1 Intodução.....................................................................................................4
2 Classificação dos Pólimeros..........................................................................6
2.1 Quanto a origem........................................................................................6
2.2 Quanto a composição.................................................................................6
2.3 Quanto ao comportamento.........................................................................6
3 Termoplásticos..............................................................................................7
4 Família dos polímeros..................................................................................8
4.1 Polietileno.................................................................................................9
4.2 Polipropileno (PP).....................................................................................10
4.2.1 Polipropileno Copolímero / Homopolímero............................................11
4.2.2 Aplicaçãoes ..........................................................................................12
4.3 Poliestireno ............................................................................................13
4.3.1 Poliestireno Expandido – XPS ...............................................................14
4.3.2 Processo Dow .......................................................................................14
4.3.3 Processo Pérola ....................................................................................14
4.4 Polímeros Vinílicos – Policloreto de Vinila (PVC) ......................................15
4.4.1 Aplicações ...........................................................................................16
4.5 Acrílicos: Poli metil metacrilato (PMMA) ...................................................17
4.5.1 Poli metil metacrilato (PMMA) – Vantagens ...........................................18
4.6 Acrilonitrila butadieno estireno – (ABS) ...................................................19

4.6.1 Aplicações ..........................................................................................20
4.7 Poliacrilonitrila (PAN) .............................................................................21
4.8 Poliamidas – (PA) ...................................................................................22
4.8.1 Poliamida 6.6 ......................................................................................22
4.8.2 Poliamida 6 .........................................................................................22
4.8.3 Poliamidas 6.10 ...................................................................................22
4.8.4 Poliamidas 11 ......................................................................................22
4.8.5 Poliamidas 12 ......................................................................................22
4.9 Polietilenotereftalato (PET) ....................................................................23
4. 10 Polibuileno Tereftalato –(PBT) .............................................................24
4.11 Polibuileno Tereftalato –(PBT) ..............................................................25
4.12 Polímeros de alta temperatura .............................................................26
4.13 Experimento ........................................................................................28
4.13.1 Objetivo ............................................................................................28
4.13.2 materiis e método .............................................................................29
4.13.3 procedimento ....................................................................................30
4.13.4 Resultado e discusão .........................................................................31
4.13.5 Video..................................................................................................32
4.13.6 Conclusão..........................................................................................33
4.14 Referencias...........................................................................................34


4.13.1 Objetivo

Neste procedimento temos como objetivo o estudo das reações para a produção de polímeros, mais especificamente os polímeros de condensação. Tais polímeros são macromoléculas formadas pela condensação de moléculas polifuncionais com a eliminação de moléculas pequenas como subproduto

Materiais

Becker 250 ml
Becker 100 ml
Bastão
Proveta
Pinça
Luvas
Balança

Reagentes

Hexametilenodiamina 0,5 M
NaOH M
Ciclohexano
cloreto de Adipoílo 0,25 M

4.13.2 Materiais e Métodos
4.13.3 Procedimento
Preparar previamente as seguintes soluções de acordo com o procedimento:

Solução A : Solução básica de hexametilenodiamina 0,5 M. Pesar 5,81 de hexametilenodiamina num Becker de 250 ml e diluir até 100 ml uma solução 0,5 M de NaOH

Solução B: Solução de cloreto de Adipoílo 0,25 M. Pesar 4,58 g de cloreto de adipoído num Becker de 250 ml e diluir em 100 ml com Ciclohexano

Preparação do nylon
- Deitar 5 ml ( medindo em uma proveta ) de solução A nun Becker de 25 ml
- Medir 5 ml de solução B numa proveta
- Lentamente adicionar a solução B à solução A fazendo escorrer pela parede interna do becker.
-Não mexer nem misturar
- Forma-se um filme na interface das duas soluções, cuidadosamente, puxar com a pinça o filme de dentro do becker e ir enrolando no bastão, com cuidado.
- Continuar a puxar até as soluções se esgotem.

4.13.4 Resultados e Discussão
Ao fim do experimento, a solução preparada resulta em duas fases. Foi possível observar o ponto de contato entre as duas fases.
O náilon 6,6 é um polímero de condensação, ou seja, originário da reação de um diácido com uma diamina, onde ocorre a eliminação de moléculas de baixa massa molecular, como água e amônia. A polimerização industrial do náilon 6,6 inicia-se
com a formação do hexametileno adipamida através da reação do ácido adípico com o hexametileno adiamina. Este produto, denominado sal de náilon, permite a equimolaridade e, consequentemente, evita a heterogeneidade no tamanho das cadeias do polímero. A seguir o sal de náilon, insolúvel em meio aquoso, é removido da solução, para a secagem. Tanto na formação do sal do náilon como na polimerização ocorre a formação e liberação de uma molécula de água, que deverá ser continuamente removida durante a polimerização para que ocorra um elevado índice de conversão
Concluímos no presente relatório que os objetivos deste experimento foram totalmente alcançados, foi conseguido retirar o nylon sem que ocorresse quebra, a medida que vai se retirando o nylon, ele sai naturalmente em forma de fio. A reação continua quando os reagentes voltam a entrar em contato, permitindo com que metros e metros de fio de nylon sejam puxados até que o reagente acabe.
4.13.6 Conclução
ASTE, Equipe,.. Plásticos conceitos e tipos
Disponível em :<http://www.astaquimica.com.br/pigmentocor/?p=204>
Acesso em: 11/09/2014

ALVES, Líria,.. Polímeros termoplásticos e termofixos
Disponível em: <http://www.brasilescola.com/quimica/polimeros-termoplasticos-termofixos.htm>
Acesso em: 12/09/2014

MORASSI, O., José,.. Polímeros termoplásticos, termofixos e elastômeros
Disponível em: <http://www.crq4.org.br/sms/files/file/apostila_pol%C3%ADmeros_0910082013_site.pdf>
Acesso em: 12/09/2014

Correlações entre estrutura e propriedades
Disponível em: <http://www.poliuretanos.com.br/Cap1/17Correlacoes.htm >.
Acesso em : 16/09/2014

Polimetilmetacrilato PMMA
<http://www.esteticas.com.br/polimetilmetacrilato.htm >
Acesso em: 20/10/2014

Síntese do Naylon
Disponivel em: <
Acesso em: 8/10/2014
4.14 Referencias
Indústria de Polímeros (Termoplásticos)

Disciplina: Processos Tecnológicos Regionais

Prof°: Ademir Zimmermann

Nomes: Caroline B. Francisco
Larissa Rodriguês

Faculdade Educacional de Araucária - Facear
4.1 Polietileno (PE):
30
31
32
33
34
É um material termoplástico rígido e incolor; também pode ser considerado um dos polímeros(plásticos) mais modernos e com maior qualidade do mercado, por sua facilidade de adquirir formas, por sua leveza e alta resistência. É também chamado vidro acrílico. Pode ser facilmente polimerizado pelas técnicas de polimerização em massa, solução, suspensão e emulsão.
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