Polímero
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Introdução aos materiais poliméricos Profa. Dra. Daniela Becker Sumário Conceitos Propriedades Principais Polímeros Processamento Conceitos Conceitos Monômero (gás / líquido) Polímero (sólido) temperatura pressão ativadores catalisadores MONÔMERO = molécula pequena MERO = unidade (estrutura química) de repetição da molécula OLIGÔMERO = molécula com poucos meros POLÍMERO = macromolécula com muitos meros Mero x Monômero x Polímero n CH2 = CH2 -( CH2 – CH2)n– Reação de Polimerização CH2 = CH2 - CH2 – CH2 – -( CH2 – CH2)n – Monômero Mero Polímero Principais Conceitos Polímero (IUPAC – International Union of Pure and Applied Chemistry): substância caracterizada por uma repetição múltipla de um ou mais espécies de átomos ou grupo de átomos unidos uns aos outros de maneira que mudanças na massa molar por acréscimo ou remoção de unidades monoméricas não altera as propriedades gerais Como é obtido um polímero ? Cadeia Petroquímica Do petróleo ao grão 1ª GERAÇÃO GLP Eteno Propeno Gasolina Nafta Buteno Óleo Diesel Óleo combustível Butadieno Resíduo Benzeno Petróleo Refinamento 3ª GERAÇÃO Tolueno e Xileno Craqueamento INJEÇÃO SOPRO EXTRUSÃO 2ª GERAÇÃO PP PE PS Transformação Polimerização Cadeia Petroquímica Do petróleo ao grão 1ª GERAÇÃO GLP Eteno Propeno Gasolina Nafta Buteno Óleo Diesel Óleo combustível Butadieno Resíduo Benzeno Petróleo Refinamento 3ª GERAÇÃO Tolueno e Xileno Craqueamento INJEÇÃO SOPRO EXTRUSÃO 2ª GERAÇÃO PP PE PS Transformação Polimerização Cadeia Petroquímica Do petróleo ao grão 1ª GERAÇÃO GLP Eteno Propeno Gasolina Nafta Buteno Óleo Diesel Óleo combustível Butadieno Resíduo Benzeno Petróleo Refinamento 3ª GERAÇÃO Tolueno e Xileno Craqueamento INJEÇÃO SOPRO EXTRUSÃO 2ª GERAÇÃO PP PE PS Transformação Polimerização Cadeia Petroquímica Do petróleo ao grão 1ª GERAÇÃO GLP Eteno Propeno Gasolina Nafta Buteno Óleo Diesel Óleo combustível Butadieno Resíduo Benzeno Petróleo Refinamento 3ª GERAÇÃO Tolueno e Xileno Craqueamento INJEÇÃO SOPRO EXTRUSÃO 2ª GERAÇÃO PP PE PS Transformação Polimerização Cadeia Petroquímica Refinaria: Petróleo Î Nafta Petroquímica 1ª geração: Nafta Î Monômero Petroquímica 2ª geração: Monômero Î Polímero Petroquímica 3ª geração: Polímero Î Produto Principais Conceitos Termoplásticos Capacidade de amolecer e fluir quando sujeito a um aumento de temperatura e pressão. Transformação FÍSICA. Estes polímeros são solúveis, fusíveis e recicláveis. Termofixos Termorrígido ou termoestável: plástico que com o aquecimento amolece uma vez, sofre o processo de cura (transformação QUÍMICA), tornando-se rígido. Este polímero é infusível e insolúvel. Principais Conceitos Polímeros lineares Polímeros ramificados Polímeros com ligações cruzadas Principais conceitos Homopolímero – apenas um tipo de mero Copolímero – presença de dois ou mais meros Tipos de Copolímeros TIPOS DE COPOLÍMEROS (FORMA ESTRUTURAL) ~M1M1M1M2M2M1M2M1M2M2M2M2M1M2M1M1~ (ALEATÓ (ALEATÓRIO) ~M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2~ (ALTERNADO – quantidades equimolares dos monômeros) ~M1M1M1M1M1M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1~ (BLOCO – estrutura linear com sequências longas ininterruptas) ~M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1M1~ M 2M 2M 2M 2M 2M 2M 2M 2M 2~ (GRAFITIZADO ou ENXERTADO – copolí copolímero ramificado) Exemplos de copolímeros ABS (terpolímero de acrilonitrila, butadieno estireno) – muito utilizado na indústria automobilística (peças sujeitas a grandes esforços mecânicos) SAN (copolímero de estireno acrilonitrila) – peças de alta transparência e que pode entrar em contato com alimentos (copos de liquidificadores, partes internas de refrigerador) Principais Conceitos Blenda polimérica ou mistura mecânica Mistura física de polímeros, sem ocorrer reação química intencional. A interação que ocorre entre os polímeros é normalmente secundária 1μm Exemplos de blendas Noryl – PPO/PS Indústria automobilística – painéis de instrumentos, nos consoles, nos alojamentos para alto-falantes e grade do ventilador PA/ABS Em veículos – console central, botões de comando de ventilação, espelhos retrovisores externos, pára-choques de carro Gabinetes de computador, telefones celulares Principais Conceitos Composto: Mistura de polímeros com aditivos. Plásticos reforçados ou compósito: Matriz polimérica com uma carga reforçante dispersa. Ex.: Fibra de vidro, carbonato de cálcio, fibras de carbono, nanofibras de carbono... Exemplos de aditivos Principais tipos de aditivos para termoplásticos Estabilizantes, estrutura química e modo de ação: antioxidantes, estabilizantes térmicos, desativadores de metais, fotoestabilizantes e preservativos. plastificantes, lubrificantes, agentes antiestáticos, retardantes de chama, pigmentos e corantes, agentes de expansão, nucleantes e espumantes, modificadores de impacto. Cargas Principais tipos de cargas: Cargas de enchimento: apenas reduzem o custo do produto. Cargas de reforço: alteram as propriedades mecânicas do produto. Cargas funcionais: alteram propriedades específicas do produto, como condutividade elétrica ou condutividade térmica. Nomenclatura Monômeros de origem Estrutura química do mero Estrutura química da cadeia principal (grupo funcional) Nomes comerciais/Marcas registradas IUPAC (International Union of Applied Chemistry) Propriedades MASSA MOLAR (MM) Indica a massa de um mol de uma dada substância. A unidade é g/mol. A MM de um polímero é definido na síntese As propriedades do polímero depende: estrutura, interação das cadeias poliméricas e Massa Molar Massa Molar (MM) 9 9 Soma da massa atômica dos átomos da molécula: Água H2O Æ 18 u.m.a ou g/mol Hexano C6H14 Æ 86 g/mol Etileno C2H4 Æ 28 g/mol Polietileno (C2H4)n Æn*28 g/mol Os polímeros não são homogêneos; contém mistura de moléculas, de massas variados. Consequências: Pesos moleculares médios Distribuição de massa molares - polidispersão 9 Grau de Polimerização (GP): • Número de vezes que o mero se repete na cadeia polimérica • Quanto maior o GP de um polímero, maior sua massa molar. MASSA MOLAR (M) Propriedades Polímero: MM > 10.000 Oligômero Polímero Massa Molar Massa Molar Polímero = 1 macromolécula com unidades químicas repetidas ou Material composto por inúmeras macromoléculas poliméricas Moléculas de polímeros com massas molares diferentes Fonte: Andrei Cavalheiro Distribuição de massa molar 9 Uma amostra de material polimérico apresenta: 9 9 Massa molar médio Curva de distribuição de massa molar Massa molar média aritmética Massa molar média ponderal Distribuição da massa molar Exemplo de distribuição de massa molar de polímeros: 9 % moléculas da amostra distribuição de peso molecular Mn 14,00 Mv 12,00 Mw 10,00 Mz 8,00 polímero A 6,00 4,00 2,00 0,00 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 peso molecular Mn < Mv < Mw < Mz Distribuição da massa molar Exemplo de distribuição de massa molar de polímeros: distribuição de peso molecular 14,00 % moléculas da amostra 9 12,00 10,00 8,00 polímero B polímero A 6,00 4,00 2,00 0,00 0 5000 10000 15000 20000 peso molecular 25000 30000 Polidispersão ou polidispersividade: P = Mw/Mn valor sempre maior do que 1 Polidispersão Mw/Mn Polímeros de condensação Polímeros de adição Polímeros ramificados 2 2a5 10 a 50 Propriedades Estruturais Propriedades estruturais Polímeros podem ser: Amorfos as moléculas estão orientadas aleatóriamente e estão entrelaçadas lembram um prato de spaghetti cozido. Os polímeros amorfos são, geralmente, transparentes. Cristalinos as moléculas exibem um empacotamento regular, ordenado, em determinadas regiões. Como pode ser esperado, este comportamento é mais comum em polímeros lineares, devido a sua estrutura regular. Devido às fortes interações intermoleculares, os polímeros semicristalinos são mais duros e resistentes; como as regiões cristalinas espalham a luz, estes polímeros são mais opacos. O surgimento de regiões cristalinas pode, ainda, ser induzido por um "esticamento" das fibras, no sentido de alinhar as moléculas Cristalinidade em polímeros: esferulitas Direção de crescimento da esferulita Lamelas cristalinas Material amorfo Molécula de ligação Ponto de nucleação Propriedades Térmicas Temperatura de transição vítrea É o valor médio da faixa de temperatura que durante o aquecimento de um polímero que permite que as cadeias poliméricas de fase amorfa adquiram mobilidade (conformação). Abaixo de Tg o polímero não tem energia interna suficiente para permitir o deslocamento de uma cadeia com relação a outra (estado vítreo). Duro Rígido Quebradiço, como vidro (glass) Na temperatura de transição vítrea ocorre uma transição termodinâmica de segunda ordem (variáveis secundarias). Algumas propriedades mudam com Tg Modulo de elasticidade Coeficiente de expansão Índice de refração Calor específico, etc. A temperatura de transição vítrea depende da flexibilidade das cadeias e da possibilidade de sofrerem rotação. Se T>Tg - alta mobilidade das cadeias Se T<Tg - baixa mobilidade das cadeias A flexibilidade das cadeias diminui pela introdução de grupos atômicos grandes ou quando há formação de ligações cruzadas aumenta Tg Temperatura de fusão É o valor médio da faixa de temperatura em que durante o aquecimento, desaparecem as regiões cristalinas. Neste ponto a energia do sistema é suficiente para vencer as forças intermoleculares secundárias entre as cadeias de fase cristalina, mudando do estado borrachoso para estado viscoso (fluido). Este fenômeno só ocorre na fase cristalina, portanto só tem sentido de ser aplicada em polímeros semicristalinos. É uma mudança termodinâmica de primeira ordem. Experimentalmente determinam-se essas duas temperaturas de transição, acompanhando-se a variação do volume específico (mede o volume total ocupado pelas cadeias poliméricas). Esse aumento é esperado que seja linear com a temperatura, a não ser que ocorra alguma modificação na mobilidade do sistema, o que implicaria um mecanismo diferente. 100% AMORFO SEMI-CRISTALINO Estado Degradado - Td Estado Degradado - Td Regime Viscoso ---------Regime Borrachoso - Tg Regime Vítreo Regime Viscoso - Tm Regime Borrachso - Tc Regime Borrachoso/Cristalino - Tg Regime Vítreo Os polímeros 100% amorfos não possuem temperatura de fusão cristalina, apresentando apenas a temperatura de transição vítrea (Tg). Se Tuso <Tg - o polímero é rígido Se Tuso > Tg - o polímero é “borrachoso” Se Tuso >> Tg - a viscosidade do polímero diminui progressivamente, até que seja atingida a temperatura de degradação Para os plásticos: Tg > Tamb Para os elastômeros: Tg < Tamb Principais Termoplásticos PIRÂMIDE DE CLASSIFICAÇÃO DOS TERMOPLÁSTICOS Materiais olefínicos Materiais plásticos olefínicos (poliolefinas) são compostos por monômeros de olefinas, que são hidrocarbonetos de cadeia aberta com pelo menos uma dupla ligação. Os exemplos mais comuns são os polietilenos (PEAD e PEBD) e o polipropileno (PP). As poliolefinas representam 70% do total de polímeros sintéticos produzidos. Polipropileno (PP) Análise Estrutural e Propriedades Cristalinidade = 60 a 70%; Material translúcido, porém maior transparência que PEAD; Mobilidade molecular inferior ao PEAD Ö Tg = -18 a 12ºC; Tm = 165 a 175ºC; Resistência limitada ao calor (temperatura de trabalho +/- 115ºC); Densidade = +/- 0,90 g/cm3; Contração na moldagem de 1 a 2%, porém menor quando comparado ao PEAD; Baixa absorção de água (em função de não possuírem pontes de hidrogênio); Boa resistência ao impacto (porém menor que a dos polietilenos); Boa resistência química. Aplicação Pára-choques, revestimentos, peças técnicas para o setor automobilístico; Partes de ferros elétricos, lavadoras, cafeteiras, aspiradores de pó; Móveis de jardim; Garrafas de água mineral; Potes de margarina; Potes para freezer e microondas; Descartáveis (copos, seringas, etc.) Polietileno PEAD n CH2 = CH2 PEBD → ... – CH2 – CH2 – ... n Análise Estrutural e Propriedades - PEAD Alta cristalinidade (entre 75 e 95%); Aparência: branco, opaco; Densidade entre 0,94 e 0,98 g/cm3; Temperatura de fusão (Tm) varia de 130 a 135ºC; Temperatura de transição vítrea (Tg) igual a –120ºC; Contração durante o processo de transformação entre 2 a 4%; Absorção de água praticamente nula; Excelente resistência química; Boa resistência ao impacto; Baixa resistência à tração. Aplicação Sopro = garrafas e frascos; Filmes = sacolas de supermercados; Injeção = brinquedos, engradados de cerveja, etc; Extrusão = tubos, conduítes, perfis, etc; Rotomoldagem = bolas e tanques de combustível. Análise Estrutural e Propriedades - PEBD Densidade entre 0,89 e 0,94 g/cm3; Tm = 109 a 120ºC; Tg = –120ºC; Cristalinidade entre 55 e 75%; Aparência: translúcido (mais transparente que PEAD); Contração durante o processo de transformação entre 1,5 a 3%. Absorção de água praticamente nula; Em relação ao PEAD: - menor resistência química; - menor resistência térmica; - menor densidade; - maior resistência ao impacto; - maior permeabilidade Aplicação Sopro = garrafas, frascos de soro, utilidades domésticas, brinquedos; Injeção = tampas em geral, peças industriais e utilidades domésticas; Extrusão = revestimento de tubos, fios e cabos; Filmes = bobinas ou sacos nas embalagens de produtos sólidos (alimentos, rações, produtos químicos), lonas, sacos de lixo e produtos diversos. Poliestireno (PS) Análise Estrutural e Propriedades Polímero 100% amorfo; Excelentes propriedades óticas (transparência e brilho); Densidade = +/- 1,05 g/cm3; Tg = 70 a 100ºC; Alta rigidez; Boa estabilidade dimensional (em função da baixa absorção de umidade); Facilidade de processamento; Baixo coeficiente de contração na moldagem; Permeabilidade a gases; Baixa resistência térmica; Baixa resistência química, principalmente cetonas e aromáticos; Baixa resistência a intempéries, principalmente raios UV; Baixa resistência ao impacto. Algumas aplicações Peças e partes de eletrodomésticos; Recipientes e embalagens para alimentos e cosméticos; Caixas de fita cassete, CD e DVD; Materiais escolares (réguas e canetas) e brinquedos; Box para banheiro; Caixas de ovos para refrigeradores. Materiais clorados e aditivos Materiais plásticos clorados são aqueles que possuem um ou mais átomos de cloro por cada unidade repetitiva, além de carbono e hidrogênio. Dentre os materiais clorados, o mais conhecido e utilizado é o PVC. Poli(cloreto de vinila) (PVC) Importante PVC Resina: não consegue ser utilizado, ser processado, em função da baixíssima resistência térmica. PVC Composto: é a mistura de PVC resina com uma série de aditivos. Aditivos: são materiais adicionados como componentes auxiliares dos plásticos e/ou borrachas; a inclusão de aditivos na formulação ou composições de plásticos ou borrachas visa uma ou mais aplicações específicas, por exemplo, abaixar o custo, modificar e/ou melhorar diversas propriedades, facilitar o processamento, colorir, etc. Aditivos Estabilizantes, estrutura química e modo de ação: antioxidantes, estabilizantes térmicos, desativadores de metais, fotoestabilizantes e preservativos. plastificantes, lubrificantes, Auxiliares de processamento, agentes de expansão, nucleantes e espumantes, modificadores de impacto Cargas e reforços Poli(metil metacrilato)PMMA O PMMA (Poli Metil Metacrilato ), conhecido como acrílico, é um plástico de engenharia, cujas principais características são suas propriedades ópticas, transparência, e resistência às intempéries, dureza e brilho. Estrutura Propriedades Excelentes propriedades óticas Alta resistência às intempéries Boa resistência a abrasão Estabilidade dimensional Baixa contração Alto brilho Boas propriedades térmicas Facilidade de pigmentação Facilidade de gravação Boa moldabilidade Aplicação Automotivo Lanternas traseiras- Homologado inclusive nos EUA· Pisca-Piscas, Painéis de instrumentos, Emblemas, Botões; Eletro-Eletrônicas Displays, Teclados e Botoeiras em geral, Telas e Filtros para Lap-Tops, Gabinetes transparentes para computadores e acessórios, Luminárias, Lentes e Prismas em geral; Eletrodomésticos Visores, Painéis, Botões; Utensílios Domésticos Copos, Jarras, Bandejas, Talheres, Acessórios para mesa; Utensílios Sanitários Banheiras e Boxes, Saboneteiras, Porta algodão, papel, escovas , etc; Utilidades Copos· Canecas· Artigos Decorativos· Gabinetes· Banheiras· Utensílios sanitários Diversos Lentes para óculos· Visores e painéis para eletro-eletrônicos· Brindes· Verniz· Chapas / Divisórias Construção Civil Toldos, Fachadas, Coberturas, Janelas, Divisórias, Tijolos transparentes; Aviação Painéis de instrumentos. Policarbonato Propriedades gerais Elevada resistência ao impacto; Excelente estabilidade dimensional; Baixa absorção de umidade (absorção de água = 0,15%); Boas características de isolação; Boa faixa de temperatura de trabalho: -40ºC a 120ºC; Boa resistência aos raios UV (lentes fazem a filtragem de até 98% dos raios UV); Boa resistência à chamas; Regular resistência a produtos químicos; Fácil usinabilidade (pode ser furado, serrado, fresado e torneado); Aceita colagem; Atóxico. Aplicações gerais Conectores; Interfaces; Blocos terminais; Carcaças de máquinas; Módulos de armazenamento; Carcaças para ferramentas elétricas; Rotores para aspiradores; Grelhas de ventiladores; Grelhas para condicionadores de ar; Mamadeiras de bebê; Painéis de instrumentos de veículos; Lentes faróis de automóveis; Lentes para óculos e lentes de contato; Capacetes de proteção; Partes de sistema de microondas; Difusores de luz para uso interno e externo; Lentes de semáforos; Óculos de segurança; Materiais para portas e janelas; Escudos a prova de balas; Filmes para fotografia; Réguas, transferidores e esquadros; Filmes; CDs; Chapas transparentes para estruturas externas; Telhas; Componentes de aviões (janelas); Hélices para barcos; Substituição de vidros em janelas. ABS - Estrutura -CH2-CH C N estireno acrilonitrila Butadieno Propriedades As propriedades são conseqüência dos monômeros Acrilonitrila – resistência térmica e química Estireno – Brilho, moldabilidade e rigidez Butadieno – resistência ao impacto e alongamento Boa resistência ao impacto e á tração, dureza e módulo de elasticidade de -40ºC até +150ºC Densidade – 1,01 a 1,05g/cm3 Alto brilho Estabilidade dimensional Resistência química Baixa resistência a interpéries Aplicações Indústria automobilística e de eletrodomésticos em peças sujeitos a grandes esforços mecânicos Tubos de ABS são empregados no transporte de fluídos a altas pressões Gabinetes de televisão, rádios computadores Equipamentos esportivos Poliamidas A ligação amida (–NH–CO–) define esta classe, subdividindo-se em produtos naturais (proteínas, sela e lã) e sintéticos. Exemplos destes últimos são os Nylons (6, 6.6, 6.10, 6.11, 6.12) considerados termoplásticos de engenharia, mas também muito utilizados na forma de fibras. Estrutura Poliamidas de 1 número: Poliamidas de 2 números: Análise estrutural e propriedades A presença de grupos laterais amida leva ao aparecimento de fortes forças de atração entre as moléculas das cadeias poliméricas (pontes de hidrogênio), resultando daí um elevado ponto de amolecimento para o polímero. As pontes de hidrogênio também tendem a tornar as cadeias paralelas umas as outras, especialmente após um estiramento. Isso leva a um conseqüente aumento de cristalinidade. Além de aumentar a temperatura de fusão das poliamidas e a cristalinidade, as pontes de hidrogênio também tornam esse termoplástico higroscópico (absorvedor de água), pois a molécula de água consegue colocar-se entre as pontes de hidrogênio, fazendo parte da estrutura do polímero: Quanto mais longa a parte hidrocarbonada ( CH2- ) da cadeia, menor a atração entre as cadeias vizinhas e, portanto, mais baixo será o ponto de fusão da poliamida correspondente, pois realmente as pontes de hidrogênio estarão “diluídas” ao longo da cadeia, mais longos também levam a uma redução na absorção de água e, por esta razão, o nylon 6.10 é muitas vezes preferido para a manufatura de escovas de dente. Tipo Propriedades Físicas e Térmicas Unidade Densidade PA 6.6 PA 6.10 PA 6.12 PA 6 PA 11 g/cm3 1,13 1,15 1,07 1,09 1,08 1,12 1,16 1,04 1,05 Absorção de água % 1,5 0,4 0,25 1,6 0,4 Temperatura de fusão (Tm) ºC 260 280 220 212 215 225 185 187 Temp. Trans. Vítrea (Tg) ºC 75 - - 50 - Contração no molde % 1,5 1,8 1,2 1,8 - 0,5 – 1,5 - Nota: PA 4.6 – Tg = 80ºC e Tm = 290ºC Tipo Unidade PA 6.6 PA 6.10 PA 6.12 PA 6 PA 11 Kgf / cm2 630 840 600 570 800 550 % 60 300 85 300 - 130 300 Escala R 108 120 111 80 - - Propriedades Mecânicas Resistência à tração Alongamento Dureza Rockwell Influência da umidade nas propriedades mecânicas da PA 6.6 Propriedade 0,2 % água Resistência à tração (MPa) 80 Deformação na ruptura (%) 60 Resistência ao escoamento 80 Deformação no escoamento 5 2,5 % água 77 300 60 25 As propriedades fortes das poliamidas Excelentes propriedades mecânicas (impacto, fadiga, tenacidade, dureza); Boa resistência química; Boa faixa de temperatura de trabalho: -40ºC a 120ºC Facilidade de usinagem; Boa flamabilidade (geralmente auto-extinguível); Boa resistência ao desgaste; Autolubrificante; Boa resistência à alta pressão; Bom isolante térmico; Pode ser facilmente aditivado. As principais limitações das poliamidas Elevada absorção de umidade (não indicado para peças de tolerâncias apertadas); Não resiste a temperaturas acima de 130ºC; Sofre ataque do ultravioleta e do ozônio; Não deve trabalhar em contato com cobre nem alumínio, pois desgastará esses materiais Aplicação Gerais: • Buchas; • Engrenagens; • Rotores de bombas; • Parafusos; • Rebites; • Suportes de bobinas; • Fibras têxteis para tecidos; • Filmes para embalagens; • Artigos elétricos e eletrônicos; • Cerdas de escovas de dente; • Fios e fibras para raquetes de tênis; Setor automotivo: • Maçanetas; • Espelhos retrovisores; • Alojamento de airbags; • Tampa de motor de válvulas; • Calotas; • Pedais; • Rodas dentadas para correntes; • Ventiladores; • Conectores; • Peças de limpadores de párabrisa; • Mecanismos de direção; • Artigos do sistema de fluido de freio. Poliésteres Poliéster é um termo que significa muitos grupos ésteres. Éster é uma função química orgânica [– CO–O–] resultante da reação entre ácidos carboxílicos e álcoois, através de uma reação de esterificação Os Poliésteres constituem uma família de polímeros de elevado peso molecular, resultantes da condensação de ácidos dicarboxílicos com diálcoois (glicóis), podendo ser classificados em: Poliésteres Saturados ou Insaturados, PET PET, Poli(tereftalato de etileno), transita livremente em embalagens de água mineral, óleo vegetal, energizantes, sucos e molhos Propriedades - PET O PET absorve pouca umidade (< 0,2%). Porém, essa umidade precisa ser totalmente eliminada para o processamento, para evitar o processo de despolimerização, o qual compromete as características do material (o limite máximo admitido durante o processamento é de 0,05%). A hidrólise das cadeias do PET inicia-se em torno de 120ºC, e cresce exponencialmente à medida que aumenta a temperatura. Dessa forma, próximo a temperatura de fusão a taxa de despolimerização é muito alta. O PET apresenta uma molécula linear, e existe nas formas amorfo e cristalino. Quando amorfo, o PET é transparente; quando cristalino, ele é opaco. A cristalinidade do PET é relativamente baixa, e geralmente não ultrapassa 50%. na faixa de 170ºC a cristalização é máxima: o PET alcança um grau visível de cristalinidade em menos de 1 minuto. Como o estado semicristalino é o estado natural do PET, a obtenção de PET amorfo requer um processo de resfriamento do fundido rápido, de 260ºC (acima da Tm) para um pouco menos de 85ºC (próximo do Tg do PET). PET - as boas propriedades mecânicas são atribuídas aos efeitos de orientação. Quando as moléculas são alinhadas e orientadas numa direção, o polímero fica mais forte no sentido da orientação Aplicação - PET Embalagens de alimentos, cosméticos e produtos farmacêuticos; Garrafas de refrigerantes e bebidas gaseificados; Fios e fibras para a indústria têxtil; Placas e filmes para radiografia, fotografia e reprografia; Fitas magnéticas para gravação; Reciclado: Cerdas para vassouras; Fibras têxteis; Tubos hidráulicos; Adesivos. Processos Processamento de materiais plásticos Principais processos Injeção Extrusão Sopro Termoformagem outros Processamento de materiais plásticos – Moldagem por Injeção Moldagem por injeção É um dos processo mais versáteis e modernos no campo de transformação e processamento dos polímeros Tem como vantagem o fato das peças poderem ser produzidas de modo mais econômico, em grandes volumes e com poucas operações de acabamento. É um método de produção em massa. Este processo é capaz de produzir peças com diferentes tamanhos e de complexidade variável. Grandes dimensões Existem diversas técnicas envolvendo o processo de injeção: Injeção convencional Injeção á gás Injeção de espumas estruturais Injeção de multi-componentes Injeção com decoração direta no molde Entre outros Injeção à gás Injeção multicomponente Moldagem por extrusão Introdução A matéria-prima amolecida é expulsa através de uma matriz instalada no equipamento denominada extrusora, produzindo um produto que conserva a sua forma ao longo de sua extensão. Os produtos flexíveis, como embalagens, sacolas, sacos e bobinas também conhecidos como filme, após o processo de extrusão, podem ser gravados sendo modelados o produto final com soldas e cortes. Os produtos rígidos ou semi-rígidos, como tubos, perfis, mangueiras e chapas, tem o mesmo processo, havendo mudança da matéria-prima e matriz. A máquina de extrusão serve também para produzir misturas de materiais plásticos, para produção de formas primárias, tais como granulados, e na recuperação de desperdícios de materiais termoplásticos. Produtos Tubos de diferentes perfis Canaletas Borrachas de vedação Capa de fio Trilhos Chapas filmes Revestimento de arame Extrusão de perfil Extrusão de placas Extrusão de filmes Sopro Introdução É um processo para produzir artigos plásticos ocos fechados. Primeiramente é feito um processo anterior ao de sopro tal como: Estiramento Extrusão Coextrusão Injeção O processo básico envolve basicamente as seguintes etapas: plastificação do material obtenção da pré-forma fechamento do molde sobre a pré-forma sopro de ar no interior da pré-forma para sua expansão e moldagem resfriamento do moldado extração do moldado Extrusão e sopro Extrusão e sopro Na moldagem por sopro via extrusão, o parison é produzido via extrusão, o qual é posteriormente inflado dentro de um molde. O processo pode ser contínuo, onde a pré-forma dentro do molde se move para longe da extrusora e uma nova pré-forma é instalada em um novo molde, ou descontínuo. No caso de uma extrusão de tubo vertical ( para baixo), as etapas usuais do processo envolvem: Pré-forma desce; Molde fecha; Sopra-se ar por baixo; Resfria-se a peça em contato com a parede fria do molde; Abre-se o molde. Injeção e sopro Termoformagem Introdução O processo de termoformagem se caracteriza pelo aquecimento de uma lâmina de material termoplástico até o seu ponto de amolecimento, sendo então moldada através de diferentes métodos sobre um molde na forma desejada. A termoformagem pode atingir uma ampla gama de espessuras desde as medidas finas utilizadas em embalagens de alimentos até lâminas mais grosas utilizadas na fabricação de interiores de geladeiras. O tamanho, desenho e o tipo de peça determinam a técnica de termoformagem e o equipamento a ser utilizado.
