Escola Técnica do Arsenal de Marinha - ETAM

Elementos de Máquinas

Plásticos na Indústria MecânicaProfessor: Jardim

Aluno (a):Leilane Freitas da Silva

Plásticos

Os plásticos são feitos a partir do petróleo. O petróleo é uma matéria-prima rica em carbono, e os plásticos são grandes compostos que contêm carbono. São grandes moléculas chamadas polímeros, que são compostos formados pela combinação de unidades menores (geralmente repetitivas) unidas por ligações covalentes chamadas monômeros. Os químicos combinam vários tipos de monômeros de maneiras diferentes para fazer uma variedade quase infinita de plásticos com propriedades químicas diferentes. A maioria dos plásticos é quimicamente inerte e incapaz de sofrer reações químicas com outras substâncias. Você pode armazenar álcool, sabão, água, ácido ou gasolina em um recipiente plástico sem dissolvê-lo. O plástico pode ser moldado em uma variedade quase infinita de formatos; portanto, você o encontra em brinquedos, xícaras, garrafas, utensílios, fios, carros, e até no chiclete. Os plásticos revolucionaram o mundo.

Pelas suas propriedades mecânicas e térmicas, os plásticos de engenharia são usados em setores de alta tecnologia, incluindo o setor automotivo e o setor de eletro-eletrônicos, e em produtos de consumo e industriais, como equipamentos esportivos e recreativos.

Esses plásticos estão sendo usados progressivamente como alternativas ao aço e ao alumínio, resultando assim na significativa redução no peso e, conseqüentemente, aumentando a sustentabilidade e proporcionando maior liberdade para os designers.

Os plásticos de engenharia oferecem qualidades funcionais inovadoras, como alto desempenho mecânico, químico e térmico e excelente aparência superficial, que são adaptadas para ajuste a aplicações individuais.

No setor automotivo, as tecnologias dos plásticos oferecem aos fabricantes de automóveis tecnologias que antecipam as expectativas do cliente e as exigências normativas.

O desenvolvimento sustentável nos negócios e, em resposta às necessidades futuras do mercado, propõe soluções inovadoras a fabricantes de automóveis e de outros meios de transporte, que consideram os desafios em termos de reduzir as emissões de CO2, economizar energia e melhorar a qualidade do ar que respiramos.

Redução das emissões de gás carbônico - quanto maior o veículo, maior é o seu impacto sobre o consumo de combustível. O peso é o fator mais importante nas emissões de CO2. Considerando que o aço corresponde a dois terços do peso do veículo e o plástico corresponde a um terço do aço, é evidente que haja interesse em uma substituição. Os plásticos de engenharia possuem propriedades que os tornam perfeitos componentes substitutos. Estes podem atender às exigências de componentes subjacentes, estruturais ou de funilaria, além de ser totalmente recicláveis.

Economizando energia - Com o setor de transporte representando quase 50% de todo o consumo de petróleo, economizar energia é um tema de grande importância para os fabricantes de veículos. Pneus de baixo consumo de energia, criados com a redução da resistência ao rolamento, economizam mais de 5% no consumo de combustível. Graças à sílica precipitada de alto desempenho, que, quando usada como reforço na banda de rodagem do pneu, reduz significativamente a resistência ao rolamento.

Melhorando a qualidade do ar - A poluição atmosférica cada vez maior tem causado uma drástica piora na qualidade do ar, mas a evolução da tecnologia de emissões nos ajudará a alcançar um nível zero de poluição. A tecnologia de eliminação de partículas de fuligem com maior utilização mundial dispensa a necessidade de manutenção de filtros particulados durante a vida útil de um veículo.

Como não reage quimicamente com a maioria das outras substâncias, o plástico não se desintegra. Portanto, o ato de jogar plástico fora representa um problema ambiental difícil e importante. O plástico permanece no ambiente por séculos, então a reciclagem é o melhor método. Porém, estão sendo desenvolvidas novas tecnologias para fabricar plástico a partir de substâncias biológicas, como óleo de milho. Esses tipos de plásticos seriam biodegradáveis e melhores para o meio-ambiente.

Elementos

CARBONO: é o elemento fundamental de todos os plásticos. Em geral tem-se combinação de um átomo de carbono com quatro átomos de outro elemento.

MONÔMERO: É a menor unidade molecular que constitui partícula elementar da matéria. POLÍMERO: É a combinação de monômeros, por um processo chamado “polimerização”,

formando uma cadeia. (Resinas)Ex: Monômero: fenol, formaldeído, uréia, melamina, acetato de vinil, etileno, hexametileno, diamina, etc.Dois Grupos de monômeros diferentes = “Copolímeros”.

FIBRA: É o polímero que apresenta a ligação mais forte. ELASTÔMERO: É o polímero com ligações fracas e uma estrutura desordenada que confere

elasticidade do material. PLÁSTICO: é o polímero com ligações fortes, o qual quando deformado, não se adquirirá a forma

original.

Tipos de plásticos

Plásticos termorrígidos. Após o resfriamento e endurecimento, esses plásticos mantêm o formato e não conseguem voltar à sua forma original. São rígidos e duráveis. Os plásticos termorrígidos podem ser utilizados em peças de automóveis, de aeronaves e de pneus. Alguns exemplos são: poliuretano, poliéster, resinas epóxi e de fenol.

Termoplásticos. Os termoplásticos são menos rígidos do que os termorrígidos e podem ficar amaciados com o aquecimento, voltando à sua forma original. São facilmente maleáveis para produzir filmes, fibras e embalagens. Alguns exemplos são: polietileno (PE), polipropileno (PP) e cloreto de polivinila (PVC).

Propriedades dos PolímerosDe um modo geral, essas propriedades devem ser associadas. Em outras palavras, não é suficiente

um plástico ser transparente ou apresentar bons característicos de isolante ou resistir bem à ação de corrente elétrica sob determinada voltagem, se sua resistência não for suficiente para suportar os esforços mecânicos ou as modificações estruturais que possam ocorrer pela aplicação, por exemplo, de correntes elétricas além das previstas.

Do mesmo modo, a ação de agentes químicos deve ser considerada, pois moléculas estranhas podem romper as ligações químicas ou as cadeias longas dos polímeros, ficando reduzida a resistência mecânica do material.

Alguns detergentes, por exemplo, podem conter moléculas que enfraquecem, com o tempo, certos tipos de polímeros.

Em resumo, os característicos que devem ser levados em conta nos plásticos são:

Característicos óticos, como cor e transparência, Térmicos ou resistência ao calor, Elétricos ou resistência dielétrica; Mecânicos ou resistência à ação de moléculas estranhas.

Além dessas, duas outras propriedades são particularmente importantes nos materiais plásticos: temperatura de empenamento e temperatura recomendada de serviço.

Mecânicas: Mecânicas ou resistência à mecânica (suportar os esforços mecânicos ou as modificações estruturais).

Químicas: Químicas ou resistência à ação de moléculas estranhas (A ação de agentes químicos deve ser considerada).

Térmicas: Térmicas ou resistência ao calor. (Temperatura varia de 38 a 260°C, usuário varia de 50 a 315°C.

Óticas: Características óticas, como cor e transparências (ser transparente ou não). Elétrica: Elétricas ou resistência dielétrica. (Apresenta boas características de isolante ou resistir

bem à ação de corrente elétrica sob determinada voltagem).

Da substituição à reciclagem

Um dos maiores objetivos da introdução dos plásticos no dia-a-dia da sociedade é, não só da substituição de materiais metálicos por plásticos, mas também da reciclagem e melhor aproveitamento deste material no meio ambiente.

Prós e contras de reciclagem de plásticos

Geralmente os plásticos manufaturados chegam ao final da vida útil da sua aplicação original praticamente sem modificações substanciais nas suas características físico-químicas. Boa parte dos plásticos de fácil identificação e separação, oriundos de programas de coleta seletiva, pode ser reciclada mecanicamente com benefícios ambientais.

Uma das alternativas para os resíduos plásticos, componentes dos resíduos sólidos urbanos difíceis de identificar, é a produção de madeira plástica. O processo admite a mistura de diversos tipos de plásticos que podem ser perfilados ou moldados em vigas e mourões, bem como dar origem a produtos tais como bancos de praças, coretos, barreiras de som, paletes e piers, entre outros.

Porém, como parte dos resíduos plásticos é composta por pequenos itens dispersos e por plásticos com muitos contaminantes, devido à mistura com resíduos orgânicos, o custo ambiental e econômico da separação e limpeza destes materiais para a reciclagem mecânica, não compensa.

Caso a reciclagem mecânica não se justifique, a recuperação de energia pode ser uma maneira eficiente, em termos ambientais e econômicos, de recuperar o valor embutido nos resíduos plásticos.

Reciclagem energética – consiste em recuperar a energia contida nos resíduos sólidos urbanos na forma de energia elétrica ou térmica. Vale lembrar que a presença dos plásticos na composição dos resíduos urbanos é extremamente positiva, pois esses materiais possuem alto

poder calorífico, liberando grande quantidade de calor quando submetidos a temperaturas elevadas. O Brasil ainda não faz a reciclagem energética. Mas, países que adotam essa modalidade, como a Áustria e a Suécia, além de criar novas matrizes energéticas, conseguem reduzir em até 90% o volume de seus resíduos, índice relevante para cidades com problemas de espaço para a destinação dos resíduos sólidos urbanos.

A principal desvantagem desse tipo de reciclagem é o custo elevado das instalações, dos sistemas de controle de emissões e operacional, somado à exigência de mão-de-obra qualificada como forma de garantir o perfeito funcionamento dos equipamentos.

Alvo de muita polêmica, a reciclagem energética é associada à simples incineração dos resíduos que, realizada sem tecnologia adequada, gera emissões prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, além de não aproveitar o conteúdo energético dos resíduos.

Reciclagem química – promove despolimerização dos materiais plásticos para a obtenção de gases e óleos, a serem utilizados como matéria-prima na fabricação de outros polímeros com as mesmas propriedades das resinas originais. O processo também permite a utilização de misturas de diferentes tipos de plásticos, mas tem custo muito elevado, o que explica o reduzido número de plantas em operação no mundo.

Reciclagem mecânica – consiste na conversão física dos materiais plásticos em grânulos, que serão transformados novamente em outros produtos. As etapas prévias à reciclagem mecânica dos plásticos pós-consumo são: a coleta, a separação por tipo de plástico e a retirada de rótulos, tampas e outras impurezas, como grampos de metal e partes componentes de outros materiais. As etapas da reciclagem mecânica são: separação, moagem, lavagem, secagem, aglutinação, extrusão e granulação.

Vantagens da reciclagem mecânica

Entre as principais vantagens da reciclagem mecânica dos resíduos plásticos podemos citar:

A reciclagem mecânica é um negócio acessível a pequenos e médios empresários. A tecnologia envolvida na reciclagem mecânica para a produção de itens de reduzido

grau de exigência técnica (baldes, vassouras, sacos de lixo etc.) é facilmente absorvida. Como são processos físicos, os cuidados ambientais requerem investimentos menores

em comparação aos outros processos, concentrando-se nas emissões gasosas, reaproveitamento de águas e controle no descarte dos resíduos.

O sistema também permite absorver mão-de-obra não qualificada. Com a diminuição do volume de lixo, pode se aumentar a vida útil dos aterros sanitários. A reciclagem contribui para a diminuição ou retirada da população que trabalha

(sobrevive) nos aterros/lixões. A reciclagem poupa matéria-prima (petróleo), equivalente à quantidade reciclada. A valorização do lixo promove a educação da população. As pessoas se conscientizam

de que o lixo representa valor e que muitas pessoas podem se beneficiar dele. A geração de novos empregos, tanto formais quanto informais, o aumento da

competitividade e a melhoria da qualidade dos produtos.

Bibliografiahttp://www.rhodia.com.br/pt/http://www.plasticomoderno.com.br/revista/pm323/plastivida.htm