POLÍMEROS APRENT. MOTA

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Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota

02/05/2012

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POLMEROS

Material orgnico ou inorgnico, natural ou sinttico, de alto peso molecular, cuja estrutura consiste na repetio de pequenas unidades, chamadas MEROS

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IntroduoNossos descendentes, no futuro, talvez se refiram nossa poca como sendo a era dos plsticos. Embora o primeiro polmero sinttico s tenha sido obtido em 1907, hoje os plsticos j esto onipresentes em nosso cotidiano.Muitos dos utenslios domsticos, automveis, embalagens e at mesmo roupas, so feitas com polmeros. Seria possvel a vida humana, mantendo os atuais padres de conforto, sem os plsticos?02/05/2012

POLMEROS: como tudo comeou4

Polmeros so compostos orgnicos e reaes de difcil execuo em laboratrio, tanto que, at a primeira metade do sculo XIX acreditava-se na chamada Teoria da Fora Vital (Berzelius). A 1 fase da histria dos polmeros caracterizada pela utilizao dos polmeros produzidos naturalmente, pois no havia tecnologia disponvel para promover reaes entre os compostos de carbono.

Na 2 fase, a teoria da Fora Vital derrubada. Com isso as pesquisas sobre qumica orgnica se multiplicam. H a descoberta da vulcanizao da borracha natural (1883), depois comeou a era da moldagem industrial de plsticos naturais reforados com fibras (1860), comea a funcionar a primeira fbrica de rayon nos EUA e em 1924 surgem as fibras de acetato de celulose.Na 3 Fase, h a polimerizao do cloreto de vinila com auxlio da luz do sol, a descoberta do policarbonato, sintetizao de resinas de fenol-formalidedo. Enfim, o primeiro plstico totalmente sinttico que surge em escala comercial.02/05/2012

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Caractersticas6

Materiais polimricos apresentam usualmente baixa densidade, pequena resistncia temperatura, baixas condutividades eltrica e trmica, etc. Polmeros so sintetizados por reaes de polimerizao a partir dos reagentes monmeros. Vrios polmeros se tornam fluidos viscosos a temperaturas elevadas (100-300C) e so ainda processados atravs de procedimentos termomecnicos que permitem a fabricao de peas em grande quantidade e diversidade. 02/05/2012

Materiais polimricos7

VantagensOs polmeros tm muitas vantagens, mas entre todas, algumas se destacam, tais como o relativo baixo custo, a facilidade de manuseio, a versatilidade e o peso. Polmeros so muito resistentes degradao natural (o que pode vir a ser uma desvantagem), e sua produo a nvel industrial atingiu nveis de especialidades altssimos, podendo-se criar praticamente qualquer coisa com eles.

DesvantagensTais como outros materiais, os polmeros tambm tem suas desvantagens. Uma grande desvantagem o tempo para o material se biodegradar, que varia entre alguns anos e alguns sculos, sua relativa baixa resistncia (excluindo polmeros especiais), a matria prima, que vem se tornando cada vez mais escassa, e a poluio que sua produo podem provocar.02/05/2012

Por que h baldes em plstico e no de chapa metlica ou madeira, como antigamente?8

Resposta: O plstico mais leve que os outros materiais. Os compsitos polimricos so usados em aplicaes estruturais devido uma combinao favorvel de baixa massa especfica e desempenho mecnico elevado. Para que carregar um pesado balde metlico se o plstico torna o balde leve e estvel o suficiente para transportar gua?

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Por que os fios eltricos so revestidos de plstico e no mais de porcelana ou tecido isolante, como antigamente?9

Resposta: O revestimento plstico mais flexvel que a porcelana. Tambm bem mais robusto e resistente s intempries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o isolamento eltrico que absolutamente vital neste caso.

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Por que as geladeiras so revestidas internamente com plstico?10

Resposta: O plstico robusto o suficiente e um timo isolante trmico, exigindo menor esforo do compressor para manter os alimentos congelados.

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Por que as geladeiras so revestidas internamente com plstico?11

Resposta: O plstico robusto o suficiente e um timo isolante trmico, exigindo menor esforo do compressor para manter os alimentos congelados.

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Por que o CD feito de plstico?12

Resposta: O plstico utilizado neste caso policarbonato (ou, abreviadamente, PC) - to transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que mais leve e bem menos frgil.

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Termoplsticos

O uso do polietileno na confeco de coletes balsticos foi uma revoluo tecnolgica. Isso aconteceu na segunda metade da dcada de 80. As fibras de polietileno tm altssimo peso molecular e so 10 vezes mais resistentes que o ao. Isso faz do polietileno um dos materiais sintticos mais resistentes e leves disponveis no mercado.14 02/05/2012

Termoplsticos

Garrafas PETCobertura em vidro policarbonato

Canos em PVC15 02/05/2012

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Termoplsticos e aplicaes

Rodas para carrinhos de supermercado

Peas de decoraoArtefatos para tratamentos ortopdicos

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Termo-fixos ou Termorrgidos18

Bolas de Bilhar, feitas de polmeros termorrgidos02/05/2012

Termorrgidos

Baquelite

Barraca em Polister19 02/05/2012

Elastmeros- Classe intermediria entre os termoplsticos e os termorrgidos: no so fusveis, mas apresentam alta elasticidade, no sendo rgidos como os termofixos. - Estrutura molecular: a estrutura similar do termorrgido mas, neste caso, h menor nmero de ligaes entre os cordes. Ou seja, como se fosse uma rede, mas com malhas bem mais largas que os termorrgidos.- Exemplos: pneus, vedaes, mangueiras de borracha.

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Elastmero21

Goma de mascar, um elastmero muito comum02/05/2012

Elastmeros

PneuMangueira de borracha

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Elastmeros23

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Tipos de aditivosANTIESTTICOS

PIGMENTOS Para dar cor ao polmero

Melhoram a condutividade elctrica, reduzindo o perigo de fasca

ESTABILIZADORES Contra a deteriorao por aco de agentes ambientais Antioxidantes Estabilizadores ultra-violeta

PLASTIFICANTES Para aumentar a ductilidade e a tenacidade Podem liquefazer o polmero se adicionados em excesso (tintas)

DE ENCHIMENTO Mais baratos que o polmero, melhoram a resistncia e a dureza (1/3 de um pneu enchimento de Carbono)27

RETARDANTES DE INFLAMAO Para reduzir a capacidade de inflamao (em roupas e brinquedos)02/05/2012

BORRACHA28

A borracha um material de origem vegetal obtido do ltex da seiva de uma rvore chamada Hevea brasiliensis. Essa rvore, nativa das florestas tropicais, a nossa seringueira, encontrada em estado selvagem na Amaznia.

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Polmeros Naturais29

So polmeros encontrados na natureza, sintetizados por processo orgnico ou de adio e condensao natural. Ex: Verniz natural, Protenas02/05/2012

Processos de Polimerizao30

Polmeros Naturais : a borracha; os polissacardeos, como celulose, amido e glicognio; e as protenas. Vulcanizao :O ltex obtido da seringueira precipitado, dando origem a uma massa viscosa que a borracha natural. Essa borracha prensada com o auxlio de cilindros, originando lminas moles de pequena resistncia e elasticidade. A utilizao desse tipo de borracha limitada, pois ela se torna quebradia em dias frios e extremamente gosmenta em dias quentes. Em 1839, Charles Goodyear descobriu que o aquecimento dessa massa viscosa com enxofre produzia um material bastante elstico, que praticamente no se alterava com 02/05/2012 pequenas variaes de temperatura. A esse processo foi

Vulcanizao31

Na vulcanizao, as molculas de enxofre (S8) so rompidas, interagindo com as duplas ligaes das cadeias que compem a borracha. Se a tenso muito grande , pode provocar ruptura das cadeias. Mesmo se tratando de borrachas vulcanizadas. Aproximadamente 70% das borrachas vulcanizadas so utilizadas em pneus , pois so elsticas , praticamente indeformveis e mais resistentes as variaes de temperaturas e ao atrito. Os pneus de automveis ,quando gastos, podem ser reaproveitados atravs de um processo de recauchutagem (aplicar nova camada de borracha no pneu gasto). 02/05/2012

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Classificaes industriais :33

So as classificaes que dizem respeito s aplicaes prticas dos polmeros. Uma classificao bastante ampla a que divide os polmeros em elastmeros, plsticos e fibras. Elastmeros: quando apresentam "propriedades elsticas" acentuadas; o caso das borrachas sintticas. Plsticos: quando se apresentam no estado slido, mais ou menos rgido; o caso do polietileno. Fibras: quando o polmero tem grande resistncia trao mecnica e, em conseqncia, se presta bem fabricao de fios; o caso do nilon.02/05/2012

A tecnologia moderna nos oferece, quase diariamente, novos tipos de materiais como, por exemplo:34

plsticos compostos ou reforados: quando ao polmero so adicionados outros materiais (por exemplo, fibra de vidro) para aumentar sua resistncia; plsticos expandidos: o exemplo mais comum o do isopor. Ao poliestireno so adicionadas substncias que produzem gases; por aquecimento, os gases se expandem e o plstico "incha" dando o isopor, que extremamente leve e timo isolante trmico polmeros condutores e semicondutores: que podero revolucionar, no futuro, a transmisso, da corrente eltrica e a fabricao de eletrodomsticos e computadores. 02/05/2012

Tempo de decomposio de materiais

jogados nos rios, nos lagos e no mar.35

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Reciclagem-Devido s crescentes presses sociais e polticas, muitos esforos tm se concentrado na reciclagem de materiais, especialmente plsticos, como resultado de uma preocupao com o meio ambiente e com a diminuio dos recursos no-renovveis da Terra.

-O objetivo do reaproveitamento de resduos polimricos no permitir que o lixo existente fique sem utilizao, mas que ele seja inserido novamente na produo.-Alguns polmeros, como termorrgidos e borrachas, no podem ser reciclados de forma direta: no h como refundi-los ou depolimerizlos. - A reciclagem de polmeros termoplsticos, apesar de tecnicamente possvel, muitas vezes no economicamente vivel devido ao seu baixo preo e baixa densidade. Somente plsticos consumidos em massa (PE, PET, e outros) apresentam bom potencial econmico para reciclagem. Porm, o plstico reciclado encarado como material de segunda classe, ao contrrio do que ocorre com ao ou mesmo o 02/05/2012 36 alumnio.

RECICLAGEM37

Alguns polmeros, como termorrgidos e borrachas, no podem ser reciclados de forma direta, pois no existe uma forma de refundi-los ou depolimeriz-los. Na maioria das vezes a reciclagem de termoplsticos no economicamente vivel devido ao seu baixo preo e baixa densidade. Somente plsticos consumidos em massa, como o PE e PET, apresentam bom potencial econmico. Outro problema o fato dos plsticos reciclados serem encarados como material de segunda classe. Quando a reciclagem no possvel a alternativa queimar os plsticos, transformando-os em energia. Porm os que apresentam halognio, como o PVC e o PTFE, geram gases txicos na queima. Para que isso no ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenao antes da queima. 02/05/2012

Polmeros Importantes e AplicaesPolietileno (PE)Mero: etileno (designao antiga do eteno): G.P. = 50.000 a 300.000 Principais propriedades: - Baixo custo; - Elevada resistncia qumica e a solventes; - Baixo coeficiente de atrito; -Macio e flexvel; -Fcil processamento; -Excelentes propriedades isolantes; -Baixa permeabilidade gua; -Atxico; -Inodoro.38

Sacola02/05/2012

Poli(cloreto de vinila) (PVC)PVC rgido, isento de plastificantes: Duro e tenaz, com excelentes propriedades trmicas e eltricas. Resistente corroso, oxidao e intempries. Usado na fabricao de tubos, carcaas de utenslios domsticos e baterias. PVC flexvel ou plastificado, que contm de 20 a 100 partes de plastificante por 100 de polmero. Usado no revestimento de fios e cabos eltricos, composies de tintas (ltex vinlico), cortinas de banheiros, encerados de caminho (sanduche filme de PVC + malha de polister + filme de PVC), etc. PVC transparente, isento de cargas. PVC celular ou expandido.

Eletroduto em PVC Rgido39 02/05/2012

Policarbonato40

Principais propriedades: -Excelente resistncia ao impacto; -Excelente transparncia: 96%; -Boa estabilidade dimensional e trmica; -Resistente aos raios ultravioleta;

-Boa usinabilidade;-Alta temperatura de deflexo; -Boas caractersticas de isolamento eltrico. Produo brasileira em 1995: 10.000t. Este importante plstico de engenharia foi acidentalmente descoberto em 1898 na Alemanha, mas s em 1950 que seu desenvolvimento foi retomado, passando a ser comercializado a partir de 1958. 02/05/2012

Policarbonato41

Aplicaes: -Compact-Discs (CDs); -Janelas de segurana (por exemplo, em trens de subrbio); -culos de segurana; -Carcaas para ferramentas eltricas, computadores, copiadoras, impressoras... -Bandejas, jarros de gua, tigelas, frascos... -Escudos de polcia anti-choque; -Aqurios; -Garrafas retornveis.02/05/2012

Policarbonato

CD

culos de Segurana42 02/05/2012

Como so feito os polmeros?43

Como j foi dito anteriormente os polmeros so feitos pela polimerizao dos monmeros. Porm existe suas variantes , um grande processo utilizado nas indstrias a polimerizao em emulso em vinilas . Esse processo envolve uma emulso estvel de gua, monmeros do polmeros, e um surfactante (sabo ou detergente) como o agente emulsificante.02/05/2012

Processo de polimerizao em emulso de vinilas.44

As vantagens deste mtodo incluem o baixo consumo de energia (a reao pode ser feita mesmo na temperatura ambiente) e a obteno de polmeros com grande massa molar.

A maior desvantagem que a formulao relativamente complexa se comparada com os outros mtodos, e requer uma etapa de purificao do polmero que, algumas vezes, pode ser problemtica.

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Copolmeros45

So polmeros so formados a partir de dois ou mais monmeros diferentes. Exemplo :Buna-S, Borracha GRS ou Borracha SBR: obtido a partir do estireno e do 1,3-butadieno, tendo o sdio metlico como catalisador. Essa borracha muito resistente ao atrito, e por isso muito usada nas "bandas de rodagem" dos pneus.

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Exemplos de copolmeros!

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Polmero de Condensao48

Esses polmeros so formados a partir de monmeros iguais ou diferentes, havendo eliminao de molculas simples (H2O, NH3 etc).

Exemplo: Polifenol ou Baquelite: obtido pela condensaodo fenol com o formaldedo (metanal). No primeiro estgio da reao, forma-se um polmero predominantemente linear, de massa molecular relativamente baixa, conhecido como novolae.

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Grfico Deformao x Tempo Acompanhe a Fluncia at a Ruptura49

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Comportamento dos polmeros frente a ao de solventes50

TERMOPLSTICOS as molculas do solvente so capazes de romper as ligaes fracas (Van der Waals). Terrmorrdos as ligaes entre cadeais de alta energia, no so passveis de rompimento pela ao de solventes (insolveis)

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PLSTICOS FANTSTICOS: POLMEROS QUE SO CONDUTORES ELTRICOS

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Plsticos (polmeros) so conhecidos por serem bons isolantes: no conduzem eletricidade. Certo? Depende. Um grupo especial de polmeros conduz eletricidade. E, alm disso, emitem luz quando submetidos a um determinado potencial eltrico. "Descobertos" h menos de 30 anos, estes polmeros esto abrindo possibilidades fantsticas na indstria tecnolgica, como monitores de plstico e msculos artificiais.02/05/2012

Light Emitting Polymers (LEP): Displays.52

Esta histria comea em 1970. Um grupo de qumicos descobriu que alguns polmeros eram condutores eltricos. Desde ento, comeou-se a pensar em fios de plstico, circutos mais leves, msculos artificiais, entre outros. Alguns destes polmeros tinham outra propriedade: emitiam luz quando conduziam eletricidade, dependendo do potencial aplicado. Estes polmeros so conhecidos como LEP - light emitting polymers.02/05/2012

A utilizao destes polmeros eletroluminiscentes como displays foi tambm cogitada; mas, na poca, os displays de cristais lquidos (LCD) haviam sido recentemente introduzidos no mercado, e eram a grande vedete das indstrias de eletrnicos. Porm, aps quase duas dcadas, a tecnologia de LCD j oferece algumas limitaes. ai que entram os Plsticos Brilhantes.

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Polmeros

Plsticos brilhantes54

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relgio LEP multi-uso

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monitores de alta-resoluo LEP 02/05/2012

painel LEP ativo para automveis57 02/05/2012

Curiosidades58

Plsticos (polmeros) so conhecidos por serem bons isolantes: no conduzem eletricidade. Certo? Depende. Um grupo especial de polmeros conduz eletricidade. E, alm disso, emitem luz quando submetidos a um determinado potencial eltrico. "Descobertos" h menos de 30 anos, estes polmeros esto abrindo possibilidades fantsticas na indstria tecnolgica, como monitores de plstico e msculos artificiais.LEP - light emitting polymers Polmeros que emitem luz quando conduzem eletricidade, dependendo do potencial aplicado. Polianilina Um dos mais importantes polmeros condutores e tem sido intensivamente estudada nos ltimos anos, tanto do ponto de vista terico como experimental.

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Msculos Artificiais

Relgio LEP multiuso

Msculos Artificiais59

Os polmeros condutores tambm podem ser utilizados como msculos artificiais. Alguns podem se extender ou contrair, dependendo do potencial eltrico aplicado. Tal como um msculo natural. Estes msculos podem servir como mecanismos de propulso alternativos, ou mesmo como substituto de msculos humanos lesados.02/05/2012

Um dos polmeros mais utilizados como msculo artificial a poliacrilonitrila (PAN); fibras deste polmero, no estado slido, se contraem ou se expande em funo do pH do meio externo ou do potencial aplicado. Os resultados mostram que este polmero mais forte do que o msculo humano.

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Msculos Artificiais61

Um dos polmeros mais utilizados como msculo artificial a poliacrilonitrila (PAN); fibras deste polmero, no estado slido, se contraem ou se expande em funo do pH do meio externo ou do potencial aplicado. Os resultados mostram que este polmero mais forte do que o msculo humano.02/05/2012

Polmeros

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Msculos artificiais so feitos com fibras que imitam msculos humanos

Pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte, Estados Unidos, descobriram que fibras sintticas construdas no mesmo formato das fibras dos msculos humanos podem funcionar como msculos artificiais quando submetidas a uma corrente eltrica. As fibras artificiais podero ter aplicaes em diversas reas, como robtica e biomedicina e na fabricao de prteses e de tecidos inteligentes.02/05/2012

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Polmeros

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Propriedades opticas de polmeros

Alguns polmeros possuem propriedades promissoras:

transmissividade como a do vidro refletividade do metal Mas com um peso muito inferior! Variedade nas propriedades de transmissividade depende da: estrutura (cristalinidade, tamanho de partcula, superfcie da partcula) aditivos (fillers, corantes) Polietileno PE de baixa densidade (baixa cristalinidade): transparente PE de alta densidade (alta cristalinidade): translcido02/05/2012

Polmeros

Propriedades diversas65

a)Processabilidade: so facilmente modelveis. b)Peso: os polmeros so mais leves que o vidro ou os metais. c)Resistncia: no quebram, no formam pontas e no estilhaam. d)Lubrificao: materiais de baixo atrito. e)Isolao: tm excelentes propriedades de isolao eltrica e acstica. f)Polmeros podem ser reciclados02/05/2012

Polmeros

Efeito da densidade de ligaes cruzadas (Mc) nas propriedades fsicas66

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Polmeros Naturais67

Polmeros biolgicos fundamentam a existncia da vida, e existem desde o surgimento da primeira clula na superfcie da terra. Os polmeros naturais tm sido empregados pelo homem desde os mais remotos tempos: asfalto era utilizado em tempos pr-bblicos; mbar j era conhecido pelos gregos e a goma pelos gregos romanos.

Certas bactrias contm nas suas membranas polisteres alifticos de hidroxicidos que tm utilizao prtica como fios para cirurgia e em sistemas de libertao gradual de frmacos. Outros polisteres naturais mais complexos so o mbar e a laca (shellac). A borracha natural, o principal componente de um exsudado produzido por mais de 200 espcies vegetais para se defender dos fungos e insetos:

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Amorfo X Cristalino68

Os polmeros exibem 2 tipos de morfologia no estado slido: amorfo e semicristalino.-

Em um polmero amorfo, as molculas esto orientadas aleatoriamente e esto entrelaadas - lembram um prato de spaghetti cozido. Eles so, geralmente, transparentes. Nos polmeros semicristalinos, as molculas exibem um empacotamento regular, ordenado, em determinadas regies.

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Processo Industriais69

J sabemos os tipos de polimeros a sua historia sabemos sua estrutura, mas ainda no sabemos como as industrias produzem e grande escala estes polimeros. veremos isso nos prximos slides

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Processo de fabricao e transformao Extrusora o componente padro em todas as instalaes e processos baseados em extruso; Possui a funo de produzir um fundido homogneo do plstico alimentado (granulado ou p), e conduzi-lo com presso necessria atravs da ferramenta; Partes: funil, parafuso e zonas (entrada, compresso e sada).

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A extrusora deve garantir um processoFundido termicamente e mecanicamente homogneo;Sem pulsao e avano constante; Baixa degradao trmica, qumica e mecnica; Produo em grande escala com baixo custo; Boa combinao entre o parafuso e o tipo de cilindro; Distribuio adequada da temperatura ao longo do cilindro, sistema de aquecimento pode ser aquecido ou resfriado isoladamente.

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EquipamentosMquinas injetoras por moldagem

1- reservatrio de MP 2- canho 3- cilindro de injeo72

4- bico de injeo 5 - sistema de fechamento 6- abertura do molde02/05/2012

EquipamentosMquinas injetoras por sopro Processo de sopro para produtos de termoplsticos vazado

1- Parison 2- Fechamento do molde; 3- Introduo de ar pressurizado atravs de agulha; 4- refrigerao do produto e desmoldagem do mesmo.73 02/05/2012

Equipamentos

Processo de Injeo por Moldagem

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Equipamentos

Rebarbas

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A mquina

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Molde77

RESFRIAMENT O Sada de gua Sada de gua

Parte Fixa

Parte mvel

Entrad a de gua

Entrad a de gua

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Fora de fechamento

Calor

Fora de Recalque

Fora de extrao

Calor

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Equipamentos

Processo de Injeo por Sopro79 02/05/2012

Alguns polmeros mais importantes na indstriaNome: Polietileno de Alta Densidade - PEAD Composio: (CH2)n Aplicaes: embalagens finas, cabos e cordas para empacotamento, moldes para injeo canos e tubos, tanques de combustvel para veculos automotores, etc.

Processos: injeo, extruso, termoformagem, sopro, usinagem, outros

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Alguns polmeros mais importantes na indstriaNome: Polietileno de Baixa Densidade - PEBD Composio: (CH2)n Aplicaes: embalagens de alimentos e de produtos de limpeza, sacos de lixo, sacolas plsticas, plasticultura. Processos: injeo, sopro, laminao, outros.

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Alguns polmeros mais importante na indstriaNome: Polipropileno - PP Composio: (CH2-CH-CH3)n

Aplicaes: fibras para tapetes, tecidos, embalagens, sacolas, garrafas, ps de ventiladores, cabos de ferramentas e talheres, cadeiras de piscinas, pedais de aceleradores, componentes automotivos. Processos: injeo, extruso, termoformagem, sopro, usinagem, outros.

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Alguns polmeros mais importantes na indstriaNome: Copolmero de Etileno Propileno - EPDM Composio: (CH2-CH2-CH(CH3))n Aplicaes: mancais, isolantes vibratrios Processos: vulcanizao, injeo, outros.

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Alguns polmeros mais importantes na indstriaNome: poli (estireno-butadieno-acrilonitrila) - ABS ALTO IMPACTOComposio: (CH2-CH-C6H4)n

Aplicaes: Gabinetes e caixas domsticas, caixas de televiso, telefones, batedeiras e liquidificadores, aspiradores de p, box para chuveiros. Processos: injeo, usinagem, outros.

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Alguns polmeros mais importantes na indstria

Nome: poli (estireno-butadieno-acrilonitrila) - ABS MDIO IMPACTO Composio: (CH2-CH-C6H4)n Aplicaes: gabinetes e caixas para objetos domsticos, caixas de TV, telefones, aspiradores de p, banheiros, contenedores. Processos: injeo, usinagem, outros.

Alguns polmeros mais importantes na indstria85 02/05/2012

Curiosidades86

Alguns polmeros foram verdadeiros salva-vidas. A polimerizao do Nvinilpirrolidona foi recebida com grande mpeto durante a Segunda Guerra Mundial, quando os alemes usaram solues salinas do polmero como um substituto do plasma sangneo nos soldados feridos de suas tropas. O PVP - poli(vinilpirrolidona), possui um baixo grau de toxidade e tem sido utilizado tambm em cosmticos, adesivos, indstria txtil, lentes de contato, e numa variedade de frmacos, incluindo o manufaturamento de materiais micro-encapsulados. Um complexo de PVP com iodeto um dos anti-spticos mais utilizados.

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Fibras que formam Tecidos !

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Polmeros

Esto chegando as rodas de plstico para automveis

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Agora, engenheiros alemes esto tentando colocar no mercado uma concorrente que poder ajudar principalmente os aficcionados pelos carros tunados - as rodas de plstico, que tm a grande vantagem de poderem ser fabricadas nas mais diversas cores e grafismos.

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ANEXOS02/05/2012

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Aplicaes92

Por que h baldes em plstico e no de chapa metlica ou madeira, como antigamente? Resposta: O plstico mais leve que os outros materiais. Os compsitos polimricos so usados em aplicaes estruturais devido uma combinao favorvel de baixa massa especfica e desempenho mecnico elevado. Para que carregar um pesado balde metlico se o plstico torna o balde leve e estvel o suficiente para transportar gua? Por que os fios eltricos so revestidos de plstico e no mais de porcelana ou tecido isolante, como antigamente? Resposta: O revestimento plstico mais flexvel que a porcelana. Tambm bem mais robusto e resistente s intempries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o isolamento eltrico que absolutamente vital neste caso.

Por que as geladeiras so revestidas internamente com plstico? Resposta: O plstico robusto o suficiente e um timo isolante trmico, exigindo menor esforo do compressor para manter os alimentos congelados.Por que o CD feito de plstico? Resposta: O plstico utilizado neste caso policarbonato - to transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que mais leve e bem menos frgil.02/05/2012

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(So tambm chamados plsticos, e so os mais encontrados no mercado. Pode ser fundido diversas vezes, alguns podem at dissolver-se em vrios solventes. Logo, sua reciclagem possvel, caracterstica bastante desejvel atualmente) PC - Policarbonato Aplicaes: Cds, garrafas, recipientes para filtros, etc. PU Poliuretano Aplicaes: Esquadrias, chapas, revestimentos, polias e correias.

PVC - Poli Cloreto de Vinila Aplicaes: Telhas translcidas, portas sanfonadas, divisrias, molduras para teto e parede.PS - Poliestireno Aplicaes: Grades de ar condicionado, gaitas de barcos (imitao de vidro), matria prima do isopor. PP - Polipropileno Aplicaes: Brinquedos, recipientes para alimentos, remdios, produtos qumicos; peas 02/05/2012 para mquinas de lavar.

Polmeros termoendureciveis ou termofixos (So rgidos e frgeis, sendo muito estveis a variaes de temperatura. Uma vez prontos, no mais se fundem. O aquecimento do polmero acabado promove decomposio do material antes de sua fuso, tornando sua reciclagem complicada)

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Baquelite

Aplicaes: usada em tomadas, telefones antigos e no embutimento de amostras metalogrficas.Polister Aplicaes: usado em carrocerias, caixas d'gua, piscinas, etc., na forma de plstico reforado (fiberglass).

Elastmeros (Borrachas) (Classe intermediria entre os termoplsticos e os termorrgidos: no so fusveis, mas apresentam alta elasticidade, no sendo rgidos como os termofixos. Reciclagem complicada pela incapacidade de fuso)

Aplicaes: pneus, vedaes, mangueiras de borracha

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Plsticos consumidos em massa

PE Polietileno

O polietileno de alta densidade (PEAD) um termoplstico derivado do eteno, cuja maior aplicao encontra-se nas embalagens. O PEAD foi introduzido comercialmente na dcada de 1950, e atualmente o quarto termoplstico mais vendido e a segunda resina mais reciclada no mundo. Essa resina tem alta resistncia ao impacto, inclusive em baixas temperaturas, e boa resistncia contra agentes qumicos. A obteno do PEAD se d atravs da polimerizao do eteno pelos seguintes processos: suspenso em solvente (slurry); soluo; fase gasosa, sendo esta ltima a tecnologia mais moderna.02/05/2012 95

PET Plstico

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Poli Tereftalato de Etila ou PET, um polister, polmero termoplstico ou plstico, desenvolvido por dois qumicos britnicos Whinfield e Dickson em 1941, formado pela reao entre o cido tereftlico e o etileno glicol, formando um polister, utiliza-se principalmente na forma de fibras para tecelagem e de embalagens para bebidas. Possui propriedades termoplstica, isto , pode ser reprocessado diversas vezes pelo mesmo ou por outro processo de transformao. Quando aquecidos a temperaturas adequadas, esses plsticos amolecem, fundem e podem ser novamente moldados. As garrafas produzidas com este polmero s comearam a ser fabricadas na dcada de 70, aps cuidadosa reviso dos aspectos de segurana e meio ambiente. No comeo dos anos 80, os Estados Unidos e o Canad iniciaram a coleta dessas garrafas, reciclando-as inicialmente para fazer enchimento de almofadas. Com a melhoria da qualidade do PET reciclado, surgiram aplicaes importantes, como tecidos, lminas e garrafas para produtos no alimentcios. Mais tarde na dcada de 90, o governo americano autorizou o uso destes material reciclado em embalagens de alimentos.

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Como os polmeros so feitos?Os polmeros so produzidos sinteticamente atravs da reao de polimerizao de seus monmeros. Um dos mtodos mais utilizados, nas indstrias, para a produo de polmeros de vinilas a polimerizao em emulso. Este processo envolve uma emulso estvel de gua, monmeros do polmeros, e um surfactante (sabo ou detergente) como o agente emulsificante. Os surfactantes formam micelas, que dissolvem os monmeros, geralmente hidrofbicos. Os iniciadores de radicais livres, quando jogados na fase aquosa, tambm migram para a fase micelar, iniciando a polimerizao.

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Como os polmeros so feitos?

Vantagens: Baixo consumo de energia (a reao pode ser feita mesmo na temperatura ambiente) e a obteno de polmeros com grande massa molar. Desvantagem: A formulao relativamente complexa se comparada com os outros mtodos, e requer uma etapa de purificao do polmero que, algumas vezes, pode ser problemtica.

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Afinal, o que um polmero?99

Um polmero uma macromolcula formada pela repetio de pequenas e simples unidades qumicas (monmeros), ligadas covalentemente. O nmero de unidades estruturais repetidas numa macromolcula chamado grau de polimerizao. A polimerizao uma reao em que as molculas menores se combinam quimicamente (por valncias principais) para formar molculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma composio centesimal. Estes podem formar-se por reao em cadeia, de poliadio ou policondensao. A polimerizao pode ser reversvel ou no e pode ser espontnea ou provocada (por calor ou reagentes). Se uma espcie de monmero est presente na estrutura do polmero, este chamado de homopolmero. Se espcies diferentes de monmeros so empregadas, o polmero recebe a denominao de copolmero.

Nylon - primeira fibra txtil sinttica produzida (processo de policondensao)

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Bibliografia

Van Vlack, L. H. Princpios de Cincia dos Materiais. Ed. Edgard Blucher, So Paulo, 1970 Guy, A. G. Cincia dos Materiais. LTC/Edusp, So Paulo, 1980 Subbarao, E.C. et al. - Experincias de Cincia dos Materiais, Edgard Blucher, 1973 Lawrence H. Van Vlack - Princpios de Cincia e Tecnologia dos Materiais, Editora Campus, 1984

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Polmeros de adioPOLMERO MONMERO(S) APLICAO

Polietileno

etileno

baldes, sacos de lixo, sacos de embalagenscadeiras, poltronas, prachoques de automveis02/05/2012

Polipropileno

propileno

POLMERO102

MONMERO(S)cloreto de vinila

APLICAOtubos para encanamentos

PVC hidrulicos Isopor isolante trmico

estireno

Orlon

acrilnitrilo

l sinttica, agasalhos, cobertores, tapetes. plsticotransparente muito resistente usado em portas e janelas, 02/05/2012 culos.

Plexiglas

"Vidro plstico"Acrlicos

metilacrilato de metila

lentes de

POLMERO103

MONMERO(S)tetrafluoretileno

APLICAO

Teflon

revestimento interno de panelas Borracha natural ar, borracha geral isopreno pneus, cmaras de objetos de em

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POLMERO104

MONMERO(S)

APLICAO

Buna-N ou perbuna cmaras e objetos borracha em Buna-S

1,3-butadieno acrilnitrilo pneus, de ar de geral 1,3-butadieno estireno

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Polmeros de condensao105

POLMERO Amido

MONMERO(S) glicose

APLICAO

alimentos, fabricao de etanol

Celulose

glicose

papel, algodo, explosivos

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Polmeros de Adio106

Polmeros formados pela adio de molculas de um s monmero. Polmeros vinlicos :Quando o monmero inicial tem oesqueleto C=C, que lembra o radical vinla. Exemplo : Polietileno - obtido a partir do etileno (eteno). Possuialta resistncia umidade e ao ataque qumico, mas tem baixa resistncia mecnica. O polietileno um dos polmeros mais usados pela indstria, sendo muito empregado na fabricao de folhas (toalhas, cortinas, envlucros, embalagens etc), recipientes (sacos, garrafas, baldes etc), canos plsticos, brinquedos infantis, no isolamento de fios eltricos etc.

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Polmeros de Adio107

Polmeros Acrlicos : Quando o monmero inicial temo esqueleto do cido acrlico: H2C=C(CH3)-COOCH3. Exemplo : Poliacrilonitrila: obtido a partir da nitrila do cidoacrlico (acrilonitrila). usado essencialmente como fibra txtil - sua fiao com algodo, l ou seda produz vrios tecidos conhecidos comercialmente como orlon, acrilan e dralon, respectivamente, muito empregados especialmente para roupas de inverno.

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Definio108

Polmeros vm do Grego poli (muitas) meros (partes) que o que caracteriza esse composto qumico, pois em geral uma aglomerao de grande nmero de molculas fundamentais chamadas de monmeros, da sua maior caracterstica a elevada massa molecular relativa.

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Monmeros109

No podemos falar de polmeros sem falar dos monmeros que formam a parte fundamental de um polmero que nada mais que uma repetio indefinida de monmeros02/05/2012

Tipologia110

Existem basicamente trs tipos de Polmeros so os Naturais, de Adio, de Condensao. Tambm podemos qualificar o polmeros devido a sua propriedade marcante. ex: alta elasticidade Elastmeros.

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Polmeros Sintticos111

Homopolmeros o caso mais simples e quando um polmero a soma de monmeros todas iguais entre si, como um elo de corrente.

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Polmeros Sintticos112

O processo de polimerizao do homopolmero acontece com uma quebra da ligao dupla tornando a molcula com duas ligaes livres: CH2=CH2 (-CH-CH-)n

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Polmeros Sintticos113

Um Polmero comum obtido por esse processo de Adio Teflon que usado em engrenagens, mancais, revestimento e panelas devido a sua propriedade de no prender resduos e suportar alta temperatura.02/05/2012

Polmeros Sintticos114

Copolmeros o mesmo processo do homopolmero s que neste caso os monmeros alternam (monmeros diferentes) podemos ter uma certa regularidade nesta alternncia como A-B-A-B... ou no A-B-B-BA-B-A alterando totalmente as propriedades do Polmero.

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Polmeros Sintticos115

Polmeros de Condensao o polmero obtido atravs de uma reao de eliminao de uma substancia mais simples (H2O, NH3, etc)

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Polmeros Sintticos116

polmeros importantes obtidos no processo de condensao o nilon (fibras txteis, engrenagem) e o Polister(tergal, terilene)Rolo de Nilon ainda a ser confeccionado02/05/2012

Um pouco de Historia

Para entendermos o polmero e seu desenvolvimento precisamos antes conhecer a sua historia.1000 A.C. - Os chineses descobrem o verniz extrado de uma rvore ( Rhus vernicflua ), usado em mveis domsticos at dcada de 1950. 0 A.C - Descoberta do chifre como material conformvel. Este comporta-se como uma chapa de material termoplstico, podendo ser cortado e moldado aps ter sido aquecido em gua quente.02/05/2012

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1550 - Primeira meno borracha natural feita por Valdes aps uma expedio Amrica Central, onde esta era utilizada como artigos desportivos e impermeveis h milhares de anos. 1839 - Charles Goodyear (E.U.A.) descobre a vulcanizao , processo que consiste na adio de enxofre borracha natural, de modo a torn-la mais forte e resistente. Este processo viabilizou o seu uso como importante material de engenharia 1909 - Hermann Staudinger inicia o desenvolvimento da borracha sinttica(isopreno ). 1922 -Hermann Staudinger inicia o trabalho que provar que os polmeros so constitudos por molculas em forma de longas cadeias formadas a partir de molculas menores, por polimerizao.02/05/2012

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1939 - Charles Goodyear inventa o processo de vulcanizao, que converte a borracha num material seco, resistente e elstico. 1973 - A produo mundial de plsticos supera a de ao, tomando como base o volume de material fabricado.1976 -As primeiras garrafas de PET para refrigerantes so produzidas em escala comercial pela Amoco, para a Pepsi-Cola.. Hoje -A preocupao com a reciclagem dos polmeros torna-se um assunto de mxima importncia, uma vez que o seu desenvolvimento e uso sero inviveis caso esse problema no seja adequadamente resolvido.02/05/2012

Propriedades e Caractersticas120

Pela historia reparamos que os polimeros tiveram uma grande importncia comercial devido a sua utilidade atravs de sua propriedades. Mas para podermos enumerar as propriedades temos de entender sua estrutura.

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Propriedades e Caractersticas

Polmeros Lineares: As macromolculas so encadeamentos lineares (normais ou ramificados) de tomos neste caso o polmero forma fios que se mantm isolados uns dos outros.

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Propriedades e Caractersticas122

Os polmeros lineares so TERMOPLSTICOS, isso podem ser amolecidos pelo calor e endurecidos pelo resfriamento n vezes sem perder propriedade, tambm pode ser dissolvido em solventes tornando assim possvel reciclado,so os mais encontrados no mercado

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Propriedades e Caractersticas123

Polmeros Tridimensionais: Formam ligaes em todas as direes do espao. neste caso torna-o muito rgido. Formam os polmeros Termofixos isto uma vez preparado no pode mais ser amolecido isso torna sua reciclagem complicada

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Propriedades e Caractersticas124

com alta dureza e resistncia a compresso e usado na industria para vernizes, tintas e objetos moldados como (cabo de panela, tomadas interruptores,etc..)02/05/2012

Propriedades e Caractersticas125

Temos tambm o Elastmero que e a propriedade entre o termoplstico e o termofixo. O elastmero pode ser esticado varias vezes o seu tamanho e ainda voltar a forma normal os elastmeros tambm so difceis reciclados.

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Propriedades e Caractersticas

devido a suas propriedades j citadas os elastmeros so muito usado nas industrias como borrachas para linha industrial e automotiva Artigos tcnicos isolantes eltricos, Borrachas para uso hospitalar, peas com adeso metal - borracha

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Light Emitting Polymers (LEP)

Esses polmero possuem ligaes Pi conjugadas, permitindo a mobilidade eltrica ao longo da cadeia. essa grande descoberta dos anos 70 nos permitira criar monitores de plstico msculos artificiais e uma infinidade de criaes que s a mente humana poder descobrir

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Um pouco de divero128

Clique na figura

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EquipamentosMOLDAGEM

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Polimerizaes130

Por Emulso: requer uma serie de aditivos como emulsificantes, tamponadores de PH, colides protetores reguladores de tenso superficial e de polimerizao e ativadores, usa pouca energia mas um processo complexo e de difcil purificao muito utilizado para 02/05/2012 poliadio

Polimerizaes131

Em massa : uma tcnica simples, onde s o monmero e o iniciador esto presentes no sistema. Caso a polimerizao seja iniciada termicamente ou por radiao, s haver monmero no meio reacional , esta tcnica econmica, alm de produzir polmeros com um alto grau de pureza, A agitao durante a polimerizao deve ser vigorosa para que haja a disperso do calor de formao do polmero por isso gasta muita energia. A polimerizao em massa muito usada na fabricao de lentes plsticas amorfas 02/05/2012

Polimerizaes132

Em soluo: alm do monmero e do iniciador, emprega-se um solvente. O polmero formado pode ser solvel ou insolvel no solvente usado, da caso seja insolvel ser filtrado e retirado o polmero, caso seja solvel ser adicionado um no-solvente para precipit-lo. No h superaquecimento neste processo, entretanto, o custo do solvente e o retardamento da reao so inconvenientes desta tcnica. SLURRY

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Polimerizaes133

Em suspenso: tambm conhecida como polimerizao por prolas ou contas. uma polimerizao heterognea, onde o monmero e o iniciador so insolveis no meio dispersante, em geral, a gua. A agitao do sistema um fator muito importante nesta tcnica, pois, dependendo da velocidade de agitao empregada, o tamanho da partcula varia. so adicionados ao meio reacional surfactantes que auxiliam na suspenso do polmero. A incorporao destes aditivos ao sistema dificulta a purificao do polmero obtido.02/05/2012

Polimerizaes134

Processo

VantagemAlto grau de pureza, Requer equipamentos simplesFcil controle da temperatura, A soluo polimrica formada pode ser diretamente utilizada Polimerizao rpida, Obteno de polmeros com alto peso molecular, Fcil controle da temperatura

DesvantagemDifcil controle de temperatura, Distribuio de peso molecular largaO solvente reduz o peso molecular e a velocidade da reao,Dificuldades na remoo dos solventes Contaminao do polmero com agentes emulsificantes e gua

Em MassaEm Soluo Por Emulso Por Suspenso

Fcil controle da Contaminao do polmero temperatura, Obteno do com agentes estabilizantes e polmero na forma de prolas gua, Requer agitao 02/05/2012 contnua

Noticia135

Cientistas reinventam reao qumica utilizada para fabricao de plsticos Da redao 26/10/2006 Qumicos da Universidade da Pensilvnia, Estados Unidos, criaram um novo processo para fazer a polimerizao via radical livre, a reao qumica responsvel pela criao de quase todos os produtos plsticos que conhecemos, dos copos descartveis ao canos de PVC. Ao contrrio do mtodo tradicional, que utilizado pela indstria h mais de 50 anos, o novo processo funciona a temperatura ambiente, utiliza menos catalisador metlico para guiar a reao qumica e tem um tempo de reao muito curto. Ou seja, o potencial de reduo de custos para a indstria enorme. Ao invs de utilizar como catalisador o cobre em soluo qumica, o novo processo utiliza cobre metlico. Isso significa que sero gerados muito menos sub-produtos, alm do que a indstria poder utilizar um solvente muito menos danoso ao meio-ambiente: a gua. "Ns basicamente reescrevemos a equao de como o processo de polimerizao pode funcionar, o que poder ter um impacto direto no custo da reao e no tipo de material que podemos criar," explica o cientista Virgil Percec.02/05/2012

Noticia136

A nova tcnica, batizada de polimerizao radicalar pela transferncia de nico eltron (SET-LRP), tambm d aos qumicos um maior controle sobre a arquitetura molecular dos polmeros que sero criados, permitindo utilizar materiais que no so permitidos pelo processo atual. O mecanismo da reao de sntese funciona to bem, segundo os cientistas, que as preocupaes com efeitos colaterais das reaes so muito pequenas. Alm disso, os polmeros resultantes no precisam sofrer um processo de purificao para eliminao do catalisador metlico. Enquanto o processo atual exige a transferncia de eltrons das camadas internas para conectar as molculas de monmeros que viro a formar os polmeros - o que exige grande quantidade de energia, - o novo processo transfere eltrons da camada mais externa dos tomos. Isto consome muito menos energia e altera o ciclo de catlise e, alm de menor quantidade do elemento ativador, permite o uso da forma elementar do cobre como catalisador.

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Noticia137

Material auto-cicatrizante imita pele humana, regenerando-se continuamente Da redao 14/06/2007Uma nova gerao de materiais dotados de capacidade de cicatrizao imita a pele humana, sendo capaz de se regenerar sucessivas vezes. O material hbrido possui em sua estrutura interna uma rede microvascular tridimensional que imita um sistema circulatrio biolgico. Agente Cicatrizador "Da mesma forma que um corte em nossa pele aciona um fluxo de sangue para promover a cicatrizao, uma quebra nesses novos materiais ir acionar o fluxo de agente cicatrizador para reparar o dano," diz a professora Nancy Sottos. Como o auto-reparo do material feito por um fluxo, danos na mesma regio podero ser consertados repetidas vezes. Quando comearam a pesquisa, os pesquisadores colocaram o "sangue" do material - o agente cicatrizador - no interior de microcpsulas distribudas ao longo de toda a sua estrutura interna. Quando o material se quebra, as microcpsulas se rompem e liberam o agente, que ento reage com um catalisador distribudo pelo material, fazendo o reparo da rea danificada. O problema que o agente cicatrizador logo acaba, impedindo que o conserto seja feito mais de uma vez no mesmo local. Agora eles conseguiram construir um sistema que permite um abastecimento contnuo do agente cicatrizador - da a analogia com o sistema circulatrio biolgico. "Em nosso novo enfoque baseado na circulao, h um suprimento contnuo de agente cicatrizador, de forma que o material pode consertar-se a si mesmo [quase] indefinidamente," explica Scott White, outro participante da pesquisa. 02/05/2012

Noticia138

Rede de microcanais O primeiro passo para a criao do novo material feito em um equipamento de prototipagem rpida, no qual uma estrutura tridimensional construda depositando-se sucessivas camadas de um polmero especial, da mesma forma que uma impressora jato-de-tinta deposita tinta sobre o papel. Quando a estrutura est pronta ela recoberta por uma resina epxi. Depois que a resina se cura, a pea inteira aquecida, fazendo com que a "tinta polimrica" se liqefaa e vaze, deixando uma pea de resina com uma rede de microcanais interconectados. No ltimo passo da fabricao, a rede de microcanais preenchida com o agente cicatrizador lquido e a superfcie da pea recoberta com uma camada epxi quebradia. Auto-cicatrizante Quando a pea auto-cicatrizante dobrada alm de um certo limite, criam-se pequenas fissuras no revestimento. As trincas se propagam atravs da estrutura at atingir os microcanais. O agente cicatrizador ento se move por capilaridade at a fissura, onde interage com as partculas do catalisador, promovendo o conserto. No atual estgio das pesquisas, o processo de cicatrizao funciona at sete vezes no mesmo local. Esta limitao poder ser resolvida implementando-se um sistema vascular - a rede de microcanais - baseado em redes duplas. Esse novo design permitir ainda a utilizao de novos processos qumicos - como epxis formadas por dois agentes distintos que endurecem quando se misturam. Essa soluo, sugerem os pesquisadores, poder finalmente dar ao material uma capacidade ilimitada de auto-cicatrizao.

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Bibliografia139

Fundamentos da Qumica Ricardo Feltre www.jorplast.com.br http://pt.wikipedia.org http://pslc.ws/spanish/mech.htm#strength http://www.inovacaotecnologica.com.br

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Termoplsticos- So os conhecidos plsticos constituindo a maior parte dos polmeros comrciais. - A principal caracterstica desses polmeros poder ser fundido diversas vezes. - Estrutura molecular: molculas lineares dispostas na forma de cordes soltos, mas agregados, como num novelo de l.- Exemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), poli(tereftalato de

etileno) (PET), policarbonato (PC), poliestireno (PS), poli(cloreto de vinila) (PVC), poli(metilmetacrilato) (PMMA).

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Bibliografia142

http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/exemplar14.ht ml www.dupont.com.br/public/port/ produto/produto_categoria.asp? Polmeros termoplsticos http://www.moderna.com.br/artigos/quimica/00 45

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COMPORTAMENTO DOS POLMEROS 143 TERMORRGIDOS FRENTE AO DE SOLVENTESAs ligaes entre cadeias so primrias, de alta energia e que no so passveis de rompimento pela ao de solventes. Assim, polmeros termorrgidos so Polmeros termoplsticos normalmente insolveis. A introduo de fluidos quimicamente compatveis com polmeros termorrgidos levam ao chamado inchamento desses, j que o fluido se insere entre as cadeias polimricas sem, no entanto, romper qualquer ligao cruzada.

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