TECNOLOGIA DOS PLÁSTICOS 2011

_________________ Técnico em Mecânica

SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI DR/MG

CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL ORLANDO CHIARINI

Pouso Alegre 2011

TECNOLOGIA DOS PLÁSTICOS


Presidente da FIEMG Olavo Machado Junior Gestor do SENAI Petrônio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Lucio José de Figueiredo Sampaio Gerente de Educação e Tecnologia Edmar Fernando de Alcântara Elaboração / Ano GEOVANI SILVA/2011

CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL ORLANDO CHIARINI – POUSO ALEGRE – MG.


AAPPRREESSEENNTTAAÇÇÃÃOO

“Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento.”

Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país, sabe disso, e, consciente do seu papel formativo, educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência: “formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada”. Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento, na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet - é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada ! Gerência de Educação e Tecnologia



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Sumário

APRESENTAÇÃO ........................................................................................................................................ 3

CAPÍTULO 1 - FUNDAMENTOS DOS POLÍMEROS .................................................................................. 6

INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................... 6

CLASSIFICAÇÃO ..................................................................................................................................... 7

APLICAÇÃO ........................................................................................................................................... 10

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................... 12

CAPÍTULO 2 – PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE MONÔMEROS E POLÍMEROS ............................ 13

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 15

PREPARAÇÃO DE ALGUNS MONÔMEROS ....................................................................................... 15

FONTES DIVERSAS DE MONÔMEROS ............................................................................................... 15

SIGLA DOS POLÍMEROS ...................................................................................................................... 15

CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍMEROS.................................................................................................... 17

PROPRIEDADES DOS POLÍMEROS .................................................................................................... 18


CAPÍTULO 3 – POLÍMEROS E A INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA ........................................................ 23

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 23

AUTOMÓVEIS, POLÍMEROS E INOVAÇÃO TECNOLÓGICA ............................................................. 30


CAPÍTULO 4 – RECICLAGEM DE POLÍMEROS ...................................................................................... 33

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 33

AS FONTES DE SOLUÇÃO PARA EVITAR POLUIÇÃO ..................................................................... 34

COLETA SELETIVA DO LIXO ............................................................................................................... 35

CLASSIFICAÇÃO DO DESCARTE DE POLÍMEROS ........................................................................... 35

SIMBOLOGIA PARA PLÁSTICOS (ABNT) ........................................................................................... 35

PRINCIPAIS PLÁSTICOS RECICLÁVEIS ............................................................................................. 36

PROCESSO DE RECICLAGEM DE POLÍMEROS ................................................................................ 38

PRODUTOS COM PLÁSTICO RECICLADO ......................................................................................... 40



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CAPÍTULO 5 – PROCESSO DE TRANSFORMAÇÃO DE POLÍMEROS ................................................. 42

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 42

PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS COMPÓSITOS ......................................................................... 42

TÉCNICAS DE PROCESSAMENTO ...................................................................................................... 45

PROCESSAMENTO DE PLÁSTICOS: EXTRUSÃO ............................................................................. 45

PROCESSAMENTO DE PLÁSTICOS: MOLDAGEM POR INJEÇÃO .................................................. 46

PROCESSAMENTO DE PLÁSTICOS: MOLDAGEM POR INJEÇÃO DE TERMOFIXOS ................... 48

PROCESSAMENTO DE PLÁSTICOS: RIM (REACTION INJECTION MOLDING) .............................. 48

PROCESSAMENTO DE PLÁSTICOS: MOLDAGEM POR SOPRO ..................................................... 48

PROCESSAMENTO DE PLÁSTICOS: MOLDAGEM POR TERMOENFORMAÇÃO ........................... 51

PROCESSAMENTO DE PLÁSTICOS: MOLDAGEM POR COMPRESSÃO ........................................ 52

PROCESSAMENTO DE PLÁSTICOS: MOLDAGEM POR TRANSFERÊNCIA ................................... 53


CAPÍTULO 6 – MOLDES PLÁSTICOS ...................................................................................................... 55

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 55

DEFINIÇÃO ............................................................................................................................................. 55

COMPOSIÇÃO ........................................................................................................................................ 55

DESCRIÇÃO ESPECÍFICA DOS COMPONENTES DO MOLDE .......................................................... 57




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CAPÍTULO 1

FUNDAMENTOS DOS POLÍMEROS

INTRODUÇÃO

O nome plástico vem do grego “plastikos”, que significa maleável.

Os materiais plásticos são compostos de resinas naturais ou sintéticas, que

através de pressão e calor podem fluir e tomar forma determinada. São materiais

orgânicos, obtidos através do craqueamento do petróleo, da hulha e do gás natural

liquido, ao contrário de materiais naturais, como madeira e metal. A matéria prima

utilizada para a obtenção do plástico pode ser largamente combinada, resultando em

novos polímeros que terão propriedades individuais.

Os materiais plásticos não são materiais vulgares, mas sim materiais nobres,

capazes de substituir qualquer outro material. O uso excessivo dos plásticos na era

moderna pode ser atribuído em grande parte à combinação de propriedades e

vantagens oferecidas somente por esta classe de substâncias.

Ele pode transformar-se em todo tipo de produto, assumindo as mais diversas

formas desde os mais comuns do dia a dia, aos projetos mais sofisticados, como os

plásticos resistentes à temperatura e altamente impermeáveis à corrosão.

Os plásticos podem ser afiados, moldados, laminados, usinados, flexíveis ou

rígidos, transparentes ou opacos, incolores ou pigmentados, pintados ou metalizados.

A produção mundial tem duplicado a cada cinco anos, sendo que quatro

categorias representam cerca de 80% do consumo total: o policloreto de vinila (PVC), o

polietileno de alta ou baixa densidade (PEAD e PEBD), o poliestireno (PS) e o

polipropileno (PP).

O PS e o PVC têm uso no mercado de embalagens, produtos descartáveis, no

revestimento de fios e cabos, revestimento de canais de irrigação e revestimentos. O

PVC estendeu sua utilização no mercado mobiliário (capas, forros, acolchoados,

cadeiras pré-moldadas) e o PS ao mercado de eletrodomésticos.

O Polietileno (PE) e o Polipropileno (PP) evoluíram principalmente no mercado

de filmes flexíveis para embalagens, cordas, etc.

Plásticos especiais (fibras sintéticas) têm seu consumo voltado para a fabricação

no vestuário: tergal, nylon, uso doméstico (tapetes) e indústria (cordas e cordonéis para

pneus).



7

Os plásticos de engenharia evoluíram no mercado da indústria automobilística e

de eletroeletrônica.

Os plásticos flexíveis, chamados borrachas sintéticas ou elastômeros, atendem

a 70% das necessidades mundiais. Os elastômeros apresentam vantagens em relação

à borracha natural, como maior resistência a abrasão e ao calor, mais uniforme no

processamento, fluidez na moldagem e diversidade de tipos.

CLASSIFICAÇÃO

Os produtos básicos dos materiais plásticos são as resinas sintéticas. Estas são

obtidas por reações químicas de polimerização, policondensação ou poliadição.

Polimerização

Reações de polimerização são aquelas que acontecem entre moléculas iguais

(monômeros) quimicamente não saturadas, que se unem, por rompimento das duplas

ligações, em longas cadeias, formando macromoléculas (polímeros).

Estas reações não alteram a composição química molecular, portanto são

reversíveis.

Policondensação



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Reações de condensação são aquelas em que moléculas iguais ou diferentes,

contendo grupos funcionais característicos (ex: aldeídico CHO, amínico (N2H,

metilênico CH2) reagindo entre si, originando moléculas mais complexas.

Poliadição

As reações de poliadição se dão da união química de um átomo da primeira

molécula e uma segunda. Ocorre entre moléculas de iguais ou diferentes

características sem eliminar nenhum elemento.



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As resinas sintéticas classificam-se em:

Termoplásticas

Termoestáveis ou termofixas

Elasticos ou Elastômeros

As termoplásticas possuem a propriedade química de tornarem-se moles e

pastosos durante a ação continua do calor, endurecendo somente com o resfriamento.

Desta forma podemos reaproveitar o material, quantas vezes forem necessárias, pois

não há nenhuma reação química que possa prejudicar suas qualidades a não ser

evidentemente uma pequena diminuição nos valores de suas propriedades, o que pode

ser sanado misturando-se percentualmente o material reaproveitado com material

virgem do mesmo tipo. Com uma mistura de 75% de material virgem, mais 25% de

material reaproveitado ( plástico moído) as propriedades não se alteram.

As resinas termoplásticas mais conhecidas são:

Poliamida ou Nylon (PA) Acetato de Celulose (CA)

Policarbonato (PC) Polimetilmetacriltato (PMMA)

Poliestireno (PS) Acrilenitrilo Butadieno Estireno (ABS)

Polietileno (PE) Polioximetileno (PCM)

Polipropileno (PP) Cloreto de Polivinila (PVC)

Os materiais termoestáveis ou termofixos são materiais cujas propriedades de

suas resinas adquirem a forma do molde somente sob ação do calor juntamente com

uma determinada pressão, no qual endurecem tomando então a forma definitiva.

Inicialmente o material deve ter um pré-aquecimento antes de entrar no molde para

diminuir o tempo de moldagem e eliminar a umidade existente. Logo após ter recebido



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a primeira aplicação de calor durante um curto ciclo, o material torna-se mole ficando

no ponto ideal para moldagem. Mantendo-se o material dentro do molde quente com

uma determinada pressão, durante um determinado período, o mesmo transforma-se

quimicamente e endurece.

A peça assim moldada, toma a forma definitiva e mesmo que seja novamente

aquecida não mais amolece, sendo impossível sua recuperação.

Os termofixos mais conhecidos são:

Fenol- formaldeido / baquelite (PF) Poliéster (UP)

Uréia-formaldeido (UF) Epóxi (EP)

Melamina-formaldeido (MF) Poliuretano (PU)

Silicone

Os Elásticos ou Elatômeros são materiais que possuem macromoléculascom

poucas pontes de rede. A formação das pontes ocorre devido à presença de enxofre,

que é responsável pela recuperação elástica do material (vulcanização). Fazem parte

deste grupo as borrachas naturais e sintéticas.

APLICAÇÃO

Na construção:

A indústria da construção recebeu um notável reforço do plástico através de

tubos de encanamento, válvulas, sifões, revestimento de paredes, piso, gabinetes para

pia, box para banheiro, etc. Em desenvolvimento, temos a casa feita de placas

plásticas.



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No trânsito:

As lentes dos semáforos foram substituídas por policarbonato, o mesmo material

que é utilizado nos capacetes dos astronautas. Está presentes em aviões, navios,

automóveis e transportes coletivos, devido sua alta versatilidade.

Nos esportes:

Barcos, tacos, bolsa, tênis, raquetes, redes, etc em tudo o plástico está

presente. Atualmente a grama sintética de poliestireno tem sido utilizada com grande

sucesso nos estádios.

Na medicina:

O polietileno de alta densidade tem sido utilizado com sucesso na fabricação de

próteses para substituir as articulações do quadril, dedos e joelho. Válvulas para o

coração em plástico afastam o risco da rejeição. Isso sem citar o obvio como óculos,

aparelhos de surdez, etc.

Vidro inquebrável:

O policarbonato é realmente inquebrável e transparente, 250 vezes mais forte

que o vidro e 30 vezes mais resistente que o acrílico.

Papel de plástico:

Nem o papel que parecia tão fatalmente dependente da celulose da madeira

escapa do avanço esmagador do plástico. Já se fazem livros e jornais a base de

polietileno.

Embalagens:

Neste campo o plástico impôs seu domínio, deslocando o vidro, a madeira, o

alumínio, o papel e o papelão. As embalagens plásticas são seguras, de fácil transporte

e apresentam baixo custo e ótima apresentação.

Aparelhos eletrodomésticos e eletro-eletrônicos:

Os plásticos substituíram os metais na indústria de eletrodomésticos devido a

sua versatilidade e aparência.



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REFERÊNCIAS

SENAI. MG. Tecnologia de materiais: materiais II. Belo Horizonte: SENAI/MG, 1998.

69 p. ISBN 8586909297 (broch.)

WIEBECK, Hélio; HARADA, Júlio. Plásticos de engenharia: tecnologia e aplicações. :

Artliber, 2005. 349 p. ISBN 858809827X (broch.)



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Petróleo

(100%)

Outros (10%)

Diesel e óleo para

aquecimento (70%)

Matéria-prima para ind. quim (7%)

Gaseificação (13%)

Polietileno (PE) Cloreto de

polivinila (PVC)

Poliuretano

(PUR)

Polipropileno

(PP)

Poliamida (PA)

Poliéster (UP)

Polímeros

(4%)

Outros produtos

químicos (3%)

Nafta

(20%)

Poliestireno

(PS)

CAPÍTULO 2

PROCESSOS DE PREPARAÇÃO DE MONÔMEROS E POLÍMEROS

INTRODUÇÃO

O enorme crescimento da indústria petroquímica, a partir da II Guerra Mundial,

propiciou o fornecimento da matéria-prima para o desenvolvimento da indústria de

monômeros e, paralelamente, da indústria de polímeros. No princípio era utilizado o

carvão como matéria-prima. Apenas em meados dos anos 50 aconteceu a substituição

por petróleo. A vantagem desta substituição estava em que se poderia aproveitar

racionalmente aquela parcela do refino, até aquela época sem valor, que no

craqueamento (quebra) do petróleo era utilizado como produto secundário.

Para mostrar a importância do petróleo na civilização moderna, especialmente

na indústria de monômeros e polímeros observe o esquema a seguir.

Neste esquema pode-se observar a participação de cada produto fabricado a

partir do petróleo no total desta matéria-prima. Fica claro que apenas 4% deste total é

utilizado para a produção de polímeros, especialmente os plásticos. Cada tipo de

polímero produzido, em seus compósitos, são utilizados em diversos utensílios do



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nosso cotidiano como baldes, tubulações de água, espumas, seringas, telefones, entre

outros.

Veja no próximo quadro alguns polímeros bastante conhecidos e suas matérias

base, que podem ser o petróleo, o gás natural e o carvão.

MONÔMEROS

Principais fontes de monômeros

Cerca de 5 milhões de compostos orgânicos já foram identificados, entretanto,

apenas 60.000 tem importância comercial e são usados na industria química.

Hoje a maioria das indústrias que produzem monômeros tem como fontes de

matéria-prima o petróleo e o gás natural, ou rotas alternativas como óleos e o carvão. A

grande utilização do petróleo e do gás natural se deve, principalmente, ao seu baixo

custo de produção e à facilidade de transporte. Os compostos provenientes do petróleo

são separados através de destilação fracionada, de acordo com seus diferentes pontos

de ebulição.

Alguns compostos isolados do petróleo são usados diretamente como

monômeros, enquanto outros atuam como precursores para síntese de monômeros de

estrutura mais complexa.

Apesar dos materiais inorgânicos serem muito abundantes, geralmente, não são

viáveis como monômeros, pois as ligações inorgânicas são vulneráveis ao ataque do

oxigênio e da umidade. Apenas os silicones, os fosfazenos e os vidros não possuem

este problema.



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PREPARAÇÃO DE ALGUNS MONÔMEROS

De acordo com a origem, os monômeros podem basicamente ser classificados

em dois grandes grupos: os que provêm de fontes fósseis e os que são oriundos de

fontes renováveis. No primeiro caso, incluem-se: carvão, petróleo, gás natural e xisto

betuminoso. No segundo caso, existem matérias-primas de fontes vegetais e animais,

cujo interesse econômico é específico e depende de uma diversidade de fatores, além

dos aspectos técnicos.

CARVÃO

Do carvão, como fonte desta indústria, pode-se obter o carbeto de cálcio

(carbureto), que dá origem ao acetileno (precursor), do qual se derivam muitos

monômeros tais como: etileno, cloreto de vinila, acetato de vinila, acrilonitrila,

cloropreno e melamina.

PETRÓLEO E GÁS NATURAL

Outra fonte de obtenção de monômeros é o petróleo ou gás natural. Para o caso

do petróleo, a fração conhecida como nafta, por craqueamento, produz etileno e outras

olefinas. Do etileno (eteno), pode-se produzir além dos já citados para o caso do etileno

proveniente do carvão, outros monômeros como: etilenoglicol, óxido de etileno, acrilato

de metila e estireno. Outros hidrocarbonetos como olefinas (propileno e butenos),

alcanos (butano) e aromáticos (benzeno) podem gerar os monômeros: acrilonitrila e

acrilato de metila; butadieno e anidrido maléico, fenol, ácido adípico, caprolactama,

hexametilenodiamina, respectivamente.

FONTES DIVERSAS DE MONÔMEROS

Outras fontes de monômeros: óleo vegetal, gases e outros compostos orgânicos.

O ricinoleato de glicerila é um precursor do monômero ácido ômega-

aminoundecanóico. De gases como CO, CO2, CH4 e fosgênio podem-se produzir

monômeros como aldeído fórmico, uréia, aldeído fórmico e diisocianato de alquileno,

respectivamente. O cloreto de metila pode originar o dimetildiclorosilano, enquanto que

o clorofórmio pode originar o tetraflúoretileno.



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SIGLA DOS POLÍMEROS

Seguindo normas internacionais (geralmente em inglês) os polímeros são

caracterizados por seqüências de letras (abreviaturas) que representam a sua estrutura

química. Letras complementares (códigos) caracterizam a utilização, aditivos e

propriedades básicas como densidade ou viscosidade.

Exemplos:

ABS – Copolí(acrílico/butadieno/estireno), em inglês: acrylic/butadyene/styrene

LDPE – Polietileno de baixa densidade, em inglês: Low Density Polyetilene

BR – Elastômero de polibutadieno, em inglês: Butadyene Rubber

E assim sucessivamente.

Eis, mais alguns exemplos:



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CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍMEROS

Além dos polímeros clássicos produzidos e comercializados há alguns anos, a

cada dia, novos polímeros surgem oriundos das pesquisas científicas e tecnológicas

desenvolvidas em todo o mundo. Logo, devido a grande variedade de materiais

poliméricos existentes, torna-se necessário selecioná-los em grupos que possuam

características comuns, que facilitem a compreensão e estudo das propriedades

desses materiais. Portanto, com este objetivo, os polímeros foram classificados de

acordo com suas estruturas químicas, características de fusibilidade, comportamentos

mecânicos, tipos de aplicações e escala de produção. A seguir, um resumo dessas

classificações:

Classificações baseadas em diversos critérios



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Classificação baseada no tipo de monômero e estrutura do polímero

(reação de polimerização)

PROPRIEDADES DOS POLÍMEROS

As propriedades especiais tão peculiares aos polímeros são conseqüência

principalmente de sua alta massa molecular. Quanto maiores as macromoléculas,

melhores suas propriedades mecânicas.

Os polímeros são constituídos de moléculas formadas pelo encadeamento de

milhares ou milhões de átomos. Por serem muito longas, estas cadeias se entrelaçam

formando um emaranhado que interage fortemente. Esta é uma das razões da grande

resistência mecânica dos polímeros, o que possibilita que sejam utilizados na

confecção de muitos objetos, tais como móveis, peças automotivas e peças para

construção civil.

Se as cadeias de macromoléculas estiverem não apenas entrelaçadas, mas

unidas através de ligações químicas, as chamadas ligações cruzadas, a resistência

mecânica é aumentada, permitindo a confecção de peças e objetos bastante

resistentes. Estes polímeros conseguem suportar condições relativamente drásticas de

uso, como choques, atritos ou tração. Outras vantagens da presença de muitas

ligações cruzadas entre as cadeias de macromoléculas são a estabilidade e resistência

térmica.



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São propriedades como resistência mecânica, resistência térmica, estabilidade

frente a substâncias químicas, resistência elétrica, permeabilidade a gases etc. que

irão determinar como o polímero vai ser utilizado.

De acordo com seu comportamento mecânico, os polímeros podem ser

classificados como elastômeros, fibras, plásticos rígidos ou plásticos flexíveis.

É possível obter polímeros com propriedades e características tecnológicas pré-

estabelecidas através do controle sistemático das reações de polimerização. Fatores

como condições de reação (temperatura, pressão, catalisadores etc.), introdução de

substâncias capazes de promover reticulações e/ou copolimerizações, são

determinantes.

Uma prática bastante comum na indústria de polímeros é a adição de

substâncias denominadas aditivos, que conferem propriedades especiais à resina

polimérica.

As fibras são matérias termoplásticas que possuem cadeias poliméricas

posicionadas paralelamente em sentido longitudinal. Elas apresentam alta resistência à

deformação, mas podem sofrer alongamentos. São comumente utilizadas na confecção

de roupas. Ex.: raiom, nylon, viscose, acetato de celulose etc.

Denomina-se elastômero um polímero que pode sofrer alongamentos reversíveis

muito grandes. São utilizados, por exemplo, na confecção de pneus, sola de sapatos

etc.

A borracha natural apresenta propriedades elásticas e é um elastômero. Ela é

obtida a partir do látex extraído da planta chamada seringueira, a Hevea brasiliensis. O

processo de vulcanização da borracha por aquecimento com enxofre, proposto por

Charles Goodyear em 1839, conferiu à borracha propriedades tais como resistência

mecânica e térmica, expandindo o seu uso em todo o mundo.

A seguir, algumas considerações particulares sobre propriedades dos polímeros:

Densidade

Os polímeros apresentam uma densidade relativamente baixa se comparados a

outros materiais. A faixa de variação de densidade destes materiais estende-se de

aproximadamente 0,9 g/cm3 ate 2,3 g/cm3. Mais leves que metais ou cerâmica.

Exemplo: o PE é 3 vezes mais leve que o alumínio e 8 vezes mais leve que o aço.

Motivação para uso na indústria de transportes, embalagens, equipamentos de

esporte...



20

Condutibilidade térmica

A condutibilidade térmica dos polímeros situa-se na faixa de 0,15 a 0,5 W/mK.

Um motivo para baixa condutibilidade térmica destes materiais é a falta de elétrons

livres no material.

Uma desvantagem da péssima condutibilidade térmica aparece no

processamento dos polímeros. O calor necessário para o processamento só pode ser

introduzido lentamente, e no final do processamento, também é novamente de difícil

remoção.

A condutividade térmica dos polímeros é cerca de mil vezes menor que a dos

metais. Logo, são altamente recomendados em aplicações que requeiram isolamento

térmico, particularmente na forma de espumas.

Condutibilidade elétrica

Em geral os polímeros conduzem muito mal a energia elétrica. Eles têm elevada

resistência e com isso baixa condutibilidade em comparação a outros materiais. A

resistência elétrica dos polímeros é dependente da temperatura e diminui com o

aumento da temperatura. A razão para a baixa condutibilidade elétrica é a mesma para

a térmica, a falta de elétrons livres. Observando esta propriedade os polímeros são

altamente indicados para aplicações onde se requeira isolamento elétrico.

Pode-se melhorar sua condutibilidade elétrica introduzindo-se pós metálicos

nesses materiais. A adição de cargas especiais condutoras (limalha de ferro, negro de

fumo) pode tornar polímeros fracamente condutores, evitando acúmulo de eletricidade

estática, que é perigoso em certas aplicações.

Há polímeros especiais, ainda em nível de curiosidades de laboratório, que são

bons condutores. O Prêmio Nobel de Química do ano 2000 foi concedido a cientistas

que sintetizaram polímeros com alta condutividade elétrica.

Permeabilidade a luz

Os termoplásticos amorfos como o PC, PMMA, PVC bem como a resina UP, não

se diferenciam consideravelmente em sua transparência do vidro que chega a 90%,

isto corresponde a um nível de transmissão de 0,9.

Porém uma desvantagem dos polímeros é que influencias do meio ambiente,

como por exemplo, atmosfera ou variação de temperatura, pode causar turbidez e com

isso, piora a transparência.



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Resistência à corrosão

As ligações químicas presentes nos plásticos (covalentes/Van der Walls) lhes

conferem maior resistência à corrosão por oxigênio ou produtos químicos do que no

caso dos metais (ligação metálica).

Isso, contudo, não quer dizer que os plásticos sejam completamente invulneráveis ao

problema. Ex: um CD não pode ser limpo com terebintina, que danificaria a sua

superfície.

De maneira geral, os polímeros são atacados por solventes orgânicos que

apresentam estrutura similar a eles. Ou seja: similares diluem similares.

Porosidade

O espaço entre as macromoléculas do polímero é relativamente grande. Isso

confere baixa densidade ao polímero, o que é uma vantagem em certos aspectos.

Esse largo espaçamento entre moléculas faz com que a difusão de gases

através dos plásticos seja alta. Em outras palavras: esses materiais apresentam alta

permeabilidade a gases, que varia conforme o tipo de plástico. A principal

conseqüência deste fato é a limitação dos plásticos como material de embalagem, que

fica patente no prazo de validade mais curto de bebidas acondicionadas em garrafas

de PET. Por exemplo, o caso da cerveja é o mais crítico. Essa permeabilidade,

contudo, pode ser muito interessante, como no caso de membranas poliméricas para

remoção de sal da água do mar.

PROPRIEDADES MECÂNICAS INTERESSANTES

Alta flexibilidade, variável ao longo de faixa bastante ampla, conforme o tipo de

polímero e os aditivos usados na sua formulação;

Alta resistência ao impacto. Tal propriedade, associada à transparência, permite

substituição do vidro em várias aplicações. Quais seriam? lentes de óculos (em acrílico

ou policarbonato), faróis de automóveis (policarbonato), janelas de trens de subúrbio,

constantemente quebradas por vândalos (policarbonato); contudo, a resistência à

abrasão e a solventes não é tão boa quanto à do vidro. Lentes de acrílico riscam

facilmente e são facilmente danificadas se entrarem em contato com solventes como,

por exemplo, acetona!



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Baixas Temperaturas de Processamento - Conformação de peças requer

aquecimento entre Tamb e 250oC. Alguns plásticos especiais requerem até 400oC.

Disso decorre baixo consumo de energia para conformação e requer equipamentos

mais simples e não tão caros quanto para metais ou cerâmica.

Ajuste Fino de Propriedades através de Aditivação - Cargas inorgânicas minerais

inertes (ex. CaCO3) permitem reduzir custo da peça sem afetar propriedades. Exemplo:

piso de vinil/cadeiras de jardim (PP), que contém até 60% de cargas. Uso de fibras

(vidro, carbono, boro) ou algumas cargas minerais (talco, mica, caolim) aumentam a

resistência mecânica; As cargas fibrosas podem assumir forma de fibras curtas ou

longas, redes, tecidos. Negro de fumo em pneus (borracha) e filmes para agricultura

(PE) aumenta resistência mecânica e a resistência ao ataque por ozônio e raios UV.

Aditivos conhecidos como plastificantes podem alterar completamente as

características de plásticos como o PVC e borrachas, tornando-os mais flexíveis e

tenazes. A fabricação de espumas é feita através da adição de agentes expansores,

que se transformam em gás no momento da transformação do polímero, quando ele se

encontra no estado fundido.

REFERÊNCIAS

Os plásticos. Disponível em <http://www.abiplast.org.br/index>. Acesso em 20/05/08. Curso básico de plásticos. Disponível em <http://www.em.pucrs.br/>. Acesso em 10

junho 09.

MANO, Eloísa B. Introdução a Polímeros. 1ª ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1985. MICHAELI, W et al. Tecnologia dos Plásticos. 1ª ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1995.

http://www.abiplast.org.br/index%3e.

http://www.em.pucrs.br/~jfazzi/Materiais/MateriaisP2.pdf



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CAPÍTULO 3

POLÍMEROS E A INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA

INTRODUÇÃO

A substituição pela indústria automobilística de materiais tradicionais por plástico

se deu de forma gradativa ao longo de vários anos, mas apenas décadas de 1980 e

1990 é que o ritmo dessa substituição se acelerou. Razões diversas, tanto econômicas,

quanto tecnológicas, influenciaram o andamento dessa mudança. As crises do petróleo

de 1973 e de 1979 trouxeram a conscientização para o problema da escassez de

combustível e para a vulnerabilidade do uso indiscriminado de recursos naturais de

fontes não-renováveis. Essas crises podem ser consideradas como o momento

decisivo da tomada de posição quanto à construção de carros mais eficientes, seguros,

confortáveis e que consumissem menos combustível.

Pode-se dizer, porém, que somente após a superação de limitações

tecnológicas, com o desenvolvimento de polímeros de alto desempenho, é que os

plásticos passaram a fazer parte essencial dos automóveis. Hoje, considerando-se o

volume dos materiais, são usados mais plásticos do que aço na construção de um

veículo, devido ao grande número de aplicações que os polímeros encontraram nesse

produto.

A média de 30 quilos de polímeros empregada por veículo, na década de 70,

passou a representar cerca de 180 quilos no final da década de 1990.

A indústria automobilística e os polímeros

Os plásticos têm demonstrado um alto índice de confiabilidade e muitas

vantagens sobre os materiais tradicionais que vieram a substituir, tais como o aço, o

alumínio e o vidro, por exemplo. Além de permitir maior flexibilidade de projeto e

economia na produção, sua baixa densidade é essencial para a redução do consumo

de combustíveis, uma vez que a substituição de materiais diversos por cerca de 100

quilos de plástico, em um carro pesando 1 tonelada, trará uma economia de

combustível de 7,5%. Aproximadamente, para 100 quilos de peças plásticas utilizadas

em um veículo, 200 a 300 quilos de outros materiais deixam de ser consumido, o que

se reflete em seu peso final. Assim, um automóvel, com uma vida útil de 150 mil



24

quilômetros, poderá economizar 750 litros de combustível devido a utilização dos

plásticos. Dados norte-americanos informam que, como são produzidos naquele país

15 milhões de carros/ano, quase 20 milhões de litros de gasolina são economizados e

4,7 milhões de toneladas de dióxido de carbono deixam de entrar na atmosfera devido

ao uso de peças plásticas.

No que se refere especificamente a itens de segurança, os polímeros

possibilitam a fabricação de pára-choques com propriedades de absorção de impacto,

air-bags, proteções contra impacto lateral (que não lascam ou fraturam) e cintos de

segurança, diminuindo de forma marcante os casos fatais em acidentes.

A Tabela 1 apresenta uma relação das principais vantagens e desvantagens

identificadas no que se refere ao uso do plástico como parte integrante do automóvel.

Observa-se que a relação proposta não esgota o assunto, que é muito mais amplo e

complexo. De uma forma geral, pode-se depreender que a principal vantagem advinda

do uso de plásticos se refere à economia, tanto de combustível quanto de

investimentos em produção.



25

Por outro lado, existe a possibilidade de sofisticação do design, o uso de formas

e soluções menos tradicionais e o aumento de segurança.

Quanto às desvantagens apontadas, elas se referem a itens que são comuns a

maioria dos materiais plásticos. Entretanto, de acordo com a especificação necessária

do material a ser utilizado, pode existir um tipo de polímero especialmente produzido

para atender às exigências de uso, superando uma desvantagem encontrada em um

plástico comum. Por exemplo, a mistura de poli(óxido de metileno) e poliamida,

disponível no mercado sob o nome de Noryl (marca registrada da GE), é um material

com características especiais para receber pintura, além de ter excelente resistência ao

impacto e altíssima estabilidade dimensional. Ainda, o poli(sulfeto de fenileno) é um

material com alta resistência à chama, o que o torna ideal para aplicações que exijam

esse tipo de propriedade.

Foram produzidos no mundo, em 2000, cerca de 59 milhões de veículos. No

Brasil, a produção em 2000 foi de 1,7 milhões de veículos e o faturamento dessa

indústria, no valor de US$ 20 milhões, representou 10,2% do PIB industrial brasileiro

daquele ano, o que demonstra sua importância no cenário do país. Com base nesses

números, partindo-se do princípio que um automóvel médio pesa em torno de 1

tonelada, e que cada veículo usa cerca de 100 quilos de plástico, isto é,

aproximadamente 10% de seu peso, pode-se estimar que em 2000 a indústria

automobilística mundial consumiu em torno de 6 milhões de toneladas de plástico. No

Brasil, esse cálculo leva a um montante em torno de 170 mil toneladas de plástico. A

Tabela abaixo, elaborada a partir da contribuição de diversos autores, apresenta os

principais polímeros utilizados na indústria automobilística, as propriedades que os

fazem ser especiais para a finalidade, as peças produzidas, bem como seus

fornecedores no Brasil.

Polímeros Propriedades Peças Produzidas

Polietileno de

alta densidade

(HDPE)

(Fabricante no

Brasil: Braskem;

Ipiranga;

Politeno; Solvay)

Resistência a calor

Resistência a solventes

Baixa permeabilidade

Boa processabilidade

Baixo custo

Bombona de reserva; Caixa do triângulo de

emergência; Proteção anti-cascalho;

Reservatório de água do pára-brisa; Sistema

de distribuição de combustível; Tanque de

combustível;

Polipropileno Alta resistência química e Bandeja traseira (sobre o porta-malas); Caixa



26

(PP) e suas

composições

(Fabricante no

Brasil:

Borealis/Braskem

; Branco/Dow;

Braskem;

Ipiranga;

Polibrasil)

a solventes

Boa estabilidade

dimensional

Flexibilidade

Durabilidade

Baixos custos

Excelente balanço

impacto/rigidez

Boa resistência às

intempéries

Boa resistência a riscos

da bateria; Caixa de calefação;

Caixa de ferramentas; Caixa de primeiros

socorros; Caixa do cinto de segurança; Caixa

do retrovisor interno; Caixa elétrica central;

Calotas; Carpetes; Cobertura da bateria

(proteção da parte superior, prevenção contra

curto-circuito); Cobertura do volante;

Cobertura dos amortecedores;

Conduto de aspiração de ar; Condutos de ar;

Condutos de ar; Conjunto de regulagem dos

bancos; Console; Corpo do filtro de ar;

Depósito de expansão da água de

refrigeração do motor; Depósito do fluido de

freio;

Empunhadura do freio de mão; Estribo de

acesso das portas; Frisos laterais;

Grades de circulação de ar; Inserto (alma) do

encosto de cabeça; Inserto

(alma) do quebra-sol; Inserto do descansa

braço; Painéis das portas; Painel de

instrumentos; Pára-choques; Porta-cassetes;

Porta-luvas; Proteção da borda dos pára-

lamas; Proteção da correia dentada; Proteção

do ventilador do radiador; Revestimento da

coluna de direção; Revestimento das colunas;

Revestimento do marco da porta;

Revestimento do porta-malas;

Revestimento do teto (interno); Revestimento

dos bancos; Revestimento interior dos pára-

lamas; Revestimento interior traseiro;

Revestimento lateral do teto (interno); Spoiler

traseiro (porta-malas); Spoiler traseiro (teto);

Tampas da bateria; Ventilador

Poli(óxido de

metileno) (POM)

e seus

copolímeros

(Não fabricado

no Brasil)

Excelente estabilidade

dimensional;

Baixa absorção de água

Resistência à fricção

Alta resistência à fadiga

Movimentação dos vidros das portas;

Manivela de movimentação dos vidros das

portas; Guia dos vidros das portas;

Engrenagens do moto redutor do sistema de

movimentação dos vidros das portas;

Limpadores de pára-brisa; Engrenagens do

moto redutor do sistema de acionamento do

limpador; Cintos de segurança;

Ancoragem do cinto de segurança na coluna

do veículo; Dispositivo de retração; Espelhos

retrovisores; Coxim e elementos deslizantes;

Carcaça e engrenagens do moto redutor do

sistema de movimentação do espelho;

Suporte do espelho retrovisor; Fechaduras;

Carcaça do mecanismo de fechamento; Corpo



27

de fechamento da tampa do porta malas;

Engrenagens do sistema de fechamento

centralizado; Circuito de combustível; Bóia do

carburador; Carcaça do filtro de combustível;

Componentes da bomba de combustível;

Gargalo de alimentação do combustível;

Tampa do gargalo de alimentação de

combustível; Válvula anti-retorno de

combustível

Exterior

Alavanca da abertura das portas; Grampos

para instalação dos frisos laterais; Guias de

movimentação do teto solar; Parte dos pára-

choques

Interior

Alavanca de rebatimento do encosto dos

bancos dianteiros (veículos de 2 portas);

Alavanca de abertura da tampa do porta

malas; Alavancas de comando dos limpadores

de pára-brisa e das setas; Guia de

deslocamento dos bancos; Manivela de

regulagem de posição do encosto dos bancos;

Suporte do quebra-sol

Suporte do encosto de cabeça; Tampa dos

alto-falantes; Sistemas de frenagem,

transmissão, amortecimento e direção;

Elemento de regulagem dos faróis; Elementos

deslizantes da coluna de direção;

Engrenagens do sistema de embreagem;

Suporte da alavanca das marchas; Terminais

do chicote de cabos; Válvula do servo-freio;

Sistema de calefação; Alavancas de

regulagem; Engrenagens dos comandos do

sistema de calefação

Outros

Manivela de movimentação do teto solar;

Partes do macaco para elevação do veículo;

Pistão do sistema de transmissão hidráulica;

Rotor da bomba d’água; Terminal do cabo de

embreagem

Polímeros

fluorados

Politetrafluoroeti-

Alta resistência térmica

Resistência a óleo

Resistência a agentes

Bomba de combustível elétrica; Elemento

deslizante do amortecedor;

Elemento deslizante do freio; Guia do pistão



28

leno

(PTFE) e suas

composições

(Fabricante no

Brasil:

Du Pont (*)

químicos do amortecedor; Indicador de desgaste de

freio

Poli(teleftalato de

butileno) (PBT)

Poli(teleftalato de

butileno) de alto

impacto

(PBT-HI)

(Fabricante no

Brasil: GE (*)

Rhodia)

Boa resistência mecânica

Boa resistência térmica

Boa estabilidade

dimensional


Isolamento elétrico

Ancoragem dos retrovisores laterais; Caixa de

conectores do sistema elétrico; Calota;

Carcaça da bomba do circuito de água para o

pára-brisa;

Carcaça do moto redutor do sistema de

movimentação dos vidros;

Carcaça do motoredutor dos limpadores de

pára-brisa; Carcaça do

sistema de ignição (distribuidor); Carcaça dos

faróis; Cinzeiros;

Comando do sistema de movimentação dos

vidros; Conectores;

Elementos de regulagem dos faróis; Estojo de

fusível; Grades;

Palhetas dos limpadores de pára-brisa; Pára-

lama; Pistão do servofreio;

Porta-escovas de motores elétricos; Relés;

Suporte do regulador dos retrovisores laterais;

Tampa do air-bag

Polímeros de

Líquido cristalino

(LCP)

(Não Fabricado

no Brasil)

Resistência ao calor

Auto-retardante de chama


Alta resistência mecânica

Excelente resistência

química

Fácil processabilidade

Conectores; Porta-escovas de motores

elétricos; Suporte da bobina

Poli(sulfeto de

fenileno) (PPS)

(Não Fabricado

no Brasil)

Elevada rigidez

Excelentes propriedades

mecânicas

Transparência a micro-

ondas

Excelentes propriedades

elétricas


Auto-retardamento de

chama

Carcaça dos faróis; Paletas da bomba de

vácuo; Suporte da bobina; Suporte do porta-

escovas do motor de refrigeração; Válvulas do

filtro de ar

Policarbonato

(PC)

(Fabricante no

Semelhança a vidro

Alta resistência ao

impacto

Boa estabilidade

Faróis; Lanternas; Painel de instrumento



29

Brasil: GE (*) e

Policarbonato)

dimensional

Boas propriedades

elétricas

Boa resistência às

intempéries

Resistência à chama

Capacidade de refletir a

luz

Estabilidade a radiações

de ultravioleta

Poliuretano

(PU)

(Fabricante no

Brasil: Basf,

Bayer, Resana)

Excepcional resistência a

abrasão

Absorvedor de energia

Isolamento acústico


Pára-choque; Estofamento dos bancos;

Coxins; Tapes Suporte do motor;

Enchimento do pára-choque;

Poliamida (PA)

(Fabricante no

Brasil:

Mazzaferro,

Rhodia)

Boa processabilidade

Resistência à tensão

Resistência a alta

temperatura

Excelente estabilidade

dimensional

Dutos de captação de ar; Engrenagens;

Conectores de sistema de injeção;

Sistema de freio de estacionamento;

Escaninho do airbag

Poli(metacrilato

de metila)

(PMMA)

(Fabricante no

Brasil:

Metacryl)

Semelhança ao vidro

Boa resistência química

Alta resistência às

intempéries

Transparência

Fibras óticas; Lanternas; Protetor de chuva

nas janelas

Copoli(estirenobu

tadienoacrilonitril

a)

(ABS)

(Fabricante no

Brasil: GE (*),

Bayer)

Resistência à corrosão

Alta resistência química

Ótima processabilidade

Resistência ao impacto

Resistência a baixas

temperaturas

Grande estabilidade

dimensional

Grades; Calotas; Painel de instrumentos;

Carcaça de lanterna

Copoli(estirenoac

rilonitrila)

(SAN)

(Fabricante no

Brasil: Bayer)

Resistência à intempéries


Resistência ao impacto

Resistência a baixas

temperaturas

Grades de ventilação

Poli(cloreto de

vinila) (PVC)

(Fabricante no

Brasil: Braskem,

Alta resistência à chama

Semelhança a couro

Flexibilidade de

processamento

Filtros de ar e de óleo; Revestimento de

bancos; Painéis e interiores;

Revestimento de fios e cabos elétricos



30

Solvay)

Poli(óxido de

metileno)/

poliamida

(Noryl GTX)

(Fabricante no

Brasil: GE (*))

Boa resistência a impacto

Alta resistência a

solventes

Boa resistência a alta

temperatura

Baixa absorção de

umidade

Fácil colagem e pintura


Excepcional brilho

Pára-lama

Poli(tereftalato

de butileno)/

Policarbonato

(Xenoy)

(Fabricante no

Brasil: GE (*))


mecânica


química

Alta resistência às

intempéries

Resistência a altas

temperaturas

Retenção de cor

Resistência a ultravioleta

Painel de instrumento

Pára-choque

Painel lateral externo

Ponteira de pára-choque

Spoilers

Poli(tereftalato

de etileno)

(PET)

(Fabricante no

Brasil:

Braskem, Fibra

Nordeste,

Rhodia)

Alta resistência mecânica

Alta resistência térmica

Alta resistência química

Transparência

Alta impermeabilidade


Carcaça de bombas; Carburador; Limpador de

parabrisa; Componenteselétricos

Automóveis, polímeros e inovação tecnológica

Em nível internacional, o relacionamento entre as indústrias de polímeros e de

veículos tem sido intenso e bastante profícuo. Conforme observado anteriormente, a

presença de peças plásticas nos automóveis foi fundamental para se conseguir

melhores padrões de segurança, economia de combustível e flexibilidade de

manufatura.

Ao longo dos anos, os consumidores se tornaram mais exigentes em relação

aos produtos que adquirem. Eles querem carros que tenham alta performance, porém

não consideram menos importantes itens como confiabilidade, segurança, conforto,

economia, estilo, preço competitivo e, cada vez mais, respeito ao meio ambiente.

Somente os materiais plásticos podem responder aos desafios advindos dessas

demandas conflitantes. Ainda, a crescente personalização que o consumidor espera



31

dos veículos, fazendo com que aumentem os chamados produtos tailor-made, faz

prever que a diversidade se tornará, em pouco tempo, a regra em vez de exceção – e

somente a versatilidade e fornecedores dos polímeros e composições, a partir de

matéria-prima importadas a flexibilidade dos plásticos permitirão que se fabriquem

diferentes carros, baseados no mesmo chassi.

Prevê-se, portanto, que essas duas indústrias não deverão dissociar seus rumos

por muitos e muitos anos de modo a, cada vez mais, cumprir o desafio de fabricar

veículos seguros, econômicos e confortáveis, dentro de avançados padrões

tecnológicos.

No que se refere ao Brasil, pode-se afirmar que a indústria automobilística foi

uma das grandes catalisadoras da introdução de inovações tecnológicas na indústria

de polímeros. Isto se tornou mais real a partir da fabricação no país dos “carros

mundiais”, quando as subsidiárias nacionais das montadoras passaram a exigir

produtos que tivessem os mesmos padrões aprovados pelas suas matrizes, em seus

países de origem.

A indústria automobilística encontra no Brasil um grande fabricante de polímeros

para usos gerais e para alguns usos especiais e que está preparado, por esforço

próprio, para atender, através de fornecimento tailor-made, às crescentes exigências

das montadoras. Essa autonomia tecnológica também faz com que o país seja um

importante fabricante de compostos poliméricos, especialmente desenvolvidos para

suprir as necessidades dessas montadoras. Além disso, a indústria de polímeros no

Brasil é, de longe, a mais importante da América do Sul, sendo, por isso, um destacado

fornecedor para montadoras de automóveis em outros países latinos, especialmente a

Argentina.

Entretanto, conforme já mencionado, peças plásticas, que demandem situações

extremas de uso, são confeccionadas no país a partir de matéria-prima importada.

Essas peças utilizam polímeros que representam o que existe de mais avançado

tecnologicamente na área. Por um lado, sabe-se que as quantidades demandadas por

esses materiais no país são pequenas, não justificando a produção dos mesmos em

escalas mínimas que seriam, na melhor das hipóteses, anti-econômicos.

Por outro lado, existe todo um processo de não globalização tecnológica na área

de polímeros, centralizando em poucos fornecedores mundiais.



32

É de se esperar que haja grande dificuldade para que empresas nacionais

consigam licenciar o que existe de mais atual em matéria de tecnologia em polímeros,

caso desejem produzir no país esses materiais mais sofisticados.

A realidade nacional mostra a existência de empresas produtoras de polímeros

excessivamente comprometidas com P&D de curto prazo, tentando adaptar seus

produtos às condições do país e diferenciá-los para ganhar nichos de mercado, nos

quais conseguem se fazer competitivas face às multinacionais de grande porte e nisso

elas se destacam com grande sucesso. Essas empresas, contudo, negligenciam os

desenvolvimentos de longo prazo, que trazem consigo um alto grau de incerteza e de

imprevisibilidade, mas que poderiam garantir altos ganhos (tanto financeiro, quanto de

competitividade) no futuro.

REFERÊNCIA

Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 13, nº 2, p. 107-114, 2003



33

CAPÍTULO 4

RECICLAGEM DE POLÍMEROS

INTRODUÇÃO

Desde o advento da descoberta dos polímeros até os dias atuais, este material

tem sido descartado no meio ambiente, pelo mundo, de maneira indiscriminada e

rápida. Tanto que o aumento da presença deste material em lixões, aterros sanitários e

no meio ambiente em geral não foi por acaso.

Em países da América do Norte e europeus, principalmente estes últimos, há

uma crescente preocupação com a presença desses materiais poluidores que

demoram muitos anos para se degradarem mesmo estando em aterros.

Alguns países já utilizam os plásticos descartados como energia na reciclagem

energética, mas, o método de reciclagem mais usado ainda é a reciclagem mecânica.

Já em países em desenvolvimento como o Brasil, a utilização de materiais

descartados ainda não é uma constante. Porém, quem trabalha com reciclagem ainda

peca por ignorar processos de identificação dos materiais plásticos, este que é de

suma importância no caso de se trabalhar com plásticos pós-consumo.

Esta que pode ser desde uma identificação bem simples como a identificação

por simbologias até as mais sofisticadas como espectroscopia por Infravermelho.

Em vista disso tudo é importante o conhecimento dos processos de reciclagem a

fim de verificar a importância da identificação dos materiais plásticos, mesmo a mais

simples, para as empresas que trabalham com descartados e que são de suma

importância para o meio ambiente e para a sociedade.

É importante ressaltar que estes materiais, na sua maioria commodities, são os

plásticos mais difundidos entre os transformadores desta matéria-prima, mas que não

possuem as mesmas características dos materiais de engenharia.

São também mais baratos e geralmente aplicados em produtos de grande

demanda como é caso dos polietilenos, polipropileno, muito utilizados em embalagens.



34

AS FONTES DE SOLUÇÃO PARA EVITAR POLUIÇÃO

Um dos caminhos para minimizar os problemas ambientais relacionados ao uso

de plásticos é o uso de plásticos rapidamente degradáveis, que podem ser derivados

de vegetais ou produtos petroquímicos modificados (de cadeia mais curta); outro é a

reciclagem mecânica, que converte o material descartado em grânulos reutilizáveis;

outro é a reciclagem química, que usa o material descartado como matéria-prima para

plásticos novos; finalmente, há a alternativa da incineração sob condições controladas

que, quando inclui o aproveitamento de energia gerada, pode ser chamado de

reciclagem energética.

Resumidamente podem-se considerar as seguintes fontes de solução para evitar a

poluição por lixo sólido:

Manejo de aterros sanitários

Incineração

Legislação e educação do povo

Reciclagem de plásticos;

Plásticos degradáveis;

Não descartar os sacos de plástico do supermercado após uma só utilização.

Reutilizar estes o maior número de vezes possível. Quando não for possível

reutilizar os sacos, deposite-os nos locais apropriados para que possam ser

reciclados;

Preferir produtos que possibilitam a utilização de recargas: a utilização de

recargas poupa matérias-primas e diminui os resíduos produzidos.

Esta última década foi importante para a conscientização das pessoas sobre os

danos que o uso indiscriminado dos recursos pode causar ao meio ambiente, levando o

consumidor a assumir uma atitude mais crítica em relação às suas opções de

consumo. Características de produtos, que até há pouco tempo não eram consideradas

essenciais no processo de escolha, passaram a representar um peso na percepção

das pessoas no ato da compra, favorecendo produtos com características de

preservação ambiental, isto é, biodegradáveis, não-tóxicos, feitos com matérias-primas

recicladas, entre outros.



35

Tratar o lixo sólido, ao qual os resíduos poliméricos pertencem, significa reduzir os

seus impactos negativos no meio ambiente e também induzir a população a perceber e

questionar a maneira mais correta de usufruir do meio no qual todos vivemos.

COLETA SELETIVA DO LIXO

A maioria dos materiais plásticos são recicláveis. A reciclagem dos plásticos é

uma solução viável, não só sob o ponto de vista econômico, mas também como forma

de preservação do meio ambiente.

A reciclagem de embalagens usadas permite produzir materiais de qualidade,

novos objetos ou mesmo novas embalagens, num ciclo praticamente interminável, com

ou sem adição de matéria-prima virgem.

A reciclagem dos plásticos pode fazer-se partindo duma coleta seletiva do lixo,

separando e identificando os diferentes materiais plásticos descartados. Esta

separação é possível a partir de uma das propriedades físicas do plástico: a densidade.

A diferença de densidade entre os diferentes polímeros é importante na

separação mecânica dos plásticos.

CLASSIFICAÇÃO DO DESCARTE DE POLÍMEROS

A classificação dos descartes poliméricos, principalmente os plásticos, pode ser da

seguinte forma:

Pós-industriais: Os quais provêm principalmente de refugos de processos de

produção e transformação, aparas, rebarbas etc.

Pós-consumo: São os descartados pelos consumidores, sendo a maioria

proveniente de embalagens.

SIMBOLOGIA PARA PLÁSTICOS (ABNT)

Antes de qualquer análise química ou física do polímero para a sua identificação,

as diversas resinas podem ser facilmente reconhecidas através de um código utilizado

em todo o mundo. O mesmo foi criado com o intuito de possibilitar a identificação

imediata de uma resina reciclável, quando já conformada por processo anterior.



36

Consistindo em sinais de representação, este código traz um número

convencionado para cada polímero reciclável e/ou o nome do polímero utilizado, ou de

preponderância, no caso de uma mistura de polímeros.

Estes sinais são impressos no rótulo do produto ou estampados na própria peça.

No Brasil, o código de identificação foi alocado pela ABNT – Associação Brasileira de

Normas Técnicas, na norma NBR-13230 – Simbologias Indicadas na Reciclabilidade e

Identificação de Plásticos, de acordo com o sistema apresentado na figura abaixo,

onde também são indicados alguns dos usos mais comuns de cada resina.

Esta identificação é representada por um triângulo e um número correspondente.

Os plásticos são representados por um triângulo eqüilátero, composto por três

setas e o numero de identificação ao centro.

O sistema de símbolos foi desenvolvido para auxiliar na identificação e

separação manual de plásticos, já que não existe até o momento nenhum sistema

automático de separação com esta finalidade. Se eventualmente, um destes símbolos

não estiver presente no artefato a ser reciclado, há vários outros métodos simples para

a sua identificação (densidade, teste da chama, temperatura de fusão e solubilidade).

PRINCIPAIS PLÁSTICOS RECICLÁVEIS

Transparente e inquebrável o PET é uma material extremamente leve. Usado

principalmente na fabricação de embalagens de bebidas carbonatadas (refrigerantes),

além da Indústria alimentícia. Está presente também nos setores hospitalar,

cosméticos, têxteis etc.



37

Material leve, inquebrável, rígido e com excelente resistência química. Muito

usado em embalagens de produtos para uso domiciliar tais como: Detergentes,

amaciantes, sacos e sacolas de supermercado, potes, utilidades domesticas, etc. Seu

uso em outros setores também é muito grande tais como: Embalagens de óleo,

bombonas para produtos químicos, tambores de tinta, peças técnicas etc.

Material transparente, leve, resistente a temperatura, inquebrável. Normalmente

usado em embalagens para água mineral, óleos comestíveis etc. Além da indústria

alimentícia é muito encontrado nos setores farmacêuticos em bolsas de soro, sangue,

material hospitalar, etc. Uma forte presença também no setor de construção civil,

principalmente em tubos e esquadrias.

Material flexível, leve, transparente e impermeável. Pelas suas qualidades é

muito usado em embalagens flexíveis tais como:

Sacolas e saquinhos para supermercados, leites e iogurtes, sacaria industrial, sacos de

lixo, mudas de plantas, embalagens têxteis etc.

Material rígido, brilhante com capacidade de conservar o aroma e resistente às

mudanças de temperatura.

Normalmente é encontrado em pecas técnicas, caixarias em geral, utilidades

domésticas, fios e cabos etc.

Potes e embalagens mais resistentes



38

Material impermeável, leve, transparente, rígido e brilhante. Usado em potes

para iogurtes, sorvetes, doces, pratos, tampas, aparelhos de barbear descartáveis,

revestimento interno de geladeiras etc.

Neste grupo estão classificados os outros tipos de plásticos. Entre eles:

ABS/SAN, EVA, PA etc. Normalmente são encontrados em peças técnicas e de

engenharia, solados de calçados, material esportivo, corpos de computadores e

telefones, CD'S etc.

PROCESSO DE RECICLAGEM DE POLÍMEROS

Os diferentes polímeros (plásticos) para serem reciclados devem ser amolecidos

a altas temperaturas, separadamente. A separação é, portanto, a primeira etapa do

processo de reciclagem, tendo em conta diferentes propriedades físicas dos polímeros:

densidade, condutividade térmica, temperatura de amolecimento etc.

A densidade é um dos métodos mais simples e prático de separação e

identificação dos diferentes polímeros. A tabela seguinte apresenta densidades de

alguns dos plásticos mais vulgarmente utilizados:

POLÍMEROS Densidade (g/cm3)

Poli(tereftalato de etileno) – PET 1,29 – 1,40

Poli(etileno) de alta densidade – PEAD

0,952 – 0,965

Poli(cloreto de vinila) – PVC (rígido)

1,30 – 1,58

Poli(cloreto de vinila) – PVC (flexível)

1,16 – 1,35

Poli(etileno) de baixa densidade - PEBD

0,017 – 0,940

Polipropileno - PP 0,900 – 0,910

Poliestireno- PS (sólido) 1,04 – 1,05

Poliestireno – PS (espuma) Menor que 1,00

Densidade de alguns polímeros (g/cm3)



39

Podemos considerar quatro processos diferentes de reciclagem de plásticos:

Reciclagem Primária

Esta reciclagem não é mais do que o aproveitamento das aparas, das rebarbas

e das peças defeituosas dentro da linha de montagem das próprias indústrias.

Reciclagem Secundária

É a reciclagem de parte dos produtos rejeitados existentes no lixo. Esta

reciclagem é feita nas Unidades de Reciclagem.

Mesmo no caso da coleta seletiva aonde o plástico vem relativamente limpo, o

produto reciclado terá sempre uma qualidade técnica inferior ao material virgem, devido

à presença de diversos tipos de plásticos existentes nesses refugos. O produto assim

reciclado deverá ser utilizado apenas em situações em que tais alterações sejam

perfeitamente aceitáveis.

Atualmente já existem tecnologias disponíveis que possibilitam o uso simultâneo

de diferentes resíduos plásticos, sem que haja incompatibilidade entre eles e a

conseqüente perda de resistência e qualidade. A chamada “madeira plástica”, feita com

a mistura de vários polímeros reciclados, é um exemplo.

Assim que são coletados, os plásticos passam pelas seguintes etapas:

inspeção para eliminar elementos contaminantes e tipos inadequados de plástico;

trituração e lavagem;

separação com base na densidade;

secagem;

fundição;

drenagem através de telas finas para remover mais elementos contaminantes;

resfriamento e trituração em grânulos;

revenda às empresas de plástico.

Reciclagem Terciária

É a transformação dos resíduos polímeros em monômeros e em outros produtos

químicos através da decomposição química ou térmica.

Após esta operação, o produto poderá ser novamente polimerizado, gerando

novas resinas plásticas.



40

É importante referir que os materiais obtidos por este processo necessitam de

um tratamento dispendioso na purificação final, sendo só indicado para produtos de

elevado valor econômico.

Reciclagem Quaternária

Neste caso o objetivo é a queima do plástico em incineradoras especiais

gerando calor que pode ser transformado em energia térmica ou elétrica, em virtude do

elevado valor calorífico dos plásticos.

Existe, no entanto, um grande inconveniente neste processo, pois a queima do

plástico gera gases de grande toxidade, contaminando de forma violenta o meio

ambiente, o que exige que as incineradoras estejam dotadas de filtros especiais, de

elevados custos.

PRODUTOS COM PLÁSTICO RECICLADO

Quem apostar no mercado de reciclagem de plástico não precisa somente vender a

matéria-prima reciclada para outras indústrias, pode também pode produzir seus

próprios produtos. Veja abaixo uma lista do que pode ser produzido:

Armários, mesas e cadeiras; vassouras, baldes, cabides, escovas e cerdas;

garrafas e frascos (exceto para contato direto com alimentos e fármacos), sacolas e

outros tipos de filmes; bonecas, carrinhos e outros brinquedos; bijuterias e objetos

decorativos; telhas e painéis de fachada para construção civil; e “Madeira de plástico”.

A reciclagem do plástico é extremamente eficiente - 100% do material são

reaproveitados. Alguns críticos, contudo, afirmam que o processo de reciclagem afeta a

qualidade do plástico. Realidade ou mito, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária

(ANVISA) não permite o emprego de plástico reciclado em embalagens de alimentos.

Finalizando, podemos reforçar que...

Além do sistema mecânico, a reciclagem pode ser química e energética. A

reciclagem química reprocessa os materiais, por intervenção química (hidrogenação,

gaseificação, quimólise e pirólise), transformando-os novamente em matéria-prima para

indústrias.

Já a reciclagem energética (ou recuperação energética) trata-se da recuperação

dos plásticos através de processos térmicos. É uma espécie de incineração, com a

diferença de que a energia gerada pela queima do plástico é reaproveitada.

http://ambiente.hsw.uol.com.br/framed.htm?parent=reciclagem-plastico.htm&url=http://www.anvisa.gov.br/





41

Para se ter uma idéia, 1 kg de plástico reciclado por recuperação energética

gera energia equivalente à queima de 1 kg de óleo combustível. No Japão e nos EUA,

por exemplo, já existem centenas de usinas térmicas em atividade, movidas a plástico.

Por ser mais leve que os demais materiais, o plástico tem contribuído para

reduzir a quantidade de lixo. Sem o plástico, o peso dos resíduos sólidos urbanos seria

quatro vezes maior e o volume aumentaria duas vezes.

Com o uso de plástico reciclado é possível economizar, até 50% de energia, no

processo industrial.

A reciclagem do plástico permite a poupança de matérias-primas não renováveis

(petróleo)

REFERÊNCIAS

Como funciona a reciclagem dos plásticos. Disponível em <http://ambiente.hsw.uol.com.br/>. Acesso em 20/05/08. FREUDENRICH, C. Como funciona o plástico. Disponível em <http://ciencia.hsw.uol.com.br/>. Acesso em 20/05/08. Identificação de plásticos. Disponível em <http://www.reciclaveis.com.br/mercado/idenplas.html>. Acesso em 10/06/09. MANO, Eloísa B. Introdução a Polímeros. 1ª ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1985. Manual do Plástico. Disponível em <http://www.plasnec.com.br/resinas/manual_plastico.pdf>. Acesso em 20/05/08. MICHAELI, W et al. Tecnologia dos Plásticos. 1ª ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1995. Os plásticos. Disponível em <http://www.abiplast.org.br/index>. Acesso em 20/05/08. PIVA, Ana Magda; WIEBECK, Hélio. Reciclagem do Plástico. São Paulo: Artliber Editora, 2004. Polímeros e reciclagem. Disponível em <http://polimeros.no.sapo.pt/Reciclagem.htm>. Acesso em 10/07/09. Simbologia para identificação de materiais. Disponível em <http://www.planetaplastico.com.br/literatura/literatura/simbol.htm> Acesso em 10/06/09.

http://ambiente.hsw.uol.com.br/reciclagem-plastico.htm

http://ciencia.hsw.uol.com.br/

http://www.reciclaveis.com.br/mercado/idenplas.html

http://www.plasnec.com.br/resinas/manual_plastico.pdf%3e.%20Acesso%20em%2020/05/08

http://www.abiplast.org.br/index%3e.

http://polimeros.no.sapo.pt/Reciclagem.htm

http://www.planetaplastico.com.br/literatura/literatura/simbol.htm



42

CAPÍTULO 5

PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÕES DE POLÍMEROS

INTRODUÇÃO

O processo de fabricação dos polímeros basicamente é focado no processo de

Polimerização (processo de conversão de um monômero ou de uma mistura de

monômeros em um polímero). Para fabricar os polímeros e seus compósitos, os

químicos devem fazer o seguinte em escala industrial:

Preparar as matérias-primas e os monômeros.

Realizar reações de polimerização.

Processar os polímeros em resinas de polímeros finais.

Fabricar produtos com acabamento.

Primeiro, eles começam com as diversas matérias-primas que formam os

monômeros. Etileno e propileno, por exemplo, vêm do petróleo bruto, que contém os

hidrocarbonetos que formam os monômeros. As matérias-primas de hidrocarboneto

são obtidas com o processo de "craqueamento" utilizado no refinamento de petróleo e

de gás natural. Assim que vários hidrocarbonetos são obtidos pelo craqueamento, são

processados quimicamente para formar os monômeros de hidrocarboneto e outros

monômeros de carbono (tais como estireno, cloreto de vinila, acrilonitrila) utilizados nos

polímeros.

Em seguida, os monômeros realizam reações de polimerização. As reações

produzem resinas de polímero, que são coletadas para um novo processo. O processo

pode incluir a adição de plastificantes, tintas e substâncias químicas resistentes ao

fogo. As resinas de polímeros finais estão geralmente em forma de grânulos ou pellets.

Por fim, as resinas de polímero são processadas em produtos plásticos finais.

Geralmente, são aquecidos, moldados e deixados esfriando.

PROCESSAMENTO DE POLÍMEROS COMPÓSITOS

Para dar forma a um material termoplástico este deve ser aquecido de forma a

ser amaciado, adquirindo a consistência de um líquido, sendo designado nesta forma

por polímero ou plástico fundido.

Propriedades importantes: viscosidade e viscoelasticidade.



43

Nos materiais termofixos, que não polimerizam completamente antes do

processamento na forma final, utiliza-se um processo em que ocorre uma reação

química que conduz à formação de ligações cruzadas entre as cadeias poliméricas. A

polimerização final pode ocorrer por aplicação de calor e pressão ou por ação de um

catalisador.

Para conferir determinadas propriedades aos plásticos incorporam-se aditivos,

tais como:

Plastificantes – aumentam a processabilidade do plástico e garantem uma maior

conformação e menor fragilidade do produto acabado.

Estabilizadores – evitam a degradação dos plásticos por agentes físicos e químicos

(calor, radiação UV,…)

Agentes anti-estáticos e anti-choque

Corantes e pigmentos

Retardantes de chama, entre outros.

Os materiais poliméricos são também utilizados como ingrediente principal,

noutros materiais: Tintas e vernizes, Adesivos, Compósitos de matriz polimérica etc.

Produtos de plástico

Os granulados e pellets de plástico podem ser transformados em produtos de

várias formas tais como: folha fina, varão, chapas, revestimentos isolantes em fios

elétricos, tubos, peças acabadas etc.

A técnica usada para o processamento de um polímero depende basicamente:

(1) de o material ser termoplástico ou termofixo.

(2) da temperatura na qual ele amolece, no caso de material termoplástico.

(3) da estabilidade química (resistência à degradação oxidativa e à diminuição da

massa molar das moléculas) do material a ser processado.

(4) da geometria e do tamanho do produto final.

Os materiais poliméricos normalmente são processados em temperaturas

elevadas (acima de 100oC) e geralmente com a aplicação de pressão.

Os termoplásticos amorfos são processados acima da temperatura de transição

vítrea e os semicristalinos acima da temperatura de fusão. Em ambos os casos a



44

aplicação de pressão deve ser mantida durante o resfriamento da peça para que a

mesma retenha sua forma.

Os termoplásticos podem ser reciclados.

Processamento de polímeros termofixos

O processamento dos polímeros termofixos é geralmente feito em duas etapas:

(1) Preparação de um polímero linear líquido de baixa massa molar (algumas vezes

chamado pré-polímero)

(2) Processamento do “pré-polímero” para obter uma peça dura e rígida (curada),

geralmente em um molde que tem a forma da peça acabada.

A etapa de “cura” pode ser realizada através de aquecimento ou pela adição de

catalisadores, em geral com a aplicação de pressão.

Durante a “cura” ocorrem mudanças químicas e estruturais em escala molecular,

com formação de ligações cruzadas ou reticuladas.

Os polímeros termofixos são dificilmente recicláveis, não são fusíveis, podem ser

usados em temperaturas maiores do que as temperaturas de utilização dos

termoplásticos, e são quimicamente mais inertes.



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Técnicas de processamento

Há diversos processos envolvidos nesta etapa, dependendo do tipo de produto.

Processos Contínuos: Extrusão de filmes, extrusão de fibras.

Preenchimento de molde: Moldagem por injeção, moldagem por compressão.

Moldagem de pré-forma: Sopro, Conformação térmica.

Moldagem gradual: Revestimento, Moldagem por rotação.

Extrusão: os grânulos são aquecidos e misturados mecanicamente em uma longa

câmara, forçados através de uma pequena abertura e resfriados com ar ou água. Este

método é utilizado para fazer filmes plásticos, tubos, placas etc.

Moldagem por injeção: os grânulos de resina são aquecidos e misturados

mecanicamente em uma longa câmara, forçados sob bastante pressão para dentro de

um molde que já esfriou. Este processo é utilizado para recipientes como embalagens

de manteiga e iogurte.

Moldagem por sopro: esta técnica é utilizada juntamente à moldagem por extrusão ou

injeção. Os grânulos de resina são aquecidos e comprimidos em um tubo líquido,

parecido com creme dental. A resina entra no molde frio e o ar comprimido é soprado

para dentro do tubo da resina. O ar expande a resina contra as paredes do molde. Este

método é utilizado para fazer garrafas plásticas.

Moldagem por rotação: os grânulos de resina são aquecidos e resfriados em um

molde que pode ser girado em três dimensões. A rotação distribui o plástico igualmente

ao longo das paredes do molde. Esta técnica é utilizada para fazer objetos plásticos

grandes e ocos (brinquedos, móveis, equipamentos esportivos, fossas, latas de lixo e

caiaques).

Principais processos: extrusão, moldagem por injeção, moldagem por sopro,

moldagem por termoformação, moldagem por compressão, moldagem por

transferência.

Processamento de plásticos: Extrusão

Processo Idêntico ao dos metais, mas efetuado com temperaturas mais baixas.

Os produtos obtidos pelo processo de extrusão incluem tubos, varões, filmes e folhas,

entre outras formas.

http://ciencia.hsw.uol.com.br/h2o.htm



46

A máquina de extrusão serve também para produzir misturas de materiais

plásticos, para produção de formas primárias, tais como pellets, e na recuperação de

desperdícios de materiais termoplásticos.

Pode ser aplicado a termoplásticos e termofixos.

A resina termoplástica é introduzida num cilindro aquecido, e o material plástico

amolecido é forçado, por um veio roscado ou parafuso rotativo, a entrar através de uma

abertura (ou aberturas) numa matriz cuidadosamente maquinada, obtendo-se formas

continuas. Depois de sair do molde, a peça extrudida deve ser arrefecida abaixo da

temperatura de transição vítrea, de modo a assegurar a estabilidade dimensional. O

arrefecimento é geralmente feito com jacto de ar ou com um sistema de arrefecimento

a água.

Processamento de plásticos: Moldagem por injeção

O processo de moldagem por injeção consiste essencialmente no amolecimento

do material num cilindro aquecido e sua conseqüente injeção em alta pressão para o

interior de um molde relativamente frio, onde endurece e toma a forma final.

O artigo moldado é então expelido do molde por meio dos pinos ejetores, ar

comprimido, prato de arranque ou outros equipamentos auxiliares.

Comparando-se com a extrusão, a moldagem por injeção apresenta-se como um

processo cíclico. Um ciclo completo consiste das operações seguintes:

1- Dosagem do material plástico granulado no cilindro de injeção.

2- Fusão do material até a consistência de injeção.

3- Injeção do material plástico fundido no molde fechado.

4- Resfriamento do material plástico até a solidificação.

5- Extração do produto com o molde aberto.



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O equipamento é constituído por dois componentes principais:

Unidade de injeção – funde e “entrega” o polímero fundido (funciona como uma

extrusora).

Unidade de fixação – abre e fecha o molde em cada ciclo de injeção.

O cilindro de injeção deverá apresentar zonas de aquecimento cuidadosamente

termoreguladas.



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Processamento de plásticos: Moldagem por injeção de termofixos

Processo idêntico à moldagem por injeção de termoplásticos, no entanto:

As temperaturas no cilindro devem ser relativamente baixas.

O plástico fundido é injetado num molde aquecido, onde se dá o processo de

cura.

No caso de certas resinas termofixas, é necessária uma boa ventilação das

cavidades do molde, de modo a evacuar os produtos de reação originados durante a

cura.

A cura é a etapa que consome mais tempo em todo o ciclo.

Processamento de plásticos: RIM (Reaction Injection Molding)

Dois reagentes líquidos, extremamente reativos, são misturados e

imediatamente injetados numa cavidade do molde, onde ocorrem as reações que

levam a que a solidificação ocorra.

Este processo foi desenvolvido com o poliuretano de forma a produzir peças

grandes para automóveis.

Os polímeros epoxídicos ureia-formaldeído são também aplicados a este

processo.

Vantagens: Todas aquelas obtidas com a fundição de metais, mais as relacionadas

com operações realizadas à temperatura ambiente ou temperaturas moderadas.

Desvantagens: Nem todos os plásticos estão disponíveis na forma líquida.

Processamento de plásticos: Moldagem por sopro

É um processo no qual se utiliza pressão de ar para expandir um plástico macio

na cavidade do molde.

Um cilindro ou um tubo de plástico aquecido, designado por ´pré-forma´, é

colocado entre as mandíbulas de um molde.

O molde é fechado prendendo as extremidades do cilindro e injeta-se ar

comprimido que força o plástico contra as paredes do molde.

Muito utilizado no fabrico de garrafas, tanques de gasolina.

É limitado a termoplásticos: polietileno de elevada densidade, polipropileno,

PVC, PET.



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Pode ser realizado:

Numa só etapa – extrusão + moldagem por sopro, injeção + moldagem por sopro, ou

alongamento + moldagem por sopro

Em duas etapas - fabrico da pré-forma e moldagem por sopro

Processamento de plásticos: Extrusão-Moldagem por sopro

1) Obtenção da pré-forma (extrusão).

2) Fecha-se o molde, e a parte superior da pré-forma (tubo) é fechada pelo molde.

3) Introduz-se ar comprimido no tubo, que o expande enchendo o molde.

4) A peça é arrefecida mantendo-se sob pressão do ar, o molde é aberto e a peça é

removida.

Processamento de plásticos: Injeção-Moldagem por sopro

1) A pré-forma é obtida por moldagem por injeção à volta de um tubo de sopro.

2) O molde de injeção é aberto e a pré-forma é transferida para um molde de sopro.

3) Introduz-se ar comprimido no tubo, que o expande enchendo o molde.

4) A peça é arrefecida mantendo-se sob pressão do ar, o molde é aberto e a peça é

removida



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Processamento de plásticos: Alongamento - Moldagem por sopro

O alongamento do plástico macio dá origem a um polímero com um estado de

tensão mais favorável do que o processo convencional.

A estrutura resultante é mais rígida, com uma maior resistência ao impacto e

mais transparente.

O material mais utilizado é o PET, o qual tem baixa permeabilidade e é alongado

por este processo.



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Processamento de plásticos: Moldagem por termoenformação – molde negativo

Processamento de plásticos: Moldagem por termoenformação



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Processamento de plásticos: Moldagem por termoenformação molde positivo

Processamento de plásticos: Moldagem por compressão

Muitas resinas termofixas, como as resinas fenol-formaldeído, ureia-formaldeído,

melamina-formaldeído, epoxies e fenólicas são enformadas por este processo.

A resina termofixa, que pode ser pré-aquecida, é introduzida num molde quente

contendo uma ou mais cavidades.

A parte superior do molde desce e comprime a resina plástica; a pressão

aplicada e o calor amolece a resina e o plástico liquefeito é forçado a encher a

cavidade ou cavidades do molde.

A continuação do processo é necessária para completar a formação de ligações

cruzadas na resina termofixa, e finalmente a peça é injetada.

O material em excesso é posteriormente cortado da peça.

Devido à sua relativa simplicidade, os custos de fabrico dos moldes são baixos.

O fluxo relativamente baixo do material reduz o desgaste e a abrasão dos

moldes.

A produção de peças de grandes dimensões é mais exequível.

São possíveis moldes mais compactos devido à sua simplicidade.

São difíceis de produzir por este processo peças com formas complicadas.

É difícil que os componentes de uma peça mantenham tolerâncias apertadas.

É necessário retirar as rebarbas das peças moldadas.



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Processamento de plásticos: Moldagem por transferência

A resina não é introduzida diretamente na cavidade do molde, mas sim numa

câmara exterior à cavidade do molde.

Na moldagem por transferência, depois do molde estar fechado, o êmbolo força

a resina (normalmente pré-aquecida) a passar da câmara exterior, através de um

sistema de gitagem, para as cavidades do molde.

Depois de o material moldado ter tido tempo para que ocorra a cura, de modo a

formar-se um material polimérico rígido, reticulado, a peça moldada é ejetada do

molde.

Em relação à moldagem por compressão, a moldagem por transferência tem a

vantagem de não se formarem rebarbas durante a moldagem, pelo que as peças

necessitam de menos operações de acabamento.

Podem produzir-se muitas peças ao mesmo tempo, usando um sistema de

gitagem.

É especialmente útil para fazer peças pequenas com formas complicadas, que

seriam difíceis de produzir por moldagem por compressão.

•Podem ser utilizados insertos de metal ou cerâmico, na cavidade, antes da injeção.



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REFERÊNCIAS

MATERIAIS POLIMÉRICOS. ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais. PMT 2100 - Introdução à Ciência dos Materiais para Engenharia. 2º Semestre de 2005. Capítulos do Callister tratados nesta aula (Capítulo 15 completo. E Capítulo 16: seções 16-1 a 16-6; 16-11; 16-15).



55

CAPÍTULO 6

MOLDES PLÁSTICOS

INTRODUÇÃO

Na seqüência de desenvolvimento de uma peça injetada, desde o primeiro

rascunho até a extração na máquina, o molde de injeção é o último elo, porém não é o

menos importante.

A precisão e exatidão de medidas, a qualidade e acabamento superficial da peça

são fatores amplamente dependentes do molde.

O projeto e execução do molde exigem por isso grande cuidado do fabricante,

como também do modelador da peça ser injetada e do operador.

Quanto mais intensamente são consideradas as questões na construção do

molde, desde sua primeira fase de desenvolvimento, tanto mais poderá essa execução

ser colocada em concordância com a qualidade exigida para o produto final.

DEFINIÇÃO

Molde de injeção é um ferramental completo que reproduz as formas.

Suas cavidades possuem os formatos e as dimensões dos produtos desejados.

A estrutura básica do molde de injeção é conseguida através de montagem de placas

de aço em uma determinada ordem, após usinagem, de acordo com o projeto.

COMPOSIÇÃO

Basicamente, o molde de injeção esta dividido em duas partes, que são o

conjunto superior e o conjunto inferior. Esta divisão é feita baseada na linha de abertura

do molde, que é a linha onde ocorre a separação do conjunto superior e do conjunto

inferior possibilitando a retirada do produto. Abrindo-se o molde, teremos como

conjunto superior a parte que contém a bucha de injeção e como conjunto inferior a

parte que, geralmente leva o sistema de extração do produto, como mostramos na

figura 02.19. Na construção de um molde é indispensável que suas placas, ao serem

usinadas fiquem perfeitamente paralelas, assim como os pinos de guia devem estar em

esquadro perfeito, para permitir um funcionamento suave, na abertura do molde.



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Componentes Básicos de um Molde

01 - placa de fixação inferior

02 - coluna ou espaçadores

03 - buchas de guia

04 - colunas de guia

05 - pinos extratores

06 - extrator do canal

07 - placa porta extratores

08 - placa impulsora

09 - pino de retorno

10 - placa suporte

11 - postiços

12 - bucha de injeção

13 - anel de centragem

14 - placa de fixação superior

15 - placa de montagem dos postiços

16 - tope

17 - placa divisória

18 - bico para refrigeração

19 - pino posicionador

20 - pino macho

21 - anel para vedação



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Descrição específica dos elementos que compõem um molde

Para um bom projeto, deve-se dimensionar e calcular estes elementos de forma

tal que com o mínimo de material se possa obter a resistência mecânica desejada.

1. Placa de Fixação inferior ou placa base inferior

Localizada no molde no lado do conjunto móvel, ou seja do lado da extração,

esta placa tem como principal função a de fixar o conjunto móvel à placa da máquina

injetora. No seu interior são feitos os alojamentos das cabeças dos parafusos para os

topes e um furo central para passagem do varão extrator da máquina injetora. É

confeccionada em aço de baixo teor de carbono.

2. Coluna ou Espaçadores

A função dos espaçadores é de alojar o conjunto extrator, distanciando assim a

placa suporte da placa de fixação inferior. Estes possuem furos para a passagem dos

parafusos de fixação do conjunto móvel. São confeccionados normalmente de aço de

baixo teor de carbono.

3. Buchas de guia

Nos moldes, as buchas de guia cumprem uma função muito importante que é a

de assegurar a centralização entre o conjunto fixo e o conjunto móvel, mantendo assim

um bom alinhamento entre ambos.

É aconselhável que todos os tipos de moldes tenham as buchas e colunas de

guia, que devem possuir dimensões proporcionais ao tamanho do molde. Para os

moldes redondos devem-se usar no mínimo três colunas. As suas disposições devem

ser previstas, próximas a borda da placa, de forma tal que se distanciem o máximo

possível uma da outra.

As buchas de guia são confeccionadas com material de mesmas características

e tratamento térmico que os utilizados para as colunas de guia.

4. Colunas de guia

A sua forma é cilíndrica, e em uma de suas extremidades deverá conter uma

cabeça para fixação, enquanto a outra extremidade é cônica com um raio para facilitar

a sua introdução na bucha de guia.



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É aconselhável que as colunas de guia trabalhem com um ajuste deslizante a

fim de proteger os machos mais compridos. As colunas de guia devem ter um

comprimento de mais ou menos 5 a 10mm maior que o macho mais comprido, de

maneira tal que esta chegue às buchas de guia antes que o macho comece a penetrar

na matriz.

Para a construção das guias é recomendado o uso de aços que possam ser

endurecidos por um tratamento térmico de superfície sendo o mais recomendado o aço

cromo-níquel para cementação.

5. Pinos extratores

Na sua maioria possuem a forma cilíndrica, podendo variar conforme a

necessidade e têm função especifica no molde de extrair o produto sem deformá-lo.

Para a sua confecção, normalmente é usado aço CrNi temperado e revenido.

6. Pino extrator do canal

O pino extrator do canal normalmente possui a forma cilíndrica, construído com

aço CrNi temperado e revenido. Sua principal função é extrair o canal da bucha de

injeção.

7. Placa porta – extratores ou contra placa extratora

Sua principal função é de alojar as cabeças dos pinos extratores e de retorno,

contém roscas para a sua fixação na placa extratora.

Confeccionada em aço de baixo teor de carbono.

8. Placa impulsora ou extratora

Sua principal função é transmitir o movimento recebido da barra extratora da

máquina injetora para acionar os extratores para frente a fim de extrair o produto do

molde. Nesta placa são feitos os alojamentos das cabeças parafusos que irão fixar o

conjunto extrator, e dar apoio às dos pinos extratores. É confeccionada em aço de


9. Pinos de retorno

Componente de forma cilíndrica que têm a função de retornar o conjunto extrator

à sua posição de origem para que os pinos extratores fiquem paralelos à superfície da



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moldagem. Na sua confecção, o material mais empregado é o aço – CrNi, tendo um

tratamento térmico, temperado e revenido.

10. Placa suporte

Esta placa tem a função de suportar toda a pressão de injeção primária da

máquina. Nesta são feitos furos para passagem dos pinos extratores e de retorno e a

furação dos parafusos para a fixação do conjunto móvel.

Como as outras placas já mencionadas esta também são confeccionadas com aço de


11. Postiços ou cavidades

Postiços ou macho são elementos que dão a forma interna do produto, e são

normalmente confeccionados de aço de boa qualidade. Apresentam as vantagens de

poderem ser substituídos quando houver avaria nos mesmos sem que haja alterações

nos demais componentes do molde. Os postiços nos moldes barateiam o seu custo, e

podem receber usinagens e tratamentos térmicos individualmente sem deformar o

molde.

Cavidades ou fêmeas são elementos que dão a forma externa do produto de

material plástico, são normalmente confeccionadas de aço de boa qualidade, e

apresentam as mesmas características e vantagens dos postiços machos.

12. Bucha de injeção

Este componente de forma cilíndrica tem em uma de suas extremidades um raio

esférico ou cônico, cuja função é a de permitir um perfeito acoplamento do bico da

máquina injetora com o molde, possibilitando através de um canal cônico a passagem

do material plástico até os canais de alimentação das cavidades. O canal cônico da

bucha de injeção deverá ser bem polido a fim de facilitar o fluxo do material e a

extração do mesmo. A sua confecção normalmente é feita em aço cromo níquel

temperado e cementado, e a sua fixação é feita através do anel de centragem.

13. Anel de centragem

A função deste componente é a de centralizar o molde na máquina injetora, e

fixar a bucha de injeção através de três parafusos do tipo allen. O anel de centragem

deve ser construído em aço de baixo teor de carbono.



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14. Placa de fixação superior ou placa base superior

Localizada no conjunto fixo do molde, ou seja, no lado da injeção, esta placa é

geralmente confeccionada com aço de baixo teor de carbono. Sua principal função é

possibilitar a fixação do conjunto fixo na placa da máquina injetora. Na sua execução,

são feitos furos e rebaixos para o alojamento dos parafusos de fixação do conjunto fixo,

também possui como função alojar e dar apoio à bucha de injeção, fixação do anel de

centragem, assim como apoiar cabeças de postiços e colunas de guia.

15. Placa porta postiço superior

Nesta placa tem-se a fixação das colunas de guia, parte da bucha de injeção,

alojamento de postiços ou cavidades, normalmente parte dos canais de alimentação,

sua refrigeração e as roscas para a fixação na placa de fixação superior. A face desta

placa determina o ponto de abertura do molde. Confeccionada com aço de baixo teor

de carbono, no caso do uso de cavidades postiças, na mesma, ou de usinagem das

cavidades diretamente nesta placa, então deve-se que confeccioná-la com aço

especial, necessitando ainda ter um tratamento térmico de beneficiamento.

Placa porta postiço inferior

Esta placa é semelhante à placa cavidade superior, sendo localizada no

conjunto móvel do molde. Nela está contido o alojamento das buchas de guia, postiços

ou machos, parte dos canais de alimentação, sua refrigeração e as roscas para fixação

na placa de fixação inferior.

16. Tope ou apoio

Tem a forma cilíndrica e para sua construção são normalmente utilizados aços

com baixo teor de carbono. Sua principal função é assegurar um perfeito assentamento

do conjunto de extração e evitar uma possível deformação do conjunto ocasionado por

deposição de impurezas entre a placa impulsora e a placa de fixação.

REFERENCIA

PROVENZA, Francesco. Moldes para plástico. São Paulo: Pro-tec, {1976}. p. irreg.

CRUZ, Sérgio da. Moldes de injeção: termoplásticos : termofixos, zamak, alumínio,

sopro. São Paulo: Hemus, [199-]. 214 p. ISBN 8528903117 (broch.)

Documents

TECNOLOGIA DOS PLÁSTICOS 2011