Plasticos

PLÁSTICOS, VIDROS E NOVOS MATERIAIS

Um material plástico é aquele que pode ser modelado de diferentes modos, quer na forma de filamentos, quer na forma de películas finíssimas.

OS PLÁSTICOS E OS MATERIAIS POLIMÉRICOS

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O plástico é:

durável e fiável;higiénico e

asséptico;leve;isolante térmico.



O plástico pode ser rígido ou flexível, transparente ou opaco.


O aparecimento do plástico e o seu desenvolvimento desde início do séc. XX, provocou uma verdadeira revolução no mundo dos materiais, devido ao seu baixo preço, elevada diversidade, versatilidade de design e variedade de cores.


No entanto, os plásticos constituem um problema de poluição em virtude da sua difícil degradação, provocando uma acumulação dos resíduos sólidos, não sendo inócuos para o ambiente.


A indústria dos plásticos consome apenas 4% do petróleo consumido no mundo ocidental.

VANTAGENSDuráveis.Pouco densos.Moldáveis.Apresentam diferentes graus de flexibilidade.Resistentes à corrosão.Isolantes térmicos e eléctricos.Higiénicos.A maior parte é reciclável.

DESVANTAGENSSão combustíveis.As propriedades físicas e químicas são alteradas pela acção da luz, calor e humidade.Fraca resistência.Duração prolongada como resíduo sólido.


Os plásticos são polímeros que podem ser modelados na forma de filamento e de películas finíssimas.

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Na evolução dos materiais plásticos devem-se realçar três fases:

- os polímeros naturais;

- os polímeros semi-sintéticos;

- os polímeros sintéticos.

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POLÍMEROS NATURAIS

Os polímeros naturais são conhecidos desde a Antiguidade:

-seiva de seringueira, conhecida como árvore da borracha, que permite o fabrico de borracha natural;

- âmbar- resina fossilizada;

- celulose- fibra das árvores;

- resina natural- utilizada no fabrico de colas e vernizes;

- proteinas.

POLÍMEROS SEMI-SINTÉTICOS

Os polímeros semi-sintéticos são polímeros naturais modificados que apresentam propriedades diferentes das originais. A sua produção iniciou-se durante a segunda metade do século XIX. Alguns desses polímeros semi-sintéticos são:

- borracha vulcanizada;- ebonite;- nitrocelulose.

borracha vulcanizada – as cadeias de borracha natural ficam interligadas pela presença do enxofre, aumentando a sua resistência, sem perder elasticidade;

ebonite – resina dura e brilhante que resulta da junção de borracha natural com excesso de enxofre;



nitrocelulose – obtida a partir das fibras do algodão misturado com ácido nítrico e ácido sulfúrico. Quando misturadas com óleo de rícinio originam o parquesino e misturado com cânfora e álcool origina o celulóide.

POLÍMEROS SINTÉTICOS

Os polímeros sintéticos, cuja produção se iniciou nos finais do século XIX. A escassez de máteria-prima para os plásticos semi-sintéticos, em particular a borracha, levou à utilização do petróleo. Após a 2ª Guerra Mundial verificou-se um aumento considerável da sua produção devido aos baixos custos e versatilidade. Alguns dos primeiros polímeros sintéticos são: baquelite, celofane, acetato de celulose, rayon, polietileno, poliestireno, poliamida(nylon).

O nylon 6.10 é obtido a partir da 1 ,6-hexanodiamina e do ácido octanodióico. O nylon 6.6 é preferido ao tipo 6.10 por ter um ponto de fusão maior e pelos compostos com 6 átomos de carbono serem mais convenientes e mais baratos (pois são derivados do benzeno).

POLÍMEROS

POLÍMEROS

O poliuretano, usado como espuma em colchões e almofadas e na construção civil, é um copolímero obtido por condensação entre o etano-1,2-diol e um derivado do benzeno.

A INDÚSTRIA DE POLÍMEROS EM PORTUGAL

A indústria de polímeros é uma das mais prósperas da economia portuguesa, sendo particularmente importante a indústria de moldes para polímeros, da qual o nosso país é o sexto maior produtor a nível mundial.

A indústria de moldes surgiu no ínicio dos anos quarenta do século XX, na zona da Marinha Grande, sendo, a par com Oliveira de Azemeis, uma das zonas em que o sector tem maior implantação.


Mais de noventa por cento da produção nacional destina-se ao mercado internacional, sendo os sectores da indústria automóvel, embalagem, electrónica/telecomunicações, electrodomésticos, etc., os principais destinatários destas mercadorias.


PolímerosPolímeros– – Moléculas gigantes ou macromoléculas, algumas das quais existem na Natureza: a celulose que depois de transformada produz o plímero artificial rayon, a borracha extraída do látex natural que foi “copiada” para produzir a borracha sintética…

GG LL OO SS SS ÁÁ RR II OO

Os polímeros são compostos químicos de elevada massa molar, resultantes de reacções químicas de polimerização.

PP OO LL ÍÍ MM EE RR OO SS

A polimerização é uma reacção em que as moléculas de um composto, monómero, se ligam uma às outras, para dar origem a uma nova substância, polímero.



A polimerização é uma reacção em cadeia entre moléculas de um ou dois tipos de monómeros. Estas reacções são complexas, pelo que não é possível controlar a sua extensão; por essa razão, o comprimento de cada cadeia pode variar.


Considera-se comprimento da cadeia polimérica o valor médio do comprimento da cadeia. O comprimento da cadeia é tanto maior quanto maior for o grau de polimerização.Grau de polimerização é o número de vezes que a unidade estrutural do polímero se repete.

POLÍMEROSNaturais Semi-Sintéticos Sintéticos

Polímeros NaturaisPolímeros Naturais– – Polímeros que existem na Natureza.

Exemplos:

Celulose

fibra das plantas cujo monómero é a glicose.

Borracha:

cujo monómero é o 2-metilbut-1,3-dieno


Polímeros Artificiais ou Semi-Polímeros Artificiais ou Semi-SintéticosSintéticos– – Polímeros obtidos a partir da reacção química de polímeros naturais com outras substâncias, por exemplo o enxofre que vai dar origem à borracha vulcanizada ou à ebonite.


Polímeros SintéticosPolímeros Sintéticos– – Polímeros obtidos a partir de reacções químicas provenientes da refinação ou cracking do petróleo, por exemplo, o eteno que vai originar o polietileno ou o nylon.


REACÇÕES DE POLIMERIZAÇÃOREACÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO

Adição Condensação

POLÍMEROS – REACÇÕES DE ADIÇÃO

O polímero é formado pela adição de moléculas de uma única espécie, moléculas que possuem sempre ligações múltiplas.


Durante a reacção de adição, a ligação múltipla entre os átomos de carbono quebra-se e os átomos de carbono do monómero juntam-se, para formar o polímero.


A reacção de polimerização por adição ocorre em três etapas:

1º- INICIAÇÃO- quebra de uma ligação da ligação múltipla C-C por acção de um catalisador, radical livre, catião ou anião.

2º PROPAGAÇÃO- adição sucessiva de unidades de monómeros, estabelecendo-se ligações covalentes.


3º FINALIZAÇÃO- finalização da cadeia por adição de um radical terminador, por uma impureza ou através da combinação com outra cadeia.

RadicalRadical– – Espécie química com um ou mais electrões desemparelhados.



O processo atrás descrito pode ser representado da seguinte maneira:

onde n representa o grau de polimerização.

POLÍMEROS DE ADIÇÃO

POLÍMEROS – REACÇÕES DE CONDENSAÇÃO

O polímero é formado pela reacção de moléculas de duas ou mais espécies que originam a macromolécula, com perda de moléculas estáveis, tais como a água, o cloreto de hidrogénio ou o metanol.

POLÍMEROS – REACÇÕES DE CONDENSAÇÃO

O grupo OH proveniente do ácido reage com o H do álcool formando água e um éster

O grupo OH do ácido é mais facilmente removido (atendendo à geometria) devido à hibridação sp2 que faz com que o carbono fique mais electropositivo.

POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO

POLÍMEROS

Família Monómeros Polímero

Poliamidas Diácido carboxilico e diamida

Poliamidas

Poliésteres Diálcool e diácido carboxílico

Poli(tereftalato de metilo)

Poliuretano Diálcool e di-isocianato Poliuretano

Poliolefinas Hidrocarbonetos insaturados

Polietilenos

Elastómeros Isopropeno Pliestireno

É importante diferenciar família química de polímeros (de natureza estrutural) de marca registada (de natureza comercial): o Nylon 6.10 é uma marca registada da família das poliamidas.

POLÍ

MEROS

PolímerosPolímeros– M– Materiais constituidos por macromoléculas. Estas moléculas são formadas por um elevado número de unidades estruturais, que se repetem, ligando-se entre si através de ligações covalentes, formando uma cadeia.

As unidades estruturais repetitivas das cadeias poliméricas são grupos de átomos que têm origem nos monómeros.


MonómeroMonómero– – Molécula, de baixa massa molar, Molécula, de baixa massa molar, que se liga a outras através de ligações covalentes, que se liga a outras através de ligações covalentes, verificando-se uma diminuição do número de verificando-se uma diminuição do número de ligações duplas ou triplas ou libertando átomos que ligações duplas ou triplas ou libertando átomos que formam pequenas moléculas.formam pequenas moléculas.


POLÍMEROS

HOMOPOLÍMEROS CO-POLÍMEROS

Polímeros formados por um só tipo de monómero

Formados por dois ou mais tipos de monómeros

POLÍMEROS

Naturais Sintéticos Semi-Sintéticos

ELASTÓMEROS FIBRASPLÁSTICOS

TERMOPLÁSTICOS TERMOENDURECÍVEIS

ElastómerosElastómeros– – Polímeros muito deformáveis que, depois de deformados por acção de uma força, voltam à sua forma original. A borracha é um elastómero.


FibrasFibras– – Polímeros resistentes que não se deformam com facilidade, podendo ser usadas para fabricar têxteis. A fibra acrílica e o nylon são exemplos deste tipo de polímeros.


Um material plástico é aquele que pode ser

modelado de diferentes modos, quer na

forma de filamentos, quer na forma de

películas finíssimas.


PlásticosPlásticos– – Polímeros que ao serem deformados mantêm a forma recém-adquirida, experimentando uma deformação permanente.


Classificação dos plásticos quanto ao efeito do calor

Plásticos

TermoplásticosTermofixos ou

termoendurecíveis

TermoplásticosTermoplásticos– – Plásticos que se deformam por aumento de temperatura, podendo ser moldados. Após o arrefecimento adquirem a forma do molde e recuperam rigidez inicial.


TermoplásticosTermoplásticos– – Este comportamento deve-se ao facto das cadeias poliméricas terem uma estrutura linear ou ligeiramente ramificada, estando as cadeias ligadas entre si por forças de Van der Waals, que são facilmente quebráveis, podendo ser novamente estabelicidas. Estes plásticos podem ser reciclados.


Plásticos termofixos ou termoendurecíveis

Plásticos que não se deformam por aumento de temperatura. Quando se aquecem decompõem-se, ou carbonizam. Após o arrefecimento em moldes, adquirem uma forma permanente devido à reacção em que se estabecem ligações fortes entre as cadeias.


Plásticos termofixos- Quando aquecidos, não amolecem e por isso, uma vez fabricados, não podem ser moldados novamente, sendo assim, estes materiais não são recicláveis.


Plásticos termofixos- As cadeias As cadeias apresentam apresentam uma estrutura reticulada. .


CODIGO DE IDENTIFICAÇÃO DE PLÁSTICOS

IDENTIFICAÇÃO DE PLÁSTICOS

Processos físicos Processos químicos


Processos físicos

Processos químicos

Comparação da densidade com a água, álcool isopropílico e óleo de milho.

Cor da chama de combustão, análise por via seca, reacção com a acetona a frio ou a quente.


TIPO DE PLÁSTICO

COMPORTAMENTO

PET (ou PTE)

Não flutua em água.

A chama é amarela/laranja.

Não reage com acetona a frio.

PEAD (ou HDPE) Flutua em água.

Não flutua em álcool isopropílico.

PVC (ou PCV) Não flutua em água.

A chama é verde.

PS

Não flutua em água.

A chama é amarela.

Dissolve-se e dilata em acetona.


TIPO DE PLÁSTICO

COMPORTAMENTO

PEBD (ou LDPE)

Flutua em água.

Flutua em álcool isopropílico.

Não flutua em óleo de milho.

A chama é azul.

PP

Flutua em água.

Flutua em álcool isopropílico.

Flutua em óleo de milho.

A chama é amarela.

IDENTIFICAÇÃ

DE

PLÁSTICOS

RECLICLAGEM DE PLÁSTICOS A reciclagem de plásticos permite a

reutilização de materiais diminuindo o volume de resíduos sólidos e consumos energéticos. Contudo, a recliclagem dos plásticos vai introduzindo alguma degradação nas cadeias poliméricas, não permitindo a sua reciclagem continua e a obtenção do mesmo material.

RECICLAGEM

QUÌMICA

Obtenção de outros produtos utilizando processos químicos.

ENERGÉTICA

Utilização como combustível, recuperando

a energia.

MECÂNICA

Produção de novosobjectos a partir da modelagem.

RECLICLAGEM DE PLÁSTICOS Aplicações práticas dos poliésteres. O

poliéster é usado na roupa e nas garrafas de águas e sumos. Não admira que estas últimas possam ser recicladas com o objectivo de produzir camisolas.

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