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Introdução ao Processamento dos Materiais

RESUMO

� Aplicação dos Polímeros

1. Classificação dos Polímeros

Tipos dos Polímeros:

• Plásticos;

• Elastômeros;

• Fibras;

• Aplicações em revestimentos, adesivos, filmes e espumas;

• Materiais poliméricos avançados.

Síntese e Processamento dos Polímeros:

• Polimerização;

• Técnicas de conformação para plásticos;

• Fabricação de fibras e filmes.

2. Plásticos

São materiais com alguma rigidez estrutural sob carga e têm aplicação ampla.Plásticos

apresentam grande variedade de propriedades, alguns são muito rígidos e frágeis, enquanto outros são flexíveis, apresentando tanto deformações elásticas quanto plásticas; podem ter qualquer grau de cristalinidade e são classificados em:

• Termoplásticos: material semicristalino que amolece quando aquecido e endurece

quando resfriado, podendo ser conformado quando no estado amolecido;

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• Termofixo ou termorrígido: material que uma vez que tenha sido curado (ou endurecido) por uma reação química não irá mais amolecer ou fundir quando for posteriormente aquecido.

3. Elastômeros:

São polímeros altamente elásticos, entre os quais se inclui a borracha: eles possuem a habilidade de serem deformados em níveis de deformação bastante elevados, e, uma vez descarregados retornarem elasticamente, como uma mola às suas forma originais.

4. Tipos de Polímeros:

i. Polímeros para Fibras: são capazes de ser estirados na forma de longos filamentos com razão entre comprimento e diâmetro de pelo menos 100:1; são usadas principalmente na indústria têxtil, em panos ou tecidos, mas também em materiais compósitos; os polímeros para fibras precisam ter uma gama muito grande de propriedades, pois são submetidas a diversas deformações mecânicas (estiramento, torção, cisalhamento, abrasão), além de resistir a lavagem em temperaturas elevadas e estabilidade em meios ácidos, básicos, alvejantes, solventes de lavagem a seco, etc.;

ii. Polímeros para Revestimento: revestimentos são aplicados às superfícies de materiais para servir a uma ou mais funções: (1) proteger o item quanto à corrosão e deterioração, (2) melhorar a aparência do item e (3) proporcionar isolamento elétrico, sendo que muitos dos componentes de revestimentos são polímeros; os revestimentos em geral são de natureza orgânica: tintas, vernizes, laca e gomas-laca, sendo muito comuns revestimentos de látex, que é uma suspensão estável de pequenas partículas poliméricas dispersas em água;

iii. Polímeros para Adesivos: adesivos são materiais usados para colar as superfícies de

dois materiais sólidos (aderentes), podendo ser adesão mecânica ou química: na adesão mecânica existe efetiva penetração do adesivo no interior dos poros e cavidades superficiais, ao passo que a adesão química envolve forças intermoleculares entre o adesivo e o aderente, que podem ser forças covalentes ou de van der Waals; hoje em dia ainda se utilizam adesivos naturais (cola animal, amido, etc..), porém já se empregam vários polímeros sintéticos em adesivos: poliuretanos, silicones, epóxis, poli-imidas, acrílicos e materiais à base de borrachas, utilizados nas indústrias aeroespacial, automotiva e de construção civil, embalagens e utensílios domésticos:

• O uso de polímeros como adesivos apresenta diversas vantagens em relação a

outros processos de junção: menor peso, união de materiais bem diferentes, resistência à fadiga e custos baixos, porém a grande desvantagem é a limitação na temperatura de uso, máximo de 300 °C.

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iv. Polímeros para Filmes: ampla utilização de polímeros para filmes finos, com espessuras entre 0,025 mm e 0,125 mm, em sacos para embalagem de produtos alimentícios, em produtos têxteis e outras aplicações; alguns dos polímeros utilizados com essa finalidade são o polietileno, o polipropileno, o celofane e o acetato de celulose;

v. Polímeros para Espumas: espumas são materiais plásticos com porcentagem

relativamente elevada de pequenos poros e bolhas de gás aprisionado, sendo que tanto os materiais termoplásticos quanto os termofixos são empregados como espuma, entre eles: poliuretano, borracha, poliestireno e o cloreto de polvinila; as espumas são usadas geralmente como almofadas em automóveis e móveis, embalagens e como isolamento térmico:

• Espumas são produzidas pela incorporação de um agente de insuflação em uma

batelada do polímero, sendo que no aquecimento é liberado um gás, com algumas bolhas desse gás permanecendo no polímero sólido após o resfriamento e gerando a estrutura esponjosa ao material; outro processo alternativo utiliza um gás inerte dissolvido em um polímero fundido sob alta pressão, sendo que quando a pressão é reduzida o gás sai da solução e forma bolhas e poros que permanecem no material resfriado.

vi. Materiais Poliméricos Avançados: uma variedade de novos polímeros com

combinações únicas de propriedades tem sido desenvolvida ao longo dos últimos anos, encontrando aplicações as mais diversas, especialmente em usos de alta tecnologia; dentre esses materiais incluem-se: polietileno de ultra-alta massa molar, os cristais líquidos poliméricos e os elastômetros termoplásticos.