CONCEITOS BÁSICOS SOBRE

MATERIAIS PLÁSTICOS

Este texto tem o objetivo de informar sobre conceitos da ciência dos polímeros e

algumas propriedades e aplicações dos principais tipos de materiais plásticos.

1 - Introdução

3ª GERAÇÃO

•Embalagens para alimentos •Embalagens de bebidas •Utilidades domésticas •Produtos para construção civil •Aplicações médicas etc. Transformação

Petróleo

Eteno

Propeno

Buteno,

Butadieno

Benzeno

Tolueno e Xileno

Gasolina

Oléo Diesel

Resíduo

GLP

7% Nafta

Oléo Combústivel

A cadeia petroquímica e o plástico

Polimerização

2ª GERAÇÃO

Craqueamento

Mercado Consumidor

Refinamento

1ª GERAÇÃO

Os plásticos são polímeros formados pela união de grandes cadeias moleculares

chamadas macromoléculas que por sua vez são formadas por moléculas menores

chamadas de monômeros.

Os polímeros são produzidos por um processo químico conhecido por

polimerização, sendo a reação que une quimicamente as moléculas de

monômero.

As matérias-primas principais para a produção dos materiais plásticos são o

petróleo e o gás natural e também podem ser obtidos a partir de fontes renováveis

como por exemplo, do etanol (álcool etílico) proveniente da cana-de-açúcar.

2 – Alguns conceitos básicos

3.1 – Naturais (vide 3.6): os polímeros naturais são aqueles existentes na natureza

na forma polimérica.

Exemplo: algodão, madeira (celulose), cabelo, látex,caseína (leite).

3.2 – Sintéticos: os polímeros sintéticos são aqueles obtidos por meio de reações

químicas,

Exemplo: PE, PP, PVC, PA, PC, entre muitos outros.

3 - Classificação

3.3 – Termoplásticos: são polímeros que não sofrem alterações na sua estrutura

química durante o aquecimento/amolecimento e, portanto, podem novamente ser

fundidos após o resfriamento. São recicláveis.

Exemplo: PE, PP, PVC, PA, PC, PET, etc.

celulose

3.4 – Termofixos: são polímeros que

quando aquecidos uma vez, mudam sua

estrutura química e não podem ser

fundidos novamente.

Exemplo: Poliuretano (alguns tipos são

termofixos),Fenol-formaldeído (baquelite),

Melamina-formaldeído, resina poliéster e

etc.

3.5 – Elastômeros: são conhecidos

como borrachas, uma vez moldados não

podem ser fundidos novamente, porém

podem ser reaproveitados como

cargas/enchimentos em outros produtos.

Exemplo: borracha natural (látex) e

borrachas sintéticas (SBR).

Poliuretano

Bolas de bilhar

SBR Látex

Polímeros obtidos a partir de fontes de matérias-primas renováveis.

Os biopolímeros podem ou não ser compostáveis (biodegradáveis).

3.6.1 -Tipos de Biopolímeros

• PE “verde”: polímero produzido por reação de polimerização convencional

utilizando matérias-primas de origem renovável (sustentável) como o etanol

da cana-de-açúcar. Possui as mesmas propriedades que o material obtido

de fontes convencionais (petróleo), e não é biodegradável.

• PLA (Poliácido lático): polímero obtido a partir do ácido lático produzido

pela fermentação do milho, este material é biodegradável (compostável).

• Polihidroxialcanoato - PHAs, Polihidroxibutirato – PHB,

Polihidroxivalerato – PHV: polímeros produzidos por micro-organismos ou

bactérias modificadas geneticamente. Estes micro-organismos sintetizam

polímeros que são extraídos e usados como plásticos. Estes materiais são

biodegradáveis.

3.6 - Biopolímeros:

PRINCIPAIS TIPOS DE

MATERIAIS PLÁSTICOS

Propriedades

4.1 – Polietilenos – PE

A - Polietileno de baixa densidade e Polietileno de baixa densidade linear –

PEBD e PEBDL (LDPE e LLDPE)

Material com baixas condutividades elétrica e térmica. É resistente ao ataque de

produtos químicos. É atóxico. Flexível, leve e transparente (quando em baixas

espessuras). Muito utilizado em embalagens para alimentos e produtos de higiene

pessoal, tubos para irrigação, isolamento de fios, etc.

O PEBDL é principalmente utilizado na produção de embalagens flexíveis para

alimentos.

4 – Principais tipos de materiais plásticos: Propriedades

PEBDL – embalagens para alimentos

B - Polietileno de alta densidade – PEAD (HDPE).

Material opaco devido à sua maior densidade e alto grau de cristalinidade. Possui

maiores propriedades mecânicas que o PEBD e PEBDL. É resistente às baixas

temperaturas, leve, impermeável, rígido, com ótimas resistências química e

mecânica.

Muito resistente quimicamente o que permite sua aplicação em embalagens de

produtos de limpeza e produtos químicos.

Utilizado também na fabricação de autopeças.

Frascos

C - Polietileno de ultra alto peso molecular – PEUAPM (UHWM)

Material extremamente difícil de ser processado pelos métodos

convencionais devido ao seu elevado peso molecular, sendo assim, é

processado por compressão e extrusão com pistão hidráulico.

Suas propriedades são mantidas mesmo sob temperaturas muito baixas.

Possui alta resistência ao desgaste por abrasão, alta resistência ao

impacto, baixo coeficiente de atrito sendo assim, auto lubrificante. Possui

elevada resistência química e não absorve água.

Utilizado em peças de alta performance para indústrias alimentícia e naval,

para equipamentos agrícolas, esporte e lazer, usinagem de peças técnicas,

etc.

n CH2 = CH2 --(-- CH2 – CH2 --)n--

etileno Polietileno - PE

Fórmula Estrutural do PE

A – Polipropileno Homopolímero – PP Homo

Material resistente a altas temperaturas podendo ser esterilizado.

Boa resistência química e poucos solventes orgânicos podem solubilizá-lo à

temperatura ambiente. Em comparação ao PEAD possui menor densidade, maior

ponto de amolecimento, maior dureza superficial, maior rigidez, menor resistência

ao impacto, maior sensibilidade à oxidação, melhor resistência ao stress cracking e

maior fragilidade a baixas temperaturas.

Material muito usado na fabricação de peças com dobradiças, autopeças,

embalagens para alimentos, fibras e monofilamentos, etc.

4.2 - POLIPROPILENOS – PP

Tampas flip-top

B – Polipropileno Copolímero – PP Copo

Material transparente, mais flexível e resistente (exceto resistência química) que o

homopolímero.

Quando modificado com elastômeros, torna-se mais resistente ao impacto. Possui

alta resistência mecânica a baixas temperaturas.

Utilizado em utilidades domésticas, frascos, embalagens em geral.

n CH2 = CH --(-- CH2 – CH --)n--

CH3 CH3

Propileno Polipropileno - PP

Fórmula Estrutural do PP

A – Poliestireno Cristal

Material rígido, leve, transparente e brilhante. Possui baixas resistências química,

térmica e às intempéries. Possui baixa resistência mecânica (rígido e quebradiço).

Utilizado em copos, pratos e talheres descartáveis, brinquedos, produtos para

escritório etc.

4.3 - POLIESTIRENOS – PS e seus derivados

B – Poliestireno Expandido – EPS (Isopor®)

Consiste na incorporação de um agente de expansão ao PS (geralmente o

pentano) o que torna o material uma espuma com excelentes propriedades acústica

e térmica e dependendo da espessura e densidade, boa resistência mecânica.

Possui baixa absorção de água.

Utilizado em embalagens para alimentos, em lajes e isolamento acústico/térmico

para construção civil, em boias etc.

Lajes

Embalagem para transporte de alimentos

C – Poliestireno Alto Impacto – PSAI (HIPS)

Material translúcido podendo ser opaco, é muito sensível à radiação ultravioleta,

possui baixa resistência química, é mais resistente ao impacto que o PS cristal e

absorve pouca umidade.

Utilizado em produtos descartáveis, brinquedos, autopeças, eletroeletrônicos.

n CH2 = CH --(-- CH2 – CH --)n-- estireno Poliestireno - PS

Fórmula Estrutural do PS

Os copolímeros estirênicos possuem propriedades superiores às do PS cristal e

elas variam de acordo com o tipo e quantidade do comonômero utilizado conforme

o quadro.

D – Copolímeros estirênicos

Resistência térmica e química

Resistência ao impacto e

propriedades a baixas

temperaturas

Brilho,

moldabilidade e rigidez

Butadieno Estireno

Acrilonitrila

Transparente e brilhante, possui maiores resistências química e térmica que o PS.

Utilizado em eletrodomésticos nas tigelas para batedeiras e processadores, copos

de liquidificador e em alguns tipos de autopeças.

D1 – Copolímeros de Estireno – Acrilonitrila - SAN

Possui boa resistência ao impacto devido ao butadieno, sua dureza depende das

quantidades de butadieno e acrilonitrila, possui boa resistência à tração (menor que

PA e POM), pode ser usado sob temperaturas de até 80ºC, possui baixa resistência

às intempéries e maior resistência química que o PS (devido à acrilonitrila).

Blendas com PC resultam em materiais com excelentes resistências ao impacto e à

oxidação.

Utilizado em autopeças, eletrodomésticos e eletroeletrônicos.

D2 – Copolímero de Acrilonitrila-Butadieno-Estireno – ABS

Possui alta resistência à tração, alta resistência às intempéries, não amarela, alta

resistência química, alto brilho, alta rigidez e alta estabilidade térmica (até 108°C)

devido ao comonômero acrilato.

As blendas com PC resultam em maiores resistências ao impacto, ao desgaste e

ao calor. Utilizado em eletrodomésticos e autopeças.

D3 – Copolímero de Acrilonitrila - Estireno-Acrilato – ASA

Este material plástico possui grande importância devido à sua grande versatilidade,

ou seja, com a adição de aditivos como plastificantes, lubrificantes, estabilizantes,

pigmentos e corantes, cargas entre outros aditivos, é possível obter uma infinidade

de “grades” com propriedades muito diferentes para diversas aplicações.

O PVC é utilizado em embalagens de alimentos, cosméticos e medicamentos; em

mangueiras em geral; na construção civil em tubos e conexões, em conduítes, em

recobrimento de fios e cabos, em forração, em revestimento de pisos, em

esquadrias e janelas; como “couro sintético” para indústria de calçados, bolsas e

estofados; acessórios médico-hospitalares, dentre outras diversas aplicações.

4.4 – Policloreto de Vinila – PVC

PVC NÃO PLASTIFICADO - PVC-U (rígido)

• alta resistência mecânica, rigidez e dureza

• baixa resistência ao impacto

• translúcido ou transparente

• alta resistência química

PVC PLASTIFICADO - PVC-P (flexível)

• flexibilidade ajustável em grande faixa

• tenacidade dependente da temperatura

• resistência química depende da formulação

• translúcido ou transparente

Tipos de PVC:

n CH2 = CH --(-- CH2 – CH --)n--

Cl Cl

cloreto de vinila Poli(cloreto de vinila) - PVC

Fórmula Estrutural do PVC

Comumente conhecido como “acrílico” é um tipo de material plástico com alta transparência, alta resistência ao impacto, alta resistência às intempéries, alto brilho, é duro e rígido. Possui média resistência química, podendo sofrer reações de esterificação que fragilizam o produto.

É utilizado em aplicações como luminosos (propaganda), telhas transparentes, lanternas de automóveis, luzes de estacionamento, janelas de inspeção, lentes de óculos, olhos artificiais, lentes de contato, dentaduras/próteses, peças decorativas,

maquetes, entre outras.

4.5 – Polimetacrilato de metila - PMMA

Fórmula Estrutural do PMMA

Material rígido e transparente sofre lenta cristalização, é amorfo, absorve muita

umidade (por ser um éster) funde sob temperaturas próximas a 265ºC. Possui

excelente resistência ao impacto, baixa permeabilidade aos gases (CO2).

Algumas aplicações do PET são: filamentos (fios para tecelagem), fitas magnéticas,

filmes para radiografias, laminados para impressão, embalagens para cozimento de

alimentos, garrafas para bebidas carbonatadas, frascos para alimentos, cosméticos

e produtos de limpeza.

4.6 – Polietileno tereftalato – PET

Pré-formas

Fórmula Estrutural do PET

Polímero cristalino (opaco), mais flexível que o PET, funde com menores

temperaturas, absorve umidade (requer desumidificação anterior ao

processamento),

O PBT é utilizado nas indústrias automobilística, eletroeletrônica e de

eletrodomésticos.

4.7 – Polibutileno tereftalato – PBT

Fórmula Estrutural do PBT

Polímeros cristalinos com alta rigidez, alto ponto de fusão, alta resistência química.

Alta absorção de umidade (requer estufagem/ desumidificação anterior ao

processamento). Requer tratamento de umidificação posterior ao processamento a

fim de estabilizar as dimensões. Fácil oxidação, alta viscosidade no estado fundido

(requer bicos valvulados no processo por injeção)

Algumas aplicações das PAs são: para indústria alimentícia, automobilística,

eletroeletrônica, têxtil, eletrodomésticos, química etc.

4.8 – Poliamidas – PA

engrenagens

corda

PA 6:6 - maior dureza, rigidez, resistência à abrasão e HDT

PA 6 - muito dura e resistente

PA 6:10 e 6:12 - baixa absorção de umidade, portanto peças com boa estabilidade

dimensional

PA 11 - muito baixa absorção de umidade; menor dureza e rigidez que PA6; maior

resistência ao impacto dentre as PAs

PA 12 - menor absorção de umidade que a PA11; maior resistência à corrosão

4.8.1 – Características dos diferentes tipos de PA

Fórmula Estrutural da PA

-- -- N –(CH2)6 – C – (CH2)6 -- -- H

O

Material transparente, rígido com boa resistência à oxidação (não amarela), possui

boa resistência química, não resiste a solventes aromáticos.

Possui excelente resistência ao impacto (praticamente não quebra) e boa

resistência térmica.

Material utilizado nas indústrias eletroeletrônica, automobilística, médica e

hospitalar, aérea (janelas de avião, luzes de posição), lentes de semáforos etc.

4.9 – Policarbonatos – PC

Coberturas

Faróis de automóveis

Lentes de semáforos

Fórmula Estrutural do PC

Material plástico com alta cristalinidade (opaco), possui alta temperatura de fusão e

dureza. Sua resistência química é boa, resiste a vários produtos químicos. Material

autolubrificante.

Conhecido por Poliacetal ou ainda pelo nome comercial de Delrin® (Du Pont).

Existe na forma de homopolímero e copolímero. O copolímero possui maiores

estabilidades térmica e química.

Material utilizado em engrenagens, peças de cintos de segurança, fieiras para

extrusão de macarrão, carcaças de isqueiros, bombas de gasolina etc.

4.10 – Polioximetilenos (Poliacetais) – POM

PRINCIPAIS TIPOS DE

MATERIAIS PLÁSTICOS

Aplicações

PEBD

Frascos, tampas, filmes agrícolas

Recobrimento de fios e cabos, revestimento de Tetra Pak

Filmes para empacotamento automático de leite, suco, iogurte

Filmes para alimentos, filmes termo contráteis, sacarias em geral

Utilidades domésticas, brinquedos

PEAD

Sacolas, bobinas picotadas, sacarias em geral

Back sheet de absorventes higiênicos e fraldas

Tampas para bebidas, caixas de uso geral, coletores de lixo

Frascos para alimentos, cosméticos, higiene e limpeza

Garrafeiras, peças técnicas, recipientes para alimentos, brinquedos

Principais tipos de materiais plásticos

PEBDL

Sacaria industrial, filmes stretch

Tanques para armazenamento de água, cisternas, caixas d’água

Filmes para empacotamento automático de líquidos e sólidos

Tampas com lacre

Brinquedos, geomembrana

PP

Peças de parede fina, caixas de DVD, brinquedos, eletrodomésticos

Tampas com lacre, flip-top, utilidades domésticas de parede fina

Embalagens transparentes para alimentos e cosméticos

Frascos; copos e pratos descartáveis; chapas planas e corrugadas

Fibras para tapetes, filmes para balas e bombons

Homo

PP

Peças de alta transparência, potes para freezer

Embalagens para cosméticos ; copos para requeijão

Potes para sorvetes, tampas para potes de margarina

Utilidades domésticas, baldes

Tampas para garrafas de bebidas, peças automotivas

(caixas de baterias )

Copo

PS cristal Brinquedos

Materiais escolares/ de escritório

Embalagens descartáveis (pratos, copos, talheres)

PS

Embalagens descartáveis (copos, pratos e talheres)

Bandejas para alimentos

Proteção contra impactos no transporte de equipamentos eletro-

eletrônicos e eletrodomésticos

Caixas térmicas

Revestimentos acústicos

Expandido

EPS

PS alto

impacto

Brinquedos

Embalagens descartáveis (copos, pratos e talheres)

Eletrônicos (carcaças de televisores, home theater etc.

Eletrodomésticos

Automobilística

ABS

Eletrônicos

Eletrodomésticos (carcaças de liquidificadores, processadores,

mixers, batedeiras etc.)

Automobilística – grades, retrovisores, painéis etc.

SAN Copos de eletrodomésticos como liquidificadores, processadores,

mixers, batedeiras etc.

PVC Filmes para embalar alimentos

“Couro” sintético para confecção de bolsas, revestimentos de

estofados

Calçados/solados

Brinquedos: bolas, bonecos, piscinas (infláveis em geral)

Móveis

Revestimentos de fios e cabos

Construção civil: pisos laminados, perfis, tubos e conexões,

forros, esquadrias de portas e janelas.

Medicina: cateteres, bolsas para sangue, mangueiras.

Lonas

Cartões magnéticos

Mangueiras para líquidos diversos e gases

Frascos

Indústria automobilística

PMMA Faróis, lanternas, triângulos de segurança (automobilística)

Construção civil: pias, cubas, tampas de vasos sanitários,

peças decorativas

Lentes de contato

Lentes de óculos

Displays para propaganda

Luminosos para propaganda

Aquários

Próteses dentárias

Visores em máquinas e equipamentos

POM Peças para cinto de segurança

Engrenagens

Válvulas

Peças técnicas

Peças do sistema de combustível

PC Saltos de sapatos

Faróis e lanternas

Lentes para semáforos

Embalagens

DVDs

Chapas

Telhas

Escudos para policiais

Capacetes

PET Garrafas para bebidas em geral

Frascos para alimentos, cosméticos e produtos de limpeza

Peças para eletrodomésticos e eletrônicos

PBT Automobilística: peças do sistema de freio, peças do cinto de segurança,

painéis etc.

Eletrônicos: interruptores, teclados, comutadores, soquetes, tomadas.

Eletrodomésticos: cabos, peças de aspiradores de pó, de liquidificadores,

processadores, mixers, cafeteiras etc.

PA Eletrônicos

Peças técnicas: bombas, válvulas, polias, engrenagens

Automobilística: tampas do tanque de combustível, do radiador,

dos reservatórios de água, óleo e fluido de freio, mangueiras

para transporte de combustível, filtros, calotas, hélices de ventilador,

painéis, coletor de ar, sistema de combustível.

Têxtil: tecidos sintéticos, tapetes

Monofilamentos: cerdas, fios para pesca, cabelo para boneca,

cabelo para peruca

Indústria aeroespacial

Coletes à prova de balas

Kevlar ®

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