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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA – UEPG
ANA KAORI DE OLIVEIRA OUBA
CAROLINA KUYA YAMASHIRO
CARLOS MAURÍCIO ZAREMBA FILHO
IDENTIFICAÇÃO DE POLÍMEROS
Teste de Chama
PONTA GROSSA - PR
2011
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ANA KAORI DE OLIVEIRA OUBA
CAROLINA KUYA YAMASHIRO
CARLOS MAURÍCIO ZAREMBA FILHO
IDENTIFICAÇÃO DE POLÍMEROS
Teste de Chama
Trabalho apresentado à disciplina de Ensaios
e Caracterização de Materiais do Curso de
Engenharia de Materiais, 3ª série, da
Universidade Estadual de Ponta Grossa –
UEPG.
Prof. Adriane Bassani Sowek
PONTA GROSSA - PR
2011
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO.........................................................................................................................................4
OBJETIVOS..............................................................................................................................................8
MATERIAIS E MÉTODOS.........................................................................................................................9
RESULTADOS E DISCUSSÕES................................................................................................................10
CONCLUSÕES........................................................................................................................................12
REFERÊNCIAS........................................................................................................................................13
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1. 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. O aumento da presença deste material em lixões, aterros sanitários e no
meio ambiente cresce exponencialmente.
Alguns países já utilizam os plásticos descartados como energia na reciclagem
energética, mas, o método de reciclagem mais usado ainda é a reciclagem
mecânica. Em paises em desenvolvimento como o Brasil, a utilização de materiais
descartados ainda não é uma constante. [1]
Em vista disso, é importante o conhecimento dos processos de identificação dos
materiais plásticos a fim de saber quais maneiras de reciclagem são as ideiais para
as empresas que trabalham com descartados. Esta que pode ser desde uma
identificação bem simples como a identificação por simbologias até as mais
sofisticadas como espectroscopia por Infravermelho. Este cuidade é de suma
importância para o meio ambiente e para a sociedade.[1] [4]
IDENTIFICAÇÃO DE POLÍMEROS
Além da necessidade de conhecer o material para trabalhá-lo e aplicá-lo da
melhor maneira, sabe-se que a maioria dos materiais plásticos são recicláveis.
Saber separar e identificar os tipos de embalagens 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 é uma solução viável, não só sob o ponto de vista econômico, mas também
como forma de preservação do meio ambiente.
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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. 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. [3]
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 Tabela 1, onde também são indicados alguns dos usos mais comuns de cada
resina.[5]
Tabela 1: Simbologia e características dos principais polímeros [5]
Polímero e Símbolo
Principais Características
Polietileno Tereftalato
Transparente e inquebrável. É um material leve. Usado principalmente na fabricação de embalagens de bebidas carbonatadas (refrigerantes), além da Indústria alimentícia. Está presente também nos setores hospitalar, cosméticos, têxteis etc.
Polietileno de alta densidade
Leve, inquebrável, rígido e com excelente resistência química. Usado em embalagens como: Detergentes, amaciantes, sacos e sacolas de supermercado, potes, utilidades domesticas, etc. Outros setores como: Embalagens de óleo, bombonas para produtos químicos, tambores de tinta, peças técnicas etc.
Policloreto de vinilaTransparente, leve, resistente a temperatura, inquebrável. Usado em embalagens para água mineral, óleos comestíveis etc. Encontrado na indústria alimentícia e nos setores farmacêuticos em bolsas de soro, sangue, material hospitalar, etc. Também presente no setor de construção civil, principalmente em tubos e esquadrias.
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Polímero e Símbolo
Principais Características
Polietileno de baixa densidade 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.
PolipropilenoRígido, 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
Poliestireno 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.
Outros tipos de plásticos
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.
IDENTIFICAÇÃO PRÁTICA DOS PLÁSTICOS
Todos os plásticos devem receber o símbolo do material com qual foram
fabricados a fim de facilitar sua destinação final. Porém não é raro acontecer casos
em que os materiais não apresentam o símbolo. É muito comum também que os
materiais cheguem à recicladora aos pedaços, quando fica praticamente impossível
determinar o tipo de resina com que o produto foi fabricado independentemente da
experiência do operador ou profissional encarregado pela separação do material.
Uma forma muito comum e prática de identificar o tipo de resina é através da
queima do material. Ao queimar o material pode-se observar a cor e o tipo da
chama, o odor e algumas características sutis, que podem ser conferidas na Tabela
2, auxiliando o desempenho neste tipo de teste.[2]
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Tabela 2: Desempenho dos polímeros submetidos ao Teste de Chama [2]
RESINA TESTE DE CHAMA Observação ODORPonto de Fusão (oC)
Densidade (g/cm3)
PEBD Chama Azul,Vértice amarelo Goteja como vela Vela 1050,890,93
PEAD Chama Azul, Vértice amarelo Goteja como vela Vela 1300,940,98
PPChama amarela, crepita ao queimar, fumaça fuliginosa
Goteja como vela Agressivo 1650,850,92
ABSChama amarela, crepita ao queimar, fumaça fuliginosa
Amolece e goteja
Monômero de estireno
2301,041,06
SANTal qual PS e ABS, porém fumaça menos fuliginosa
Amolece e gotejaBorracha queimada
1751,041,06
PoliacetalChama azul sem fumaça com
centelhaAmolece e
borbulhaMonômero de
estireno130 1,08
Acetato de celulose
Chama amarela, centelhas queimando
Cuidado ao sentir o odor
Formaldeído 1751,421,43
Acetato de butirato de celulose
Chama azul faiscando - Ácido acético 2301,251,35
PETChama amarela, fumaça mas
centelha-
Manteiga rançosa
1801,151.25
Acetato de vinila
Chama amarela esverdeada - -70110
0,920,950
PVC rígido Chama amarela, vértice verdeChama auto extinguível
- 1271,341,37
PVC flexível Chama amarela, vértice verdeChama auto extinguível
Cloro 1501,191,35
PCDecompõe-se, fumaça fuliginosa com brilho
Chama auto extinguível
Cloro 1501,191,35
PU Bastante fumaça - Acre 2301,201,22
PTFE Deforma-seChama auto extinguível
-205327
1,212,142,17
Nylon-6Chama azul, vértice amarelo, centelhas, difíceis de queimar
Formam bolas na ponta
- 2151,121,16
Nylon-6.6Chama azul, vértice amarelo, centelhas, difíceis de queimar
Formam bolas na ponta
Pena e cabelo queimado
2601,121,16
Nylon – 6.10Chama azul, vértice amarelo, centelhas, difíceis de queimar
Formam bolas na ponta
Pena e cabelo queimado
215 1,09
Nylon - 11Chama azul, vértice amarelo, centelhas, difíceis de queimar
Formam bolas na ponta
Pena e cabelo queimado
180 1,04
Poli (metacrilato de metila)
Queima lentamente, chama, amarela com base azul. Amolece e quase não
apresenta carbonização
Não gotejaAlho ou resina
de dentista160
1,161,20
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A Prática 1 de Ensaios Poliméricos tratará do assunto sobre identificação de
polímeros através do Teste de Chama de maneira experimental, comparando os
resultados e observações obtidas com a teoria.
2. OBJETIVOS
Realizar uma análise empírica em 15 materiais poliméricos através da queima
destes, observando:
A cor da chama;
Se durante a queima do polímero se há ou não liberação de fuligem
Se há ou não mudança do pH da fumaça
O odor emitido pela queima do material
Se o polímero é incendiável ou auto-extinguinte
Se há ou não gotejamento ou fuligem do material queimado.
Com os dados obtidos, expor os resultados e discutir sobre 5 dos 15 dos
materiais analisados
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3. MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais Utilizados:
Bicos de Bunsen e fósforos para realizar a queima;
Papel indicador de pH;
Tabela fornecida com informações sobre características de alguns
polímeros quando submetidos à queima.
Métodos:
Foram distribuídas 15 amostras de polímeros contendo apenas uma indicação
numérica. Todos os materiais deveriam ser queimados e anotados as observações
feitas, porém as discussões deveriam ser feitas sobre 5 materiais por grupo.
O grupo um ficou responsável por discutir os materiais entre 1 e 5.
Análise de queima
1. Inicialmente acendeu-se a chama do bico de bunsen com o auxílio do fósforo,
procurando deixar a chama o mais azul possível
2. Em seguida aqueceu-se sobre a chama um arame de aço 1020 até que este
ficasse incandescente, com o propósito de queimar os resíduos do mesmo.
3. Colocou-se os materiais em contado com o fogo, onde se iniciava a queima
deste. Observou-se a ocorrência ou não de liberação de fuligem.
4. Após isso, sessou-se o contato do material com o fogo e analisou-se se este
era auto-extinguível ou inflamável.
5. Observou-se a cor da chama dos materiais inflamáveis.
6. A partir da fumaça resultante da queima, fez-se a leitura do pH com o auxílio
do papel indicador.
7. Ainda a partir da fumaça, fez-se a análise do cheiro da mesma.
Os possíveis cheiros característicos da fumaça referente a cada elemento da
tabela foram fornecidos pelo responsável do laboratório antes do início da prática.
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4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Amostras de quinze tipos diferentes de polímeros foram enumeradas
aleatoriamente, e então analisadas por diferentes grupos. Dentre as quinze
amostras que serão apresentadas, cada grupo ficou responsável pela análise
detalhada de somente cinco. Neste relatório serão apresentados os resultados
detalhados dos polímeros enumerados de 1 até 5.
Durante a prática foram obtidos dados sensoriais e empíricos que, com o
auxílio da Tabela 3, possibilitaram a identificação de cada polímero.
Na primeira amostra, numa análise visual antes da queima observou-se que a
coloração era bege e apresentava resistência a riscos e a fratura. Durante a queima
o material se mostrou auto-extinguível, ou seja, o fogo não se propagava após retirá-
lo da fonte de calor (chama). Apresentou um odor azedo, acre, que causa
irritabilidade nas mucosas nasais quando inalado, e um pH ácido, de acordo com a
aferição do papel indicador de pH. Utilizando a tabela foi possível identificar com
facilidade que era uma amostra de Cloreto de Polivinila (PVC); confirmando então
que a presença de cloro contido no PVC confere uma propriedade que retarda a
chama quando exposto ao fogo, e que a fumaça de forte odor é devido a formação
de ácido clorídrico quando ocorre a queima. [6]
Na amostra de número 2, que visualmente apresentou coloração branca e
também dureza, quando exposta a chama se mostrou inflamável e observou-se o
gotejamento de material líquido. Sua fumaça também era de coloração branca, sem
presença de fuligem. Seu odor adocicado e seu pH neutro permitiram a identificação
do Poli(etileno tereftalato), PET.
A amostra 3 apresentou-se inflamável, com fumaça de cor branca e pH
neutro. O material fundido gotejava e a chama possuía coloração amarela com base
azul. Seu odor foi de difícil distinção, e então foi classificado conforme o odor mais
próximo: vela queimada. Dessa forma, foi possível a identificação do material como
Polipropileno (PP), também com o auxílio da tabela. Uma hipótese para justificar a
insensibilidade ao cheiro é a presença de aditivos no polímero, mudando algumas
características para sua melhoria quanto a aplicação.
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Na quarta amostra a identificação foi facilitada pelo odor rapidamente
reconhecido como sendo cabelo queimado, que corresponde ao Nylon. Para
ressaltar o resultado outros dados foram coletados, tais como o pH neutro da
fumaça, não apresentando fuligem e também sua inflamabilidade.
A amostra 5 teve sua identificação facilitada pela maneira com que o material
se dispunha: em folhas. Seu odor facilmente reconhecido como o de papel
queimado, não apresentando gotejamento, e seu pH básico obtido pelo papel
indicador de pH confirma a identificação do celofane.
As outras amostras também foram identificadas de forma semelhante, e seus
resultados estão apresentados na tabela a seguir:
Tabela 3: Resultados obtidos através da identificação de polímeros.
Amostra Polímero Características da queima Possível aplicação1 PVC Auto-extinguível, odor acre, pH ácido Canos2 PET Inflamável, pH neutro, odor adocicado Embalagens3 PP Inflamável, odor de vela queimada Embalagens4 Nylon pH neutro, odor de cabelo queimado Fibras5 Celofane Odor de papel queimado, inflamável Embalagens
6 PS pH neutro, fuligemCopos
descartáveis
7EPS - isopor
pH neutro, fuligemPratos,
embalagens8 PU Incendeia, odor acre, pH neutro Espuma9 PP Inflamável, odor de vela queimada Embalagens
10PEAD
(HDPE)Inflamável, odor de vela queimada Embalagens
11 PET Odor adocicado, pH neutro, incendeia Embalagens12 PVC Odor acre, auto-extinguivel, pH ácido Canos13 PC Odor fenólico, pH neutro, incendeia CD’s14 PS Fuligem, fumaça com coloração preta Capa de CD’s
15 PMMA Odor de metil metacrilato Janelas,
vasilhames, coposFonte: Próprio autor.
Alguns dados foram de difícil obtenção, pela dificuldade no manuseamento
adequado dos equipamentos e amostras utilizados, pela insensibilidade do
operador, e também por impurezas presentes nos polímeros, chama mal calibrada,
entre outros fatores, que para uma simples identificação geraram erros irrelevantes.
Para uma análise mais detalhada e que exija mais precisão nos resultados
existem outras formas como espectroscopias no infravermelho e ultravioleta,
espectroscopia de massa, difração de raios X, MEV, MET, entre outras, que apesar
do equipamento de custo elevado, dão resultados com erros desconsideráveis.
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5. CONCLUSÕES
Existem muitas técnicas que podem ser usadas para a identificação
polímeros, como: Análise Térmica Diferencial, Espectroscopia por Infravermelho,
Ressonância Nuclear Magnética (NMR), etc. Em muitos casos as análises práticas
(teste de queima, dureza, solubilidade, enbranquecimento, etc) são mais viáveis
como as realizadas nesse experimento. Esses tipos de análises práticas são
utilizadas quando não se há conhecimento de materiais que serão reciclados e
existe a necessidade de resultados rápidos com relativo grau de precisão. A maior
vantagem desse tipo de processo é o preço quase nulo de tal técnica, podendo ser
aplicadas nos mais variados locais.
Os polímeros foram identificados com boa quantidade de acertos, o que
comprova a eficiência dos métodos. Pequenos erros evidenciam de que resultados
finais completamente satisfatórios são apenas alcançados através de técnicas mais
complexas e demoradas.
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6. REFERÊNCIAS
[1] Como funciona a reciclagem dos plásticos. Disponível em:
<http://ambiente.hsw.uol.com.br/>. Acesso em 21/03/2011.
[2] Identificação de plásticos. Disponível em:
<http://www.reciclaveis.com.br/mercado/idenplas.html>. Acesso em 21/03/2011.
[3] Manual do Plástico. - Disponível em:
<http://www.plasnec.com.br/resinas/manual_plastico.pdf>. Acesso em 21/03/2011.
[4] PIVA, Ana Magda; WIEBECK, Hélio. Reciclagem do Plástico. São Paulo:
Artliber Editora, 2004.
[5] Simbologia para identificação de materiais. Disponível em
<http://www.planetaplastico.com.br/literatura/literatura/simbol.htm> Acesso em
21/03/2011.
[6] Cloreto de Polivinil – PVC : Renato R. Wang. Disponível em
<http://www.eletrica.ufpr.br/piazza/materiais/RenatoWang.pdf> Acesso em
22/03/2011
