UFMG – ICB
Ecologia Energética
2º semestre / 2008
O que são os plásticos?
Dicionário:
Plástico. Relativo a forma ou a
estética. Que tem a propriedade
de adquirir determinadas formas,
por efeito de uma ação exterior.
Der. Grego plastikós (relativo as
dobras do barro).
Em latim, plasticu, “que pode ser
modelado”.
Plástico / matéria plástica,
no ambiente técnico:
Designação genérica para
um
grande
grupo
de
materiais
sintéticos
que
apresentam em comum o
fato de serem moldáveis,
através de processamento e
aquecimento.
Por que tanto sucesso?
Por que tão disseminado?
•Presente em geladeiras, panelas, brinquedos,
meia-calças, páraquedas, próteses, roupas,
instrumentos cirúrgicos, carros, colchões,
nylon aumentado 40X, é
60X mais fino q o fio de
cabelo. Abaixo, venda
de meias da Dupont
utensílios domésticos, construções, etc.
•Declínio da reserva de madeira e minérios,
•Podem ser mais resistentes que a madeira,
sem apodrecer como ela, ou mais leve que o
ferro, sem enferrujar.
•Leves, resistentes, práticos e versáteis,
duráveis e relativamente baratos em
comparação com outros materiais.
Monômeros
Quimicamente os plásticos são
polímeros, moléculas gigantes de
copolímero + subproduto
alto peso molecular, constituídas
pela união de moléculas simples
chamadas monômeros (do grego
mono “uma”, mero, parte), através
Reação de policondensação –ex. PET
Poli (tereftalato de etileno)
Monômero
Polímero
de reações químicas específicas.
– exemplo colar-contas.
Reação de poliadição
– duplas ligações
entre C, sem
formação subproduto
Reação de modificação de polímeros ao lado.
Abaixo tabela de polímeros por poliadição.
(PE)
(PP)
Poli (cloreto de vinila)
Poliestireno expandido
Poliacrilonitrila (PAN)
(PMMA)
(PTFE)
(IR)
(CR)
P olibutadieno (BR)
Alguns polímeros por policondensação
Poliamida -66
(PA -66)
Poli (glicol etilenico
(PEG)
Resina de fenol
formaldeido
(PR)
(PU)
Químicos – escolha
da estrutura adequada de
polímero e condições de
fabricação para o efeito
desejado, ou seja, para que
possua as características
físicas exigidas.
A aditivação desses
polímeros permite melhorar
a qualidade dos mesmos,
conferindo
cor,
flexibilidade,
resistência
mecânica, etc, ou seja,
características
adequadas ao artefato
que se deseja fabricar.
Alguns tipos de aditivos
Função
Agente corante
Conferir cor
Antiestático
Evitar eletrização ao
atrito
Antioxidante
Impedir degradação por
oxidação
Biocida
Impedir degradação por
microorganismos
Plastificante
Aumentar flexibilidade
Estabilizante UV
Impedir degradação por
raios ultravioletas
Estabilizante térmico
Impedir degradação por
aquecimento
Divisão dos polímeros
Há diversas maneiras de se dividir os
polímeros. A Classificação por produção,
já citada, é uma delas.
A classificação conforme as características
mecânicas
decorre,
da
configuração
específica das moléculas do polímero.
Sob este aspecto, os polímeros podem ser
divididos
termorrígidos
em
termoplásticos,
(termofixos)
elastômeros (borrachas).
e
Termoplásticos
• maior parte dos polímeros
comerciais.
•Pode ser fundido diversas
vezes.Alguns também podem
dissolver-se em vários solventes.
- Reciclagem possível.
•Propriedades mecânicas variam
conforme o plástico: sob
temperatura ambiente, podem ser
maleáveis, rígidos ou mesmo
frágeis.
•Estrutura molecular: moléculas
lineares dispostas na forma de
cordões soltos, mas agregados,
como num novelo de lã.
Exemplos: polietileno (PE),
polipropileno (PP), poli(tereftalato
de etileno) (PET), policarbonato
(PC), poliestireno (PS), poli(cloreto
de vinila) (PVC),
poli(metilmetacrilato),(PMMA),etc..
.
Termorrígidos (Termofixos)
•Rígidos e frágeis, muito estáveis a
variações de temperatura. Uma vez
prontos, não mais se fundem. Reciclagem complicada.
•Estrutura molecular: os cordões
estão ligados fisicamente entre si,
formando uma rede ou reticulado.
Estão presos entre si através de
numerosas ligações, não se
movimentando com liberdade.
Ex.: baquelite (tomadas, cabo
de panela), ; poliéster usado
em carrocerias, caixas
d'água, piscinas, etc., na
forma de plástico reforçado
(fiberglass).
Elastômeros (Borrachas)
•Estrutura molecular: a
estrutura é similar à do
•Classe intermediária entre os
termorrígido mas, neste caso,
termoplásticos e os termorrígidos: não
há menor número de ligações
são fusíveis, mas apresentam alta
entre os “cordões”. Ou seja, é
elasticidade, não sendo rígidos como
como se fosse uma rede, mas
os termofixos.
com malhas bem mais largas
•Reciclagem complicada pela
que os termorrígidos.
incapacidade de fusão.
Exemplos: pneus, vedações,
mangueiras de borracha.
Plásticos Comuns ou
de massa (commodities)
Plásticos de Engenharia
•Mais nobres, propriedades físicas
•Produzidos e consumidos em
e químicas melhores.
grande quantidade.
•Produzidos em menor escala,
•Custo baixo em relação a outros
mais caros.
termoplásticos.
•Ex: poliamidas (nylons),
•Tem características comparáveis
policarbonatos, poliesteres,etc.
aos Plásticos de Engenharia.
•Ex: Polietileno, poliestireno,
polipropileno, PVC, etc.
Plásticos de uso especial
• Últimas conquistas no desenvolvimento de termoplásticos,
pesquisados para fins específicos.
•Possuem propriedades específicas, mas em geral possuem
termoplasticidade , grande resistência mecânica, resistência a
temperaturas elevadas, propriedades mecânicas mantidas em larga
faixa de temperatura, resistência às intempéries e à oxidação, autoretardamento da chama e pouca fumaça, resistência a solventes e
reagentes, à abrasão ,às radiações eletromagnéticas, baixo
coeficiente de expansão térmica. Ex: visores de astronautas
(policarbonato modificado)
Os tipos de industria
de plástico e tipos de
modelagem
A indústria petroquímica
produz a matéria- prima,
que disponibiliza- a para
outra empresa a fim de
confeccionar a matéria
plástica que, por fim, será
destinada uma última
indústria, onde o produto é
processado.
Nº empresas no Brasil, capacidade e investimentos
A cadeia petroquímica no Brasil tem cerca de 30 anos – hoje está
em reestruturação, em especial nos segmentos de primeira e
segunda geração (processo de privatização iniciado na década
passada). O segmento de terceira geração, foi implantado através
de investimentos oriundos do capital privado.
• 1º eram fabricados produtos de baixo valor agregado (descartáveis,
utensílios domésticos, adornos, etc.).
• expansão de mercado e desenvolvimento econômico,
desenvolvimento da indústria brasileira de polímeros, matéria-prima do
setor de transformação -produtos mais sofisticados produzidos no país.
•Hoje participa ativamente de diversos segmentos industriais, tais como
têxteis, embalagens, eletro-eletrônicos, automobilístico, etc.
•Entretanto, a quase totalidade dos polímeros produzidos e consumidos
no Brasil são commodities ou pseudo-commodities, tais como
polietileno, polipropileno, poliestireno, PVC e PET. Os polímeros mais
sofisticados de alto desempenho, que têm grande valor, em geral,
ainda não são produzidos no país.
Modelagem por injeção
A matéria plástica(grãos coloridos)
obtida da 2º geração, é derretida
em máquinas especiais que
imediatamente injetam o material
fundido em moldes apropriados.
Com o resfriamento ocorre o
endurecimento do material.
Modelagem por assopro
A massa fundida é lançada
violentamente contra as paredes
internas do molde, através de um
jato de ar.
Modelagem por extrusão Modelagem por
calandragem
O plástico fundido passa por um
orifício com a forma desejada,
O material derretido, após
sendo imediatamente resfriado.
atravessar cilindros em rotação,
transforma-se em lâmina,
viabilizando a produção de folhas
plásticas.
Os polímeros mais produzidos no Brasil
•Brasil existem cerca de 20 empresas produtoras de resinas, a maioria
localizada nos Pólos Petroquímicos.
•As principais resinas termoplásticas, do ponto de vista comercial,
produzidas por estas empresas são:
-Polietileno de Alta Densidade (PEAD);
-Polietileno de Baixa Densidade (PEBD);
-Polietileno de Baixa Densidade Linear (PEBDL);
-Polipropileno (PP);
-Poliestireno (PS);
- Poliestireno expandido (EPS)
-Policloreto de Vinila (PVC);
-Polietileno Tereftalato (PET).
Polietilenos
(designação antiga do eteno): Polietileno de Alta Densidade
(PEAD)
G.P. = 50.000 a 300.000
• Baixo custo;
•Densidade:0,935 - 0,960 g/cm3. Apresenta
•Elevada resistência química e
estrutura praticamente isenta de ramificações.
a solventes;
•Baixo coeficiente de atrito;
•É rígido, resistente à tração, moderada
•Macio e flexível;
resistência ao impacto.
•Fácil processamento;
•Excelentes propriedades
•Utilizado em bombonas, recipientes, garrafas,
filmes, brinquedos, materiais hospitalares,
isolantes;
tubos para distribuição de água e gás,
•Baixa permeabilidade à água;
tanques de combustível automotivos, etc.
•Atóxico e inodoro.
• Produção brasileira em 1998: 692.864 t.
Polietileno de Baixa
Densidade (PEBD)
Polietileno de Baixa Densidade
Linear (PEBDL)
•Densidade: 0,910-0,925 g/cm3.
•Densidade: 0,918-0,940 g/cm3.
•Apresenta moléculas com alto
•Menor incidência de ramificações - são
grau de ramificação.
mais regulares e mais curtas que no PEBD.
•Versão mais leve e flexível do
•Resistência mecânica ligeiramente
PE.
superiores ao PEBD.
• É utilizado basicamente em
•Custo de fabricação menor.
filmes, laminados, recipientes,
•Flexibilidade e resistência ao impacto -
embalagens, brinquedos,
aplicação para embalagens de alimentos,
isolamento de fios elétricos, etc.
•Produção brasileira em 1998:
652.647 t.
bolsas de gelo, utensílios domésticos, canos
e tubos.
•Produção brasileira em 1998: 175.053 t.
Polipropileno(designação
antiga do propeno)
•Boa estabilidade térmica;
•Maior sensibilidade à luz UV e agentes
de oxidação, sofrendo degradação com
•Propriedades muito semelhantes às do
maior facilidade.
PE, mas com ponto de amolecimento mais
Aplicações: Brinquedos; Recipientes
elevado.
para alimentos, produtos químicos;
Principais propriedades:
Carcaças para eletrodomésticos;
•Baixo custo;
Sacarias (ráfia); Filmes orientados;
•Elevada resistência química e a solventes;
•Fácil moldagem;
•Fácil coloração;
Tubos de canetas esferográficas;
Carpetes; hospitalar esterilizável;
Autopeças (pára-choques, pedais,
carcaças de baterias, etc.). Atualmente
•Alta resistência à fratura por flexão ou
há uma tendência no sentido de se
fadiga;
utilizar exclusivamente o PP no interior
•Resistência ao impacto acima de 15oC;
dos automóveis.
Produção brasileira de PP em 1998:
702.795 t
Poliestireno
PS expandido (EPS)
Termoplástico duro e quebradiço, com
•Espuma semi-rígida com marca comercial
transparência cristalina.
isopor(R).
Principais propriedades:
•É polimerizado na presença do agente
•Fácil processamento;
expansor ou então o mesmo pode ser
•Fácil coloração;
absorvido posteriormente. Durante o
•Baixo custo;
processamento do material aquecido, ele
•Elevada resistência a ácidos e álcalis;
se volatiliza, gerando as células no
•Semelhante ao vidro;
•Baixa densidade e absorção de
umidade;
•Baixa resistência a solventes
orgânicos, calor e intempéries.
•Produção brasileira em 1998:
129.879 t (excluindo isopor).
material.
•Baixa densidade e bom isolamento
térmico.
•Aplicações: protetor de equipamentos,
isolantes térmicos, pranchas para
flutuação, geladeiras isotérmicas, etc.
•Produção brasileira em 1998: 10.000 t.
Policloreto de Vinila (PVC)
cloreto de vinila:
•Plastificantes (aditivo usado para
tornar o polímero mais flexível) a
base de ftalatos também são
Principais propriedades:
•Baixo custo;
•Elevada resistência a chama, pela
presença do cloro;
•Processamento demanda um pouco
de cuidado.
Restrições:
•O monômero é um potente
cancerígeno;
considerados cancerígenos. O
Greenpeace vem promovendo
ampla campanha para banir o uso
do PVC que contenha esse
aditivo,
•Produção brasileira em 1998:
649.840 t.
Polietileno Tereftalato (PET)
Aplicações: frascos e garrafas para uso
Desenvolvido em 1941 para a
alimentício/hospitalar , cosméticos,
confecção de fibras têxteis. No final da bandejas paramicroondas, filmes para
década de 60, começou a ser
áudio e vídeo, fibras têxteis
desenvolvido para aplicações em
As garrafas de refrigerante são
embalagens.
responsáveis pelo consumo de 70% do
Principais
total de embalagens de PET e, de 1996
propriedades:
para 1997, esse consumo aumentou em
Leveza,
24% no Brasil e de 1997 para 1998, em
transparência,
17% (Sammarco e Delfini, 1999). 1996
brilho,
1997 1998
boas propriedades mecânicas e de
Produção(t) 97.945 143.343 200.000
barreira do dióxido de carbono (CO2),
Consumo aparente (t) 173.268 249.012
298.413
Produção e consumo no Brasil
•O consumo aparente de transformados plásticos no Brasil cresceu
7,1% em 2007, chegando a 4,9 milhões de toneladas.
•O consumo médio do brasileiro e de 24,23 quilos, enquanto que os
africanos consumiram 25 kg em media em 2005 e os argentinos, no
mesmo ano, 35 kg.
Gráfico 4 – Consumo Aparente de Artefatos Transformados de Plástico
Bibliografia:
• Livros:
AUSKAS, M. E. & GUEDES, B. O Plástico: Materiais, moldes, processos e projeto de peças. São Paulo, Editora
Érica,1986.
CANTO, E. L.Plástico: Bem supérfluo ou mal necessário? São Paulo, Editora Moderna, 1997.
MANO, E. B. Polímeros como Materiais de Engenharia. São Paulo, Editora Edgard Blücher, 2003.
MANO, E.B. & MENDES, L.C. Introdução a Polímeros. São Paulo, Editora Edgard Blücher, 2001.
RABELLO, M. S. Aditivação de polímeros. São Paulo, Artiliber Editora, 2000
Sites:
http://www.plastico.com.br/revista/pm399/abiplast.html
http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/polimeros/polimeros-2.phphttp://www.gorni.eng.br/intropol.html
http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/quimica/paginahtml/polimeros7.htm
http://www.bvsde.ops-oms.org/bvsair/e/repindex/repi59/prp/prpcua01.html
http://giga.ea.ufrgs.br/Artigos/oportunidades_pet.pdf
http://www.scielo.br/pdf/po/v9n4/6187.pdf
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0104-14282001000300004&script=sci_arttext&tlng=en
http://www.desenvolvimento.gov.br/portalmdic/arquivos/dwnl_1196780017.pdf
http://www.sobronze.com.br/tabelas_plasticos.html
http://www.superimagens.com/sp/galeria/modo_slide.php?t=1&id_aut=58&palavrachave=&id_cat_autor=&id_img=3705
&pagina=9&pag_retorno=portfolio
http://www.achetudoeregiao.com.br/lixo_recicle/plastico_sua_historia.htm
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://bp1.blogger.com/_DkS5Kt187XU/RgqVjuxjdbI/AAAAAAAAABM/pV2IF
JVnu0E/s320/processo%2Binje%C3%A7%C3%A3o.png&imgrefurl=http://moldesunisc.blogspot.com/&h=152&w=320&sz=54&hl=ptBR&start=3&um=1&usg=__OhPNiLRLPBwZT3rZWcHArUl3x84=&tbnid=npJuTX0lpQcp_M:&tbnh=56&tbnw=118&prev=/
images%3Fq%3Dmaquina%2Bde%2Bmodelagem%2Bde%2Bplasticos%2Bpor%2Binje%25C3%25A7%25C3%25A3o%
26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DG