polimeros 01 51-100

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Celulose
Polímero mais abundante, é uma poli(glicose)
Obtida de materiais lignocelulósicos
madeira, bagaço de cana, palha…
também existe em bactérias e outros 
organismos
Principal componente do papel e papelão
Dissolvida e reprecipitada:
celulose regenerada: fibras e filmes
Muitos derivados 
acetatos, nitratos, éteres, carboximetilcelulose
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Uma estrutura muito estável
Forte associação entre as cadeias, pontes-H
Poucos solventes
Decomposição térmica, antes de fundir
Modificação química exige condições agressivas
Resistente à hidrólise
Resultado de bilhões de anos de evolução
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Materiais lignocelulósicos
Na madeira, celulose está
protegida (envolvida) em 
lignina.
Quimicamente resistente, 
tem de ser removida para 
permitir o aproveitamento 
da celulose
Na fabricação de papel: 
pasta química e pasta 
mecânica
Matéria-prima básica das 
biorefinarias alimentadas 
com madeira e palha
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Lignina: polímero que encapa a celulose
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Extraindo a celulose
Processo a sulfito: bisulfito de cálcio
Processo a sulfato: soda cáustica e sulfeto de sódio
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Amido
� Muito usado como alimento
� Uso crescente em polímeros termoplásticos 
biodegradáveis
� Amilose e amilopectina
� Solúvel em água
derivatização é mais fácil que a da celulose
� Facilmente hidrolisado - glicose
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Obtenção
� O monômero é obtido a partir do petróleo ou 
gás natural, pois é a rota mais barata. 
� É possível obter monômeros a partir da madeira, 
álcool,carvão e até do CO2, pois todas essas 
matérias primas são ricas em carbono, o átomo 
principal que constitui os materiais poliméricos. 
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Craqueamento do Petróleo
Foto:http://www.clickmacae.com.br/
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Ciclo do Petróleo
GASES (NAFTA)
GLP
GASOLINA
...
RESÍDUOS
PETRÓLEO REFINAMENTO
ETENO
PROPENO
BUTENO
...
ETC
CRAQUEAMENTO
POLIMERIZAÇÃOTRANSFORMAÇÃO
RECICLAGEM
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Cadeia Petroquímica
� Refinaria:
Petróleo � Nafta
� Petroquímica 1ª geração:
Nafta � Monômero
� Petroquímica 2ª geração:
Monômero � Polímero
� Petroquímica 3ª geração:
Polímero � Produto
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Matérias-primas básicas para a 
obtenção dos polímeros
Matéria-prima Origem Produto
Celulose Natural Acetato de celulose
Nitrato de Celulose
Caseína Natural Galalite
Óleo de rícino Natural Náilon
Amônia e Uréia Natural Uréia- Formaldeído
Acetileno Sintético Policloreto de Vinila (PVC)
Poliacrinovinila
Propeno Sintético Polipropileno
Etileno Sintético Polietileno
Benzeno Sintético Náilon
Poliéster
Etileno + Benzeno Sintético Poliestireno
www.materialdidatico.pro.br
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Origem dos polímeros
queratinaqueratinaqueratinaqueratina
polipeptídeospolipeptídeospolipeptídeospolipeptídeos
cartilagemcartilagemcartilagemcartilagem
macromoléculas inorgânicas
macromoléculas orgânicas
colágenocolágenocolágenocolágeno
proteínasproteínasproteínasproteínas
celulosecelulosecelulosecelulose amidoamidoamidoamido quitinaquitinaquitinaquitina
borracha borracha borracha borracha 
naturalnaturalnaturalnatural
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Propriedades e testes
em polimeros
� os testes mais comuns para os plásticos, que foram 
agrupados em categorias são: 
� I. Organismos certificadores
� A. ASTM
� B. ISO
� C. Sistema Internacional de Unidades (SI)
� II. Propriedades mecânicas
� A. Resistência à tração (ISO 527-1, ASTM D-638)
� B. Resistência à compressão (ISO 75-1 e 75-2,
ASTM D-695) e foram agrupados em categorias são: 
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� C. Resistência ao cisalhameiito (ASTM D-732)
� D. Resistência ao impacto
� E. Resistência à flexão (ISO 178, ASTM D-790
e D-747)
� F. Fadiga por flexão (ISO 3385, ASTM D-430
eD-813)
� G. Amortecimento
� H. Dureza
� L Resistência à abrasão (ASTM D-1044)
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� III. Propriedades físicas
� A. Massa específica1 e densidade relativa2 (ISO
1183, ASTM D-792 e D-1505)
� B. Contracão na moldagem (ISO 2577, ASTM
D-955)
� C. Resistência à fluência ou creep {ISO 899,
ASTM D-2990)
� D. Viscosidade
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� Densidade
� A densidade de um material é calculada como sendo a massa por 
unidade de volume, geralmente expressa em g/cm3. Um bom 
comparativo para resultados de densidade é a água, que em condições 
normais apresenta uma densidade de 1 g/cm3.
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� Resistência a 
Tração:
� O procedimento para o 
teste baseia-se em fixar um 
corpo de prova na máquina 
por suas extremidades, sobre 
o qual o equipamento aplicará 
uma força axial para fora, 
aumentando o seu tamanho. 
Durante o ensaio a máquina 
registra diagrama de tensão x 
deformação 
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� Resistência a Tração:
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� Flexão: é o deslocamento do ponto do 
corpo de prova a meia distância entre os dois 
apoios, provocado pela aplicação de uma carga, 
num teste de flexão ou de fluência, ou seja a 
flecha do arco formado pela região do corpo 
de prova localizada entre dois apoios.
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� Impacto:
� O ensaio consiste em soltar um pêndulo a uma altura pré-definida, 
o qual se chocará com a amostra presa na base da máquina. Com este 
choque a amostra acaba rompendo-se e o pêndulo volta a subir no 
lado oposto até determinada altura graças a energia residual que ainda 
resta no martelo
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� Impacto:
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� Dureza
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� IV. Propriedades térmicas
� A. Condutividade térmica (ASTM C-177)
� B. Capacidade calorífica (calor específico)
� C. Expansão térmica (ASTM D-696 e D-864)
� D. Temperatura de deflexão térmica (ISO 75,
ASTM D-648)
� E. Plásticos ablativos
� F. Resistência ao frio
� G. Inflamabilidade (ISO 181,871 e 1210; ASTM
D-635,D-568eE-84)
� H.índice de fluidez (ISO 1133, ASTMD-1238)
� I. Temperatura de transição vítrea
� J. Temperatura de amolecimento (ISO 306, ASTM
D-1525
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� Amolecimento Vicat
� É a temperatura na qual o plástico começa a amolecer. O ensaio 
consiste em aplicar sobre um corpo de prova uma seção de 1mm2
com uma carga pré-definida, e medir a temperatura na qual este 
penetra 1 mm na amostra
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� Amolecimento Vicat
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� Temperatura de deflexão térmica HDT
� é uma medida relativa da capacidade do material suportar uma 
carga por um curto espaço de tempo em elevadas temperaturas
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� Inflamabilidade
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� Inflamabilidade
� HB : queima lentamente em uma amostra 
horizontal de 3mm;
� V-0 : queima extingue em 10 s, sem 
gotejamento em amostra vertical;
� V-1 : queima extingue em 30 s, sem gotejamento 
em amostra vertical;
� V-2 : queima extingue em 30 s, com 
gotejamento em amostra vertical;
� 5V : a queima deve se extinguir após 60 s, 
sendo que o corpo de prova estará na vertical, e 
será aplicado 5 vezes a chama, a cada 5 s. 5VA e 
5VB.
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� Índice de Fluidez
� Este métodos mede a fluidez de um polímero fundido, que é 
extrudado através de um plastômero com carga e temperatura 
controladas, PP por exemplo, tem como carga definidas 2,16 kg a uma 
temperatura de 230ºC.
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� Índice de Fluidez
Termômetro
Carga
Pistão
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� Impacto a baixas temperaturas:
� quando um material é submetido a temperaturas abaixo da sua Tg,
que antes oferecia boa ductilidade, agora passa a ter comportamento
completamente frágil.
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� V. Propriedades ambientais
� A. Propriedades químicas
� B. Resistência às intempéries (ASTM D-2565,
D-4329, G-154 e G-155; ISO 4892)
� C. Resistência à radiação ultravioleta (ASTM
G-23 e D-2565)
� D. Permeabilidade (ISO 2556, ASTM D-1434 e
E-96)
� E. Absorção de água (ISO 62, 585 e 960; ASTM
D-570)
� F. Resistência bioquímica (ASTM G-21 e G-22)
� G. Fratura sob tensão ambiental (stress cracking)
(ISO 4600 e 6252, ASTM D-1693)
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� Absorção de água
� O ensaio consiste em mergulhar um corpo de prova seco e com 
dimensões e peso definidos, em um recipiente com água e lá deixá-lo 
por um período pré-determinado a uma temperatura constante
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VI. Propriedades ópticas
� A. Brilho (ASTM D-2457)
� B. Transmitância luminosa (ASTM D-1003)
� C. Cor
� D. índice de refração (ISO 489, ASTM D-542)
VII. Propriedades elétricas
� A. Resistência ao arco (ISO 1325, ASTM D-495)
� B. Resistividade (ou resistência do isolamento)
(ISO 3915, ASTM D-257)
� C. Rigidez dielétrica (ISO 1325 e 3915, ASTM
D-149)
� D. Constante dielétrica (ISO 1325, ASTM D-150)
� E. Fator de dissipação (ASTM D-150)
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Quanto ao processamento:
Polímeros termoplásticos →→→→ polímeros 
capazes de ser repetidamente amolecidos pelo 
aumento da temperatura, e endurecidos pela 
diminuição da temperatura
� Termoplásticos convencionais → commodities →
polímeros de grande consumo
Ex.: PE, PS, PP, PVC
� Termoplásticos de engenharia
Ex.: PC, POM, nylon, PBT
� Termoplásticos especiais
Ex.: PEEK, Poli éter imida, PPS
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Quanto ao comportamento mecânico:
� Plásticos
� Fibras →→→→ condição geométrica de alta relação L/D 
(alta razão de aspecto)
� Borrachas ou elastômeros →→→→ materiais poliméricos 
que exibem elasticidade em grandes faixas de 
deformação, na temperatura ambiente, após o 
processo de vulcanização
� Termorrígidos: baquelite
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� São os chamados plásticos, constituindo a maior parte dos 
polímeros comerciais. 
� A principal característica desses polímeros é poder ser 
fundido diversas vezes. Dependendo do tipo do plástico, 
também podem dissolver-se em vários solventes. 
� Logo, sua reciclagem é possível, uma característica bastante 
desejável nos dias dias de hoje. 
� As propriedades mecânicas variam conforme o plástico: 
Sob temperatura ambiente, podem ser maleáveis, rígidos 
ou mesmo frágeis. 
� Exemplos:
Polietileno (PE), polipropileno (PP), poli(tereftalato de etileno) 
(PET), policarbonato (PC), poliestireno (PS), poli(cloreto de 
vinila) (PVC), poli(metilmetacrilato) (PMMA)...
Termoplásticos:
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� São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de 
temperatura. 
� Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do 
polímero acabado a altas temperaturas promove decomposição 
do material antes de sua fusão. 
� Logo, sua reciclagem é complicada. 
� Exemplos: 
� Cabos de panelas, tomadas
Baquelite, usada em tomadas e no embutimento de amostras 
metalográficas; poliéster usado em carrocerias, caixas d'água, 
piscinas, etc., na forma de plástico reforçado (fiberglass). 
Termorrígidos (Termofixos): 
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TERMOPLÁSTICOS E TERMOENDURECÍVEIS
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TERMOPLÁSTICOS E TERMOENDURECÍVEIS
Os polímeros podem ser classificados em 
termoplásticos e termofixos.
Termoplásticos
• Podem ser conformados mecanicamente 
repetidas vezes, desde que reaquecidos (são 
facilmente recicláveis).
• Parcialmente cristalinos ou totalmente amorfos.
• Lineares ou ramificados.
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TERMOPLÁSTICOS E TERMOENDURECÍVEIS
Termofixos
• Podem ser conformados plasticamente apenas 
em um estágio intermediário de sua fabricação. 
• O produto final é duro e não amolece com o 
aumento da temperatura. 
• Eles são insolúveis e infusíveis.
• Mais resistentes ao calor do que os 
termoplásticos.
• Completamente amorfos.
• Possuem uma estrutura tridimensional em rede 
com ligações cruzadas. 
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TERMOPLÁSTICOS E TERMOENDURECÍVEIS
A temperatura de transição vítrea depende da 
flexibilidade das cadeias e da possibilidade de 
sofrerem rotação.
Se T>Tg - alta mobilidade das cadeias
Se T<Tg - baixa mobilidade das cadeias
A flexibilidade das cadeias diminui pela introdução 
de grupos atômicos grandes ou quando há 
formação de ligações cruzadas - aumenta Tg
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TERMOPLÁSTICOS TERMOENDURECÍVEIS
•Amaciam com o aumento de 
temperatura e endurecem com a 
diminuição de temperatura –
processos reversíveis
•“Polimerizam” com o aumento de 
temperatura, tornando-se “duros”;não amaciam com subsequente 
aumento de temperatura
•São, em geral, menos rígidos, 
menos resistentes e mais dúcteis
•São, em geral, mais rígidos, mais 
resistentes e mais frágeis
•Maioria dos polímeros lineares 
formados por adição e com alguma 
ramificação
•Todos os polímeros formados por 
condensação e os lineares com 
“cross-linking”
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�Resinas Melamínicas
– Antes da reticulação: oligômeros (PM até 3000)
– Após reticulação: termofixo
– Cymel, Melchrome
Plásticos Termofixos
Melamina + Aldeído fórmico 
em solução ácida = 
Melamina- Formaldeído
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