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POLÍMERO FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO ROTHERMEL, Herbet PIRES, Michele GOMES, Otacilio POLIMEROS FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA -Você consegue pensar na sua rotina atual sem o uso de plásticos? Celular, escova de dentes, partes do carro, peças do computador, utensílios de cozinha, brinquedos do seu filho... tudo tem plástico e não é por acaso. Ao longo das últimas décadas, o material entrou com peso em diversos ramos industriais (construção civil, eletrônica, embalagens, móveis, etc.), substituindo metal, vidro, cerâmica, madeira e papel devido a algumas vantagens, como facilidade de transporte e de processamento, o menor consumo de energia e a grande durabilidade. Em termos de embalagens, o plástico é imbatível, pois apresenta boas características com relação à higiene, além de resistência ao ataque de insetos e manutenção da qualidade do produto nela contido. Mas, afinal, de onde vêm e o que são os plásticos? FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO POLIMEROS - definições FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Polímeros são compostos formados, geralmente, de moléculas grandes, macromoléculas, obtidas pela combinação de moléculas pequenas, os monômeros. Esta combinação é denominada Polimerização e é realizada através de reações químicas. Alguns tipos dessas pequenas moléculas podem se ligar várias vezes, originando moléculas gigantes ou macromoléculas. Cada uma dessas unidades (moléculas) que se ligam são chamadas monômeros, e a molécula gigante que eles originam são os polímeros (do grego poly= muitos e meros = partes). FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO POLIMEROS FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Figura 1: Nesta analogia os clipes representam os monômeros, e os unidos, os polímeros. POLIMEROS FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Os polímeros não foram "inventados"; eles existem na natureza por exemplo: celulose, proteínas, látex. A intenção inicial dos químicos, ao tentarem produzir os primeiros polímeros, foi "copiar" os polímeros naturais. Atualmente, é tão grande o número desses compostos e tão comum sua utilização, que é impossível atravessarmos um único dia sem utilizar vários deles. Os plásticos usados, principalmente, em embalagens descartáveis são exemplos de polímeros que acarretaram grandes mudanças em nosso dia-a-dia. Os elastômeros, são polímeros que após sofrerem deformação sob ação de uma força, retornam a sua forma original quando esta força é removida FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO POLIMEROS FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Eles possuem propriedades diferentes dos monômeros que os constituem. As características mais importantes são: Não são atacados por ácidos, bases ou agentes atmosféricos; Suportam ruptura e desgaste; Possuem alta resistência elétrica e baixa densidade (em geral entre 0,9 g/cm³ e 1,5 g/cm³); Quanto à temperatura, reagem de forma variável. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=ENKnCkSc6TM CLASSIFICAÇÃO DOS PLOLIMEROS FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Os polímeros são classificados de acordo com o processo de preparação, de estrutura e de ocorrência. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Classificação quanto ao processo de preparação FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Processo Descrição Exemplo Classificação quanto à estrutura FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA De acordo com a estrutura os polímeros podem ser: FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Detalhe importante FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Termoplásticos podem ser fundidos por aquecimento e solidificados por resfriamento; Termofixos/Termorrígidos são infusíveis e insolúveis, não permitem reprocessamento. Para a reciclagem dos plásticos é necessário separa-los por categorias, os números ou siglas inscritos no produto indicam o material empregado na confecção da embalagem. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Classificação quanto à ocorrência FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA De acordo com a ocorrencia os polimeros podem ser: FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros Sintéticos FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Os polímeros sintéticos podem ser classificados em dois grupos: polímeros de adição e de condensação. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros de ADIÇÃO FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Como o nome diz, são polímeros formados por sucessivas adições de monômeros. As substâncias utilizadas na produção desses polímeros apresentam obrigatoriamente pelo menos uma dupla ligação entre carbonos. Durante a polimerização, ocorre a ruptura da ligação π e a formação de duas novas ligações simples, como mostra o esquema: FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros de ADIÇÃO FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA As reações de adição podem ser iniciadas de diferentes maneiras. A mais comum consiste na utilização de pequenas quantidades de compostos orgânicos que produzem radicais livres do tipo RO. Esse radical reage com o monômero, produzindo uma nova estrutura. Veja: FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros de ADIÇÃO FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Essa nova estrutura, por sua vez, liga-se a outra molécula do monômero, produzindo um novo grupo, que se liga a outra molécula do monômero, e assim, sucessivamente, originam-se cadeias longas com uma valência livre. Eventualmente, duas dessas cadeias se unem, originando o polímero. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polietileno FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA O polietileno é um dos polímeros mais comuns, de uso diário devido ao seu baixo custo. É o polímero de maior aplicação comercial. Suas características são: Grande resistência a agentes químicos; Boa Flexibilidade; É obtido pela reação entre as moléculas do eteno (etileno), que pode ser representada como ao lado, Em que n varia entre 2.000 2 50.000 FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polietileno de cadeia reta FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Essas cadeias lineares agrupam-se paralelamente, o que possibilita uma grande interação intermolecular, originandoum material rígido de alta densidade, utilizado na fabricação de garrafas, brinquedos e outros objetos. Sua sigla técnica é PEAD ou HDPE e sua identificação em processos de reciclagem é dada pelo símbolo FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polietileno de cadeia ramificada FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA As ramificações das cadeias dificultam as interações, originando um material macio e flexível, conhecido por polietileno de baixa densidade. Sua sigla é PEBD ou LDPE e sua identificação em processos de reciclagem é dada pelo símbolo É utilizado para produzir sacos plásticos, revestimento de fios e embalagens maleáveis. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polipropileno FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA O polipropileno é obtido pela polimerização do propeno (propileno): Sua sigla é PP e, para efeitos de reciclagem, seu símbolo é Suas características são: Alta dureza e resistente à tração. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO É utilizado para produzir objetos moldados, fibras para roupas, cordas, tapetes, material solante, bandejas, prateleiras e pára-choques de automóveis, dentre outros. Poliestireno FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Esse polímero é obtido pela adição sucessiva de vinil-benzeno (estireno): O poliestireno é usado na produção de objetos moldados, como pratos, copos, xícaras, seringas, material de laboratório e outros materiais rígidos transparentes. Quando sofre expansão provocada por gases, origina um material conhecido por isopor, que é utilizado como isolante térmico, acústico e elétrico. Possui elevado índice de refração podendo ser utilizado em iluminação. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Poliestireno FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Sua sigla é PS e seu símbolo é Possui elevado índice de refração podendo ser utilizado em iluminação. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Policloreto de vinila (PVC) FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Esse polímero é obtido a partir de sucessivas adições do cloreto de vinila (cloroeteno). A massa molar do policloreto de vinila pode atingir 1500 000 g/mol, e costuma-se utiliza-lo para produzir tubulações, discos fonográficos, pisos e capas de chuva. O couro sintético, que imita e substitui o couro de origem animal, é o policloreto de vinila misturado com corantes e outras substâncias que aumentam sua elasticidade. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Policloreto de vinila (PVC) FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Uma de suas principais características é o fato de que ele evita a propagação de chamas, sendo usado como isolante elétrico. Sua sigla é PVC e seu símbolo é O PVC possui características semelhantes as dos metais, podendo ser serrado ou moldado. Com isso, pode ser utilizado na produção de tubos, filmes plásticos, bolsas, toalhas, couros artificiais, cortinas entre outros. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Teflon FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA É o produto da polimerização do tetrafluoreteno ou tetrafluoretileno: O tefion é um polímero excepcionalmente inerte, nãocombustível e bastante resistente. É usado para produzir fitas de vedação, para evitar vazamentos de água, revestimentos antiaderentes de panelas e frigideiras, isolante elétrico, canos e equipamentos para a indústria química (válvulas e registros), dentre outros. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Teflon FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Sua sigla é PTFE; seu símbolo, , também é usado para outros polímeros. O Teflon possui várias utilidades e aplicações dentre as quais destaca-se: Baixo coeficiente de atrito, podendo ser utilizado em mancais. É resistente a solventes e ao calor, utilizado em revestimento de panelas. É também um isolante elétrico, por isso é utilizado também em peças eletroeletrônicas FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Poliacrilonitrila FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA É o produto obtido pela polimerização do acrilonitrila ou cianeto de vinila: Esse é um dos poucos polímeros que podem ser obtidos em solução aquosa. Se o poliacrilonitrila for adicionado a um solvente apropriado, ele pode ser estirado facilmente, permitindo a obtenção de fibras de Lã sintética, comercializadas com os nomes de orlon ou acrilon, Acrilã e Dralon. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Poliacrilonitrila FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Essas fibras podem sofrer processos de fiação com algodão, lã ou seda, originando vários produtos, como cobertores, mantas, tapetes, carpetes e tecidos para roupas de inverno. Não é utilizado em processos de reciclagem. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Poliacetato de vinila (PVA) FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA É o produto obtido pela polimerização do acetato de vinila: Grande parte do PVA produzido atualmente é utilizada para a produção de tintas, adesivos e goma de mascar. Sua sigla é PVA e seu símbolo é FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polimeta-acrilato de metila (plexiglass ou Acrílico®) FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA É o produto da polimerização do meta-acrilato de metila: Na produção desse polímero, faz-se com que a reação ocorra até que se forme uma massa pastosa, a qual é derramada em um molde ou entre duas lâminas verticais de vidro, onde ocorre o fim da polimerização. As peças assim obtidas são incolores, apresentando grande transparência. Sua sigla é PMMA, e seu símbolo é FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polimeta-acrilato de metila (plexiglass ou Acrílico®) FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Esse polímero é utilizado para produzir lentes de contato, óculos, painéis transparentes, lanternas de carro, painéis de propaganda, lustres, semáforos e objetos transparentes. É utilizado em tintas a base de látex, com a função de impermeabilizar e dar brilho à superfície pintada. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Poliacetileno FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA O poliacetileno é o primeiro polímero condutor de corrente elétrica. Esse polímero tem baixa densidade, "não enferruja" e pode formar lâminas finas. A capacidade de condução elétrica se deve à presença de duplas ligações alternadas em sua estrutura, o que permite que os elétrons fiquem deslocalizados ao longo da cadeia. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Borrachas sintéticas FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA A borracha natural é resultado da polimerização do isopreno, feita na própria planta, a seringueira Hevea brasiliensis.Este produto é mole e não apresenta resistência mecânica. As matérias-primas mais comuns para a produção de borrachas sintéticas são: FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Borrachas - Vulcanização FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Para que possa ser utilizada comercialmente ela é submetida ao processo de vulcanização (adição de enxofre às duas ligações), fazendo com que a borracha natural se transforme na borracha vulcanizada tridimensional. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Borrachas sintéticas FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA As borrachas sintéticas, quando comparadas às naturais, são mais resistentes às variações de temperatura e ao ataque de produtos químicos, sendo utilizadas para a produção de mangueiras, correias e artigos para vedação. Existem outros tipos de borrachas sintéticas formadas pela adição de dois tipos diferentes de monômeros. Essas borrachas são classificadas como copolímeros. Copolímeros são polímeros formados por mais de um tipo de monômero. A mais importante dessas borrachas é formada pela copolimerização do eritreno com o estireno, que é conhecida pelas siglas GRS (government rubber styrene) ou SBR (styrene butadiene rubber), cuja principal aplicação é a fabricação de pneus. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Borrachas sintéticas - Buna-S FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Foi muito utilizada na 2ª Guerra Mundial para substituir a borracha natural, sendo utilizada atualmente nas bandas de rodagem dos pneus. Conhecida por GRS (Government Rubber Styrene) e SBR (Styrene Butadiene Rubber). FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Borrachas sintéticas - Buna-N FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Outro tipo de borracha sintética, conhecida pelos nomes Perbunan e Chemipol. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros de Condensação FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Os polímeros de condensação são formados geralmente pela reação entre dois monômeros iguais ou diferentes, com eliminação de moléculas pequenas, por exemplo, água. O nylon 66 é um exemplo de polímero de condensação que utiliza como monômeros o hexanodióico (ácido adípico) e a 1,6-hexanodiamina (hexametilenodiamina), aqui representadas: FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Poliamida (Nylon®) FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Apresenta elevada dureza, é utilizado na fabricação de engrenagens e em outras peças de maquinaria; l Possui baixo coeficiente de atrito podendo ser utilizado em rolamentos não lubrificados; l Pode ser transformado em finos filamentos, empregados principalmente na confecção de roupas e até pára-quedas. l O polímero obtido por essas sucessivas combinações, conhecido por nylon, tem grande aplicação na indústria têxtil e foi primeiramente obtido em 1938 pelo químico Wallace Hume Carothers. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO O Poliuretano FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Utilizado como isolante termo-acústico. Pode ser expandido por gases, formando uma espuma utilizada na fabricação de colchões e travesseiros. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Poliésteres (PET) FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Obtidos pela reação entre um carboxilácido e um diálcool. Mais importante é o dacron, conhecido pelo nome Tergal. É utilizado em capas de chuva,garrafas de refrigerantes, como fibra têxtil, fabricação de engrenagens, varas e linhas de pesca. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Baquelite FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Se for filiforme, é conhecido como Novolac, usado como verniz. Se for tridimensional, recebe o nome de baquelite e é usado em materiais elétricos (baixa condutividade elétrica) e em cabos de panelas (baixa condutividade térmica). FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Silicones FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Como o carbono, o silício(Fam. 4A) forma compostos de cadeia; Estes compostos podem sofrer polimerização; Tais compostos são usados em borrachas de silicone, resinas, graxas, colas, implantes dentários, cirurgias plásticas. Polimerização por condensação de um composto de carbono e silício FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polimerização FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=ycUN7i74Thw Propriedades mecânicas FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Além do peso molecular médio, a arquitetura molecular do polímero e sua conformação molecular irão influenciar as propriedades do polímero e, portanto devem ser entendidas. Os polímeros podem ser lineares, ramificados ou em rede. Cadeia linear Cadeia ramificada Ligação cruzadas FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Propriedades mecânicas FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Baixo peso específico (leveza); Baixa condutibilidade elétrica e térmica; Resistência mecânica aceitável, porém menor que a dos metais; Porosidade Resistência a corrosão Baixo ponto de fusão quando comparados aos metais e Facilidade de moldagem e usinagem Combustibilidade. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros X Metais FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA VANTAGENS DOS POLÍMEROS SOBRE OS METAIS: • Menor peso • Menor ruído em operação • Alta resistência a abrasão • Alta resistência a corrosão • Resistência a intempéries • Isolamento elétrico • Transparência • Auto Lubrificação • Facilidade de usinagem • Facilidade de manuseio • Resistência a produtos químicos FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros X Metais FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA DESVANTAGENS DOS POLÍMEROS SOBRE METAIS: • Limite de temperatura de uso • Baixa estabilidade de U.V. ( pode ser corrigida com adição de aditivos) FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros X Metais FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO MATERIAL TRAÇÃO 103 PSI DENSIDADE TRAÇÃO/DENSIDADE AÇO 60 7,8 7,7 ALUMÍNIO 18 2,7 6,7 BRONZE 50 8,4 6 ZINCO 13 6,8 1,9 PEAD 2 0,92 2,2 PLATEK PP 5 0,9 5,5 PLATEK PA 8 1,14 7 PLATEK PEEK 12 1,31 9,2 Polímeros - ORGANIZAÇÃO FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Polímero Amorfo – As cadeias do polímero estão em estado desorganizado, arranjadas em espirais randômicas e sem que haja um ponto de derretimento fixo. PolímeroCristalino – as cadeias do polímero estão em estado ordenado, existindo uma forma definida. Possui um ponto de derretimento definido. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros - ORGANIZAÇÃO FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Polímero Semicristalino – em geral, os polímeros não são nem totalmente amorfos, nem totalmente cristalinos, se apresentando num estado intermediário. Este estado intermediário é definido pelo grau de cristalinidade do polímero. Quanto maior o grau de cristalinidade, maior é a organização das cadeias de polímeros. O conhecimento do grau de cristalinidade de um polímero é importante, pois facilita na seleção do material a ser usado em diferentes aplicações. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros - ORGANIZAÇÃO FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Amorfo Semicristalino Polímeros e seu valor agregado FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Os polímeros distinguem-se entre si pelo grau de diferenciação, escala de produção, nível de consumo e, consequentemente, valor agregado. São classificados em: polímeros para usos gerais (commodities); polímeros para usos específicos (engenharia); polímeros de alto desempenho FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros - Commodities FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Polímeros tipo commodities são aqueles produzidos em grande escala, têm baixo valor agregado, são utilizados para finalidades gerais e são consumidos em grandes quantidades Exemplos: polietilenos, o polipropileno, o policloreto de vinila e o poliestireno.. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros – de engenharia FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Os chamados polímeros quase-commodities. São também produzidos em grande escala, porem em nivel mais baixo do que as commodities. Apresentam desempenhos diferenciados e propriedades que os fazem ser ideais para determinadas aplicações. Exemplos: PET, poliamidas, ABS, SAN, poliuretanos e policarbonato. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros – de Alto desempenho FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Estes polímeros são produtos com propriedades bem definidas e incomuns, tem alto valor agregado e são produzidos em pequeno porte. Exemplos: poli(óxido de metileno) (POM), politetrafluoroetileno (PTFE), poli(tereftalato de butileno) (PBT), poli(sulfeto de fenileno) (PPS) e polímeros líquido-cristalinos. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Polímeros – de Alto desempenho FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Engrenagens de alto desempenho Naceles de turbinas Kevlar Polímeros – classificação quanto a performance FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Propriedades dos polímeros semicristalinos FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Commodities Engenharia Alto Desempenho Semicristalinos Baixo custo, resistência a temperatura Excelente resistência química Absorção de umidade tendendo a zero Muito boas propriedades elétricas Baixo coeficiente de fricção Médios custo, resistência à temperatura e dureza Boa resistência química Boas propriedades relacionadas a suporte e desgaste Dificuldade de adesão Baixo coeficiente de fricção Resistencia a temperatura Boas propriedades elétricas e dureza Excelente resistência química Baixo coeficiente de fricção Alto custo Propriedades dos polímeros amorfos FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Commodities Engenharia Alto Desempenho Amorfo Baixo custo, resistência a temperatura e dureza Boa estabilidade dimensional Boas adesão Geralmente transparente Médios custo, resistência à temperatura e dureza Boa ou excelente resistência ao impacto Boa estabilidade dimensional Pode ser translúcido Alto custo Alta resistência a temperatura Alta dureza a pouca flexibilidade Boa resistência química Transparente Resistência a água quente e ao vapor Polímeros x Indústria Automobilística FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Vantagens Desvantagens Redução de peso Redução à emissão CO2 Redução de custos Redução de tempo de produção Menor investimento em manufatura Aumento da resistência à corrosão Possibilidade de modelos mais modernos Formatos mais complexos Excelente processabilidade Veículos mais silenciosos Melhor uso de espaço Mais segurança Deterioração por ação térmica e ambiental Inflamabilidade Baixa resistência ao impacto Deformação permanente elevada Dificuldade de adesão da tinta Facilidade de manchas permanentes Baixa estabilidade dimensional Polímeros x Indústria Automobilística FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Rodas de policarbonato OBVIO – carro produzido no Brasil com chassi tubular e carroceria em plástico ABS Fabricação - Injeção FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Maior economia, peças com grandes volumes e poucas operações de acabamento, produção em massa, peças com tamanhos variados e com complexidade alta. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=H_3FHSOIv-Q Fabricação - Extrusão FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA A matéria-prima amolecida é expulsa através de uma matriz denominada extrusora, produzindo um produto que conserva a sua forma ao longo de sua extensão. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=QtHFHiBHU5g Fabricação - Sopro FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA É um processo para produzir artigos plásticos ocos fechados. Apresentar vídeo. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=spGbzTX4VNQ Conclusão FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Desde as primeiras aplicações de materiais poliméricos pelo homem, até os dias de hoje houve um grande avanço das tecnologias de processamento dos mesmos, permitiu que os polímeros fossem empregados em diversos segmentos da indústria, aproveitando-se de suas propriedades,e adequando-as às necessidades de cada aplicação. Desta forma, substituindo outros materiais como metal, vidro, cerâmica, madeira e papel devido a algumas vantagens, como facilidade de transporte e de processamento, o menor consumo de energia e a grande durabilidade. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO Conclusão FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA Os polímeros para usos gerais (commodities) têm baixo valor agregado, são utilizados para finalidades gerais e são consumidos em grandes quantidades, são mais utilizados que os polímeros para usos específicos (engenharia) e polímeros de alto desempenho. Demonstra-se que é completamente possível a reciclagem de boa parte destes resíduos sem perda das características iniciais dos materiais poliméricos, ressaltando a possibilidade de total reaproveitamento dos mesmos. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO REFERÊNCIAS FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA SMITH, William F. Fundamentos de engenharia e ciências dos materiais / William F. Smith, Javad Hashemi. – 5. ed. – Porto Alegre : AMGH, 2012. CALLISTER Jr, William D. Ciência e Engenharia dos Materiais – Uma Introdução/ William D. Callister Jr. LTC – 7. ed. – Rio de Janeiro, 2007. BARROS, Carolina. Apostila de Polímeros. Março/2011. Disponível em: <https://edificaacoes.files.wordpress.com/2011/04/apo-polimeros-completa- publicac3a7c3a3o.pdf>. Acesso em: 20 out. 2015. SOBRRINHO, Ariosvaldo. Introdução aos Polímeros. outubro/2010. Disponível em: <http://pt.slideshare.net/sydman/polimeros-3?next_slideshow=1>. Acesso em: 22 out. 2015. NOVAX. Resinas. outubro/2015. Disponível em: <http://novaxbrazil.com/index.php/pt- br/produtos/tipos>. Acesso em: 22 out. 2015. Bizuando.com. Materiais Poliméricos. setembro/2014. Disponível em: <http://bizuando.com/material-apoio/miq/Aula_8_Polimeros.pdf>. Acesso em: 22 out. 2015. FTEC . FACULDADE DE TECNOLOGIA . PORTO ALEGRE DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: ULISSES CAETANO
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