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POLÍMEROS: ESTRUTURAS, PROPRIEDADES E APLICAÇÃO NA ENGENHARIA CIÊNCIA E ENGENHARIA DOS MATERIAIS POLÍMEROS INTRODUÇÃO POLÍMEROS INTRODUÇÃO POLÍMEROS INTRODUÇÃO POLÍMEROS INTRODUÇÃO POLÍMEROS INTRODUÇÃO POLÍMEROS INTRODUÇÃO POLÍMEROS INTRODUÇÃO POLÍMEROS INTRODUÇÃO POLÍMEROS INTRODUÇÃO 11 ESTRUTURAS MOLECULARES DE POLÍMEROS Linear Ramificada Com Ligações Cruzada Em Rede 12 TATICIDADE Taticidade – arranjo espacial das unidades de R ao longo da cadeia. C C H H H R R H H H CC R H H H CC R H H H CC Isotático - todos os grupos R no mesmo lado da cadeia. C C H H H R C C H H H R C C H H H R R H H H CC Sindiotáctica - grupos R em lados alternados. 13 Taticidade (cont.) Atático – Grupos R posicionados aleatóriamente. C C H H H R R H H H CC R H H H CC R H H H CC 14 ISOMERISMO CIS/TRANS C C HCH3 CH2 CH2 C C CH3 CH2 CH2 H cis cis-isopreno (borracha natural) Átomos de H e o grupo CH3 do mesmo lado da cadeia. trans trans-isopreno (guta-percha) Átomos de H e o grupo CH3 em lados opostos da cadeia. 15 COPOLÍMEROS Aleatório Em bloco Encherto Adapted from Fig. 14.9, Callister & Rethwisch 8e. Alternado Dois ou mais monômeros polimerizados conjuntamente. • Aleatório – A e B aleatoriamente posicionados ao longo da cadeia. • Alternado – A e B alternados na cadeia polimérica. • Em bloco – grandes blocos de unidades alternadas A, com grandes blocos de unidades B. • Encherto – cadeias de unidades B enxertados em um backbone. A – B – 16 CRISTALINIDADE DOS POLÍMEROS Arranjos atômicos ordenados envolvendo cadeias moleculares. Estruturas de cristal em termos de células unitárias. Exemplo mostrado - célula unitária do polietileno. Adapted from Fig. 14.10, Callister & Rethwisch 8e. 17 CRISTALINIDADE DOS POLÍMEROS Polímeros raramente são 100% cristalinos. Há uma dificuldade para todas as regiões de todas as cadeias se alinharem. • Grau de cristalinidade é expresso em % cristalinidade: -- Algumas propriedades físicas dependem de % cristalinidade. -- Tratamento térmico faz com que as regiões cristalinas cresçam e aumente o % cristalinidade. Adapted from Fig. 14.11, Callister 6e. (Fig. 14.11 is from H.W. Hayden, W.G. Moffatt, and J. Wulff, The Structure and Properties of Materials, Vol. III, Mechanical Behavior, John Wiley and Sons, Inc., 1965.) Região cristalina Região amorfa 18 18 PROPRIEDADES MECÂNICAS DE POLÍMEROS - COMPORTAMENTO TENSÃO-DEFORMAÇÃO • Resistência à fratura dos polímeros ~ 10% daqueles para os metais; • Deformação para os polímeros > 1000%; • Para a maioria dos metais, deformação < 10%. Polímero frágil Plástico Elastômero Módulos elásticos – menores do que para metais Adapted from Fig. 15.1, Callister & Rethwisch 8e. 19 19 MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO — FRATURA FRÁGIL DE POLÍMEROS EM REDE E COM LIGAÇOES CRUZADAS Fratura frágil Fratura plástica s (MPa) e (%) x x Polímeros lineares e com ligações cruzadas Stress-strain curves adapted from Fig. 15.1, Callister & Rethwisch 8e. Inicial Perto da fratura Inicial Polímeros em rede Perto da fratura 20 20 MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO — POLIMEROS SEMICRISTALINOS (PLÁSTICOS) Fratura frágil Fratura plástica s (MPa) x x Segmentos de blocos cristalinos separados Estrutura fibrilar Próximo da fratura Regiões cristalinas alinhadas Inicio do pescoço Estrutura não deformada Regiões amorfas alongadas Descarregar / Recarregar Stress-strain curves adapted from Fig. 15.1, Callister & Rethwisch 8e. Inset figures along plastic response curve adapted from Figs. 15.12 & 15.13, Callister & Rethwisch 8e. (15.12 & 15.13 are from J.M. Schultz, Polymer Materials Science, Prentice- Hall, Inc., 1974, pp. 500-501.) e 21 21 • Compare o comportamento elástico dos elastômeros com: -- comportamento frágil dos polímeros lineares, com ligações cruzadas e em rede. -- comportamento plástico encontrado em polímeros semicristalinos. Stress-strain curves adapted from Fig. 15.1, Callister & Rethwisch 8e. Inset figures along elastomer curve (green) adapted from Fig. 15.15, Callister & Rethwisch 8e. (Fig. 15.15 is from Z.D. Jastrzebski, The Nature and Properties of Engineering Materials, 3rd ed., John Wiley and Sons, 1987.) MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO — ELASTÔMEROS s (MPa) e Inicio: cadeias amorfas dobradas, com ligações cruzadas. x Final: as cadeias são retas, com ligações cruzadas. Elastômero A deformação é reversível (elástica) Fratura frágil Fratura plástica x x 22 22 DEFORMAÇÃO MACROSCÓPICA 23 23 PRÉ-DEFORMAÇÃO POR ESTIRAMENTO • Estiramento… -- estende o polímero antes da utilização; -- alinha as cadeias na direção do alongamento. • Resultados do Estiramento: -- aumento do módulo de eslasticidade (E) na direção da tração; -- aumento da resistência à tração (LRT) na direção da tração; -- diminuição da ductilidade (%AL) • Recozimento após estiramento... -- diminui o alinhamento da cadeia; -- inverso dos efeitos do estiramento (reduz E e LRT, aumenta %AL) • Contraste com os efeitos do trabalho a frio de metais!! Adapted from Fig. 15.13, Callister & Rethwisch 8e. (Fig. 15.13 is from J.M. Schultz, Polymer Materials Science, Prentice-Hall, Inc., 1974, pp. 500-501.) 24 24 • Diminuindo T... -- aumenta E -- aumenta LRT -- diminui %AL • Aumentando a taxa de deformação... -- mesmos efeitos causados com a diminuição de T. Adapted from Fig. 15.3, Callister & Rethwisch 8e. (Fig. 15.3 is from T.S. Carswell and J.K. Nason, 'Effect of Environmental Conditions on the Mechanical Properties of Organic Plastics", Symposium on Plastics, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1944.) INFLUÊNCIA DE T E DA TAXA DE DEFORMAÇÃO NOS TERMOPLÁSTICOS 20 4 0 6 0 8 0 0 0 0.1 0.2 0.3 4ºC 20ºC 40ºC 60ºC Para 1.3 s (MPa) e Semicristalino PMMA (Plexiglass) - Acrílico 25 25 RACHADURA DURANTE A DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DE POLIMEROS TERMOPLÁSTICOS Pontes fibrilares microvazios rachadura cadeias alinhadas Adapted from Fig. 15.9, Callister & Rethwisch 8e. Formação de fissuras antes da rachadura – a formação de fissuras durante a deformação plástica das esferulites – e a formação de microvazios e pontes fibrilares PROPRIEDADES VANTAGENS: Pequeno peso específico (baixa densidade); Isolantes térmicos; Isolantes elétricos; Possibilidade de coloração como parte integrante do matéria; Baixo custo; Facilidade de adaptação à produção em massa e processos industrializados; Imunes à corrosão. VANTAGENS Massa dos Polímeros: PROPRIEDADES PROPRIEDADES DESVANTAGENS: Fracaresistência aos esforços de tração, ao impacto, dilatação, deformação sob carga, rigidez, resistência ao calor e as intempéries. • Influência da temperatura sobre as características tensão- deformação do polimetil metacrilato (PMMA). ADITIVOS Algumas substâncias diferentes (ADITIVOS) são introduzidas intencionalmente para melhorar ou modificar muitas dessas propriedades e, dessa forma, tornar um polímero mais útil em serviço. CARGAS: Melhoram: a resistência à tração, resistência à compressão, resistência à abrasão, a tenacidade, a estabilidade térmica, reduz custo do produto final. ADITIVOS Algumas substâncias diferentes (ADITIVOS) são introduzidas intencionalmente para melhorar ou modificar muitas dessas propriedades e, dessa forma, tornar um polímero mais útil em serviço. PLASTIFICANTES: Melhoram: a flexibilidade, a ductilidade, a tenacidade; Reduz: a dureza e a rigidez. A adição de plastificantes altera a viscosidade do sistema polimérico usado, ou seja, aumenta a mobilidade das macromoléculas, facilitando a moldagem e dando um produto mais flexível. ADITIVOS Algumas substâncias diferentes (ADITIVOS) são introduzidas intencionalmente para melhorar ou modificar muitas dessas propriedades e, dessa forma, tornar um polímero mais útil em serviço. ESTABILIZANTES: Compostos químicos que retardam a alteração de uma propriedade de interesse em peças de materiais poliméricos. Servem para que o plástico demore mais a perder certas propriedades durante o processamento. ADITIVOS Algumas substâncias diferentes (ADITIVOS) são introduzidas intencionalmente para melhorar ou modificar muitas dessas propriedades e, dessa forma, tornar um polímero mais útil em serviço. CORANTES: São substâncias que modificam as cores dos artefatos. A cor é produzida por absorção ou reflexão seletiva de certos comprimentos de onda que constituem a luz branca. Os corantes são classificados como pigmentos ou corantes propriamente ditos. ADITIVOS Algumas substâncias diferentes (ADITIVOS) são introduzidas intencionalmente para melhorar ou modificar muitas dessas propriedades e, dessa forma, tornar um polímero mais útil em serviço. RETARDADORES DE CHAMA: Os retardadores de chama são aditivos que alteram o comportamento de termoplásticos ou termorrígidos quando expostos à chama. Esses aditivos atuam evitando que o material se inflame ou que propague a chama, que haja a formação de fumaça ou que o polímero pingue quando estiver queimando. 34 Aditivos para Polímeros 35 Aditivos para Polímeros 36 Aditivos para Polímeros 37 37 Moldagem por Compressão Termoplásticos e Termofixos: Polímeros e aditivos colocados na cavidade do molde. Molde é aquecido e a pressão é aplicada. Polímero líquido assume a forma do molde. Fig. 15.23, Callister & Rethwisch 8e. (Fig. 15.23 is from F.W. Billmeyer, Jr., Textbook of Polymer Science, 3rd ed., John Wiley & Sons, 1984.) 38 38 Moldagem por Injeção Termoplásticos e alguns Termofíxos • O pistão empurra o plástico para dentro da câmara de aquecimento onde o plástico derrete e se move para a frente. • O plástico derretido é forçado sob pressão para dentro da cavidade do molde, onde ela assume a forma do molde. Barril Fig. 15.24, Callister & Rethwisch 8e. (Fig. 15.24 is from F.W. Billmeyer, Jr., Textbook of Polymer Science, 2nd edition, John Wiley & Sons, 1971.) 39 39 Moldagem por Extrusão Termoplásticos • Péletes de plástico caem no funil em direção à rosca transportadora. • A rosca empurra os Péletes para dentro dos aquecedores. • O Polímero fundido é forçado sob pressão através da matriz de conformação para formar o produto final (extrudado). Fig. 15.25, Callister & Rethwisch 8e. (Fig. 15.25 is from Encyclopædia Britannica, 1997.) 40 40 Extrusão de Filmes Poliméricos Finos Fig. 15.26, Callister & Rethwisch 8e. (Fig. 15.26 is from Encyclopædia Britannica, 1997.) RISERS RISERS São tubos que fazem a ligação entre os poços de petróleo, no fundo do mar, e as plataformas ou navios, na superfície, são considerados como uma das partes críticas de um sistema de exploração offshore. Essas estruturas ficam continuamente sujeitas às ações dinâmicas de ondas, correntes marítimas e movimento da plataforma, podendo ter o seu comportamento influenciado pelo grande número de solicitações a que são submetidos. São responsáveis pela drenagem e o controle dos poços. Sistema de Risers Tipos de Risers Rígidos Flexíveis Risers Rigidos São tubos de aço formados por uma série de juntas. Pode ser utilizado em atividades de perfuração e produção, em plataformas que apresentem baixos movimentos. A configuração mais utilizada é a vertical por ser a mais barata. Riser Flexíveis São dutos especiais empregados em atividades de produção. Este tipo de duto é composto de varias camadas, responsáveis por resistir ao esforços sofridos, contornando assim os problemas encontrados no risers rígidos. São bem mais caros que os risers rigidos Riser Flexíveis – METAIS (API 17J) Riser Flexíveis – METAIS (API 17J) Riser Flexíveis – POLÍMEROS (API 17J) Riser Flexíveis – POLÍMEROS (API 17J) Riser Flexíveis – POLÍMEROS (API 17J) HDPE = Polietileno de Alta Densidade; PVDF = Fluoreto de Polivinilideno (resistencia abrasão, impacto, temperaturas elevadas e agentes químicos); PA-11/12 = Poliamida (resistentes a altas temperaturas e pressões. CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍMEROS Os polímeros classificam-se em: TERMOPLÁSTICOS Ex.: polietileno (PE), politereftalato de etileno (PET), policarbonato (PC), poliestireno (PS), cloreto de ponivinila (PVC), polipropileno (PP). TERMORRÍGIDOS OU TERMOFÍXOS Ex.: baquelite, plástico reforçado (fiberglass - acrílico). ELASTÔMEROS Ex.: pneus, vedações, mangueiras de borracha. TERMOPLÁSTICOS Fluido quando aquecido, duro quando resfriado, pode ser fundido várias vezes; Podem ser maleáveis, rígidos ou frágeis (Lineares ou ramificados); É reciclável; Podem ser conformados mecanicamente repetidas vezes, desde que reaquecidos; Parcialmente cristalinos ou totalmente amorfos; CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLICARBONATO (PC) Semelhança ao vidro (vidro sintético), porém altamente resistente ao impacto; Transparente no seu estado original, podendo ser tingido com qualquer tipo de corantes. Boa estabilidade dimensional; Boas propriedades elétricas; Boa resistência ao escoamento sob carga e às intempéries; Resistente a chama; Coberturas transparentes/translúcidas. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLICARBONATO (PC) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLICARBONATO (PC) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLICARBONATO (PC) CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIESTIRENO (PS) Material de largo emprego; Possui superfícies brilhantes e polidas; Resiste pouco ao calor e é quebradiço devido à sua pouca flexibilidade; Muito utilizados em aparelhosde iluminação mais econômicos; Existe um tipo mais aperfeiçoado, que é o poliestireno de alto impacto, com o qual são feitas algumas conexões de material sanitário; Existe ainda a possibilidade de se adicionarem essências aromáticas, tornando o produto perfumado. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS) É um plástico celular e rígido com variedade de formas e aplicações, e que apresenta-se como uma espuma moldada constituída por um aglomerado de grânulos. É bastante utilizado em construção civil e na confecção de caixas térmicas para armazenamento de bebidas e alimentos. Sua presença no mercado consumidor, onde sua participação tem sido crescente, é fortalecida por sua leveza, sua capacidade de isolamento térmico e seu baixo custo. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS) - VANTAGENS Leveza (11kg/m³ enquanto o concreto pesa 2,5 mil kg/m³); Durabilidade (não enferruja e não apodrece); Economia (em ferragem, concreto, mão-de-obra e tempo); Isolante térmico e isolante acústico; Resistência à compressão e a choques mecânicos; Reciclável e não poluente (porém, não é biodegradável); Fácil manuseio e instalação; Baixa absorção de água. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE POLIVINILA (PVC) É o plástico mais utilizado na construção devido seu baixo custo. Seu uso maior é na fabricação de tubulações de água, esgoto e eletricidade. Vantagens sobre canalizações metálicas: baixo preço; facilidade de manuseio; imunidade à ferrugem; e economia de mão de obra. Os tubos para água, por terem que trabalhar sobre pressão, são os que devem apresentar melhor qualidade. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) O PVC é o único material plástico que não é totalmente originário do petróleo. Ele contém, em peso, 57% de cloro, um derivado do cloreto de sódio (sal de cozinha), e 43% de eteno, derivado do petróleo. Portanto, a principal matéria-prima do PVC é o sal marinho, um recurso natural renovável e disponível em abundância na natureza. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação • A resina de PVC, devido à sua baixa estabilidade térmica e alta viscosidade quando submetida à fusão, necessita de algumas substâncias que facilitem ou auxiliem seu processamento. • Estas substâncias são conhecidas como aditivos e são aplicadas geralmente em pequenas quantidades, de forma a alterar as propriedades da resina: o possibilitando seu processamento e/ou; o melhorando algumas propriedades físicas, químicas ou elétricas do produto final. • A esta incorporação de substâncias se chama de "formulação" ou "composição", e ao produto desta adição, de "composto". CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação • As formulações, ou compostos de PVC são realizadas, portanto, de acordo com o tipo de produto a ser fabricado ou de acordo com a sua finalidade e dependem em grande parte das condições de processamento e da resina escolhida. • Desta forma, um composto de PVC pode ser formulado para produzir desde peças: • rígidas até flexíveis; • transparentes ou pigmentadas; • de baixa ou alta densidade... ...dependendo da especificação desejada. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Rígido • Composto que possui como característica básica: o dureza (resistência à penetração ou a risco) e; o tenacidade (resistência à tração e ao impacto); o baixa inflamabilidade; o grande resistência à ignição e a característica de auto-extinção de chama; o boa resistência à oxidação; o resistência a intempéries; o bom isolante elétrico e térmico; CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Rígido • Quanto à resistência química, é atacado por solventes aromáticos, cetonas, ésteres, aldeídos, naftalenos, alguns cloretos e acetatos. • As resinas adequadas à formulação de compostos rígidos são as de massa molecular intermediária. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Rígido - Aplicação • EXTRUSÃO: • Os produtos de PVC rígido podem ser produzidos por extrusão na fabricação de produtos como: o tubos para água e esgoto; o eletrodutos; o divisórias residenciais; o esquadrias de janelas; o corrugados; o "telhas" e outras aplicações dentro da construção civil, devido à sua resistência a intempéries. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Rígido - Aplicação • INJEÇÃO: • Os compostos rígidos também podem ser conformados por injeção, produzindo: o conexões; o carcaças para utensílios domésticos e ferramentas elétricas portáteis; o conectores elétricos; o caixas para eletrodutos; o etc... CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Flexível • A adição de plastificantes à resina de PVC, torna-a flexível e facilmente moldável, possibilitando com isso uma nova gama de aplicações. • Esta adição implica não só na escolha do plastificante adequado à aplicação do produto final, como também na quantidade deste aditivo incorporado à formulação. • Compostos flexíveis que contenham plastificantes na proporção entre 20 e 100 partes por cem de resina (pcr) têm, por um lado, aumentada a sua flexibilidade e, por outro, diminuída a sua resistência química. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Flexível • A seleção da resina adequada para este tipo de formulação é feita entre as de massa molecular intermediária e alta. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Flexível - Aplicação • Em função de suas propriedades isolantes, baixa inflamabilidade, auto- extinção à chama, custo reduzido e flexibilidade em larga faixa de temperatura de trabalho, os compostos flexíveis são utilizados para isolamento de fios e cabos. • Os filmes e laminados flexíveis são empregados em estofamentos, coberturas de parede, cortinas e semelhantes. • Peças flexíveis moldadas incluem componentes de operação em dutos, tampas de caixas de saída em eletricidade, punhos e botas de proteção. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Pasta (Plastisol e Organosol) • PLASTISOL - Pode ser definido como o produto da dispersão da resina vinilíca em líquido constituído exclusivamente por plastificantes; • ORGANOSOL - parte do líquido é constituída de solventes orgânicos. • Conforme a aplicação, o PVC em pasta pode ser formulado para se obter produtos flexíveis (plastisois), com resistência à água, óleos, fungos, ataque químico e intemperismo. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Pasta (Plastisol e Organosol) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Formulação – PVC Pasta (Plastisol e Organosol) - Aplicação • O plastisol é aplicável na produção de: o pisos vinílicos; o vedantes para tampas metálicas; o correias transportadoras; o espumas para juntas selantes; o revestimentos protetores, entre outros. • O "couro sintético" à base de PVC é amplamente utilizado para estofamento e decoração de móveis. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Propriedades do PVC por Formulação CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Uma das principais características do PVC é o longo ciclo de vida de suas aplicações, que varia de 15 a 100 anos, sendo a média superior a 60 anos. Por ser reciclável, contribui diretamente para o melhor desempenho das empresas, ao reduzir custos e economizar insumos, além de contribuir nos resultados ambientais decorrentes da diminuição de resíduos. O PVC é um pó branco, em estado sólido à temperatura ambiente; inodoro ou de odor brando e quimicamente estável, não ocorrendo decomposição ou reação com outros produtos em condições normais, o que o classifica como não-corrosivo, não- explosivo ou não-inflamável. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) – Características: Leve (1,4 g/cm3), o que facilita seu manuseio e aplicação. Resistente à ação de fungos, bactérias, insetos e roedores. Bom isolante térmico, elétrico e acústico. Sólido e resistente a choques. Impermeável a gases e líquidos. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) – Características: Resistente às intempéries (sol, chuva, vento e maresia). Durável: sua vida útil em construções é superior a 50 anos. Não propaga chamas: é auto-extinguível. Versátil e ambientalmente correto. Reciclável. Fabricado com baixo consumo de energia. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Forros CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Forros CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Forros • Forro de PVC deve ser montado em estruturas de preferência tipo metálico, observando-se os dis- tanciamentos máximos da estru-tura primária (B) e da estrutura secundária (A). CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Revestimento interno CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Revestimento interno - Piso CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Esquadrias e forros CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Esquadrias • As janelas de PVC proporcionam excelente isolamento térmico com substancial economia de energia. PVC rígido ou fiberglass. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Venezianas industriais CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Calhas para pisos Poliéster com fibra de vidro, ABS acrílico, PVC ou poliestireno CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Piso box CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Calha pluvial TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) – Rede de Esgoto CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Forma plástica para concretagem CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Geotêxtil (PP, PVC, poliéster ou náilon) • Geotêxteis são materiais utilizados em contacto com o solo ou com outros materiais em aplicações de engenharia civil e geotécnica. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Geotêxtil (PP, PVC, poliéster ou náilon) • A principal causa dos defeitos das vias, pavimentadas ou não, é a contaminação da base constituída de agregado e a resultante perda de resistência da mesma. • Os Geotêxteis proporcionam quatro funções importantes para melhorar as características funcionais da via: • Separação; • Estabilização; • Reforço; • Drenagem. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Geotêxtil (PP, PVC, poliéster ou náilon) • Separação eficiente entre o material nobre da base e o solo ruim. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Geotêxtil (PP, PVC, poliéster ou náilon) • Estabilização das vias novas e nas restaura-ções. • Impedem a contamina- ção do lastro com finos da base e criam um mecanismo de drena-gem lateral. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Geotêxtil (PP, PVC, poliéster ou náilon) • Os geotêxteis têm sido utilizados como filtro em sistemas de drenagrem em quase todas as estruturas: • aterros; • pavimentos; • fundações de edifícios; • muros de contenção e; • represas. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Impermeabilização de reservatório (manta) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS CLORETO DE PONIVINILA (PVC) Impermeabilização de reservatório (manta) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIETILENO (PE) Também é um dos materiais mais utilizados, pelo seu baixo custo e facilidade de ser trabalhado; É flexível, possuindo fracas propriedades mecânicas e baixa resistência ao calor; Os tubos e conduites são empregados largamente na construção dentro das instalações elétricas e materiais de acabamento elétrico. Sua flexibilidade é a principal característica. É muito importante para este emprego, pois permite pequenas curvas sem o auxílio de peças adicionais, como no caso do PVC. Em contrapartida possuem baixa resistência mecânica. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIETILENO (PE) Os tubos e conduites são empregados largamente na construção dentro das instalações elétricas e materiais de acabamento elétrico. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIETILENO (PE) É flexível, possuindo fracas propriedades mecânicas e baixa resistência ao calor; CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIETILENO (PE) Uma interessante aplicação é sob forma de folhas azuladas e transparente, que proporcionam entre outras utilidades: Proteção de paredes e lajes contra a chuva; Cobertura de materiaisdepositados ao ar livre; Cobertura protetora para equipamento; Proteção contra poeira em reformas, demolições; CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIETILENO (PE) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIETILENO (PE) Na agricultura os filmes, 'lonas pretas', são muito usados para proteger a safra e para realizar canais de irrigação. É possível fabricar lonas com uma grande largura (devido seu baixo peso específico) sem emendas, o que a faz ideal para este fim. Esquema de instalação PEX em um WCB com água quente (tubulação vermelha) e fria (tubulação azul). TERMOPLÁSTICOS POLIETILENO (PE) Tubulações flexíveis - PEX CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIETILENO (PE) CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIMETIL METACRILATO – ACRÍLICO (PMMA) São plásticos nobres, de qualidades óticas e aparência semelhantes ao mais fino vidro; Os acrílicos podem ser usados principalmente em coberturas devido à perfeita difusão luminosa que proporcionam; São usados em decoração como paredes divisória e em substituição ao vidro, principalmente em portas para box; CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIMETIL METACRILATO – ACRÍLICO (PMMA) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIMETIL METACRILATO – ACRÍLICO (PMMA) Quando comparado ao VIDRO: PMMA é menos denso; sua densidade varia entre 1150 e 1190 kg/m³. Isso é menos que metade da densidade do vidro, que varia entre 2400 e 2800 kg/m³. PMMA tem uma maior resistência ao impacto que o vidro e não se estilhaça, mas pode quebrar em grandes pedaços. PMMA é mais macio e tem menor proteção ao risco que o vidro. Isso pode ser contornado por filmes anti-risco. PMMA é produzido e processado a temperaturas mais baixas que o vidro: somente 240-250 °C sob pressão atmosférica. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIMETIL METACRILATO – ACRÍLICO (PMMA) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIMETIL METACRILATO – ACRÍLICO (PMMA) CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIMETIL METACRILATO – ACRÍLICO (PMMA) Tem sido muito utilizada em iluminação zenital (luz natural que entra através dos fechamentos superiores - coberturas) por meio de DOMOS plásticos. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIMETIL METACRILATO – ACRÍLICO (PMMA) Os domos foram criados para iluminar ambientes internos. Essas aberturas no teto das edificações, cobertas por chapas acrílicas, garantem perfeita difusão de luz, eliminando sombras e proporcionando iluminação zenital e arejamento. CLASSIFICAÇÃO TERMOPLÁSTICOS POLIMETIL METACRILATO – ACRÍLICO (PMMA) Shopping Fashion Luz, Praça Júlio Prestes, Luz. TERMOFIXOS Estáveis em variação de temperatura; Rígidos e frágeis; 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 (não se fundem); Mais resistentes ao calor do que os termoplásticos; Completamente amorfos. CLASSIFICAÇÃO TERMOFIXOS FENOL FORMALDEÍDO - BAQUELITE O baquelite teve grande importância na indústria de produtos devido a sua estabilidade química e resistência ao calor. Foi e ainda é amplamente utilizado na fabricação de objetos plásticos. CLASSIFICAÇÃO TERMOFIXOS RESINAS EPÓXI Possuem boa analogia com o cimento Portiland, pois ambos, por si só, não apresentam características físicas para utilização prática, devendo ser combinados em sistemas com outros materiais. São usados, principalmente, como revestimentos por sua dureza e resistência a abrasão e como adesivos de alta resistência para concreto. Finalidades: adesivos; selante; revestimentos; pavimentação. CLASSIFICAÇÃO TERMOFIXOS RESINAS EPÓXI Adesivos: Fazer com que o material atinja sua resistência própria para uso em uma hora, apresentando excelente resistência química, alta capacidade de liga e resistência final muito elevada. CLASSIFICAÇÃO TERMOFIXOS RESINAS EPÓXI Selante: Para uso com todos os materiais de construção, possuindo durabilidade e elasticidade muito maiores do que os materiais usados, como betume e outros. CLASSIFICAÇÃO Produto destinado como selante sobre a superfície de concreto, preenchendo todos os poros. TERMOFIXOS RESINAS EPÓXI Revestimentos: Oferecer excelente resistência a abrasão. São recomendadas especialmente para preservação de paredes de reservatórios em contato com agentes químicos agressivos. CLASSIFICAÇÃO TERMOFIXOS RESINAS EPÓXI Pavimentação: Empregadas como antiderrapantes em locais onde não se deseja um acréscimo substancial de peso na estrutura. CLASSIFICAÇÃO TERMOFIXOS RESINAS ALQUÍDICAS, FENÓLICAS E VINÍLICAS São largamente utilizadas na industria de tintas e vernizes; Uma grande variedade de produtos é apresentado com base em resinas sintéticas: tintas de emulsão (em que o diluente é a água); vernizes; tinta tipo óleo; e tintas combinadas com vernizes, dando superfícies acabadas com grande durabilidade. A resina sintética mais empregada nesses produtos é o acetato de polivinila (PVA). Resinas venílicas, associadas com outros elementos, são usadas na fabricação de revestimentos plásticos para pisos. CLASSIFICAÇÃO TERMOFIXOS RESINAS ALQUÍDICAS, FENÓLICAS E VINÍLICAS CLASSIFICAÇÃO ELASTÔMEROS Apresentam alta elasticidade; Suporta grandes deformações sem que sejam permanentes (sofre apenas deformação elástica); Não se fundem. CLASSIFICAÇÃO ELASTÔMEROS HYPALON São elastômeros ou borrachas sintéticas usadas para impermeabilizações, apresentando qualidade excepcionais de resistência à ação do ozônio, das intempéries, da luz solar e do calor, não alterando suas condições de elasticidade e aderência. O Hypalon revestimento é aplicado por meio de rolos, pincéis ou pulverizações sobre vários tipos de superfícies, vulcanizando ao ar livre e transformando-se em uma película impermeável e elástica. CLASSIFICAÇÃO ELASTÔMEROS HYPALON Estão sendo fabricados nos Estados Unidos placas para revestimento de pisos internos e externos à base de Hypalon. CLASSIFICAÇÃO ELASTÔMEROS NEOPRENNE O Neoprenne (policloropreno) possui diversas aplicações como gaxetas para vedação de paredes de vidro e esquadrias. É usado em estruturas como aparelho de apoio, em juntas de expansão e como base antivibratória. CLASSIFICAÇÃO ELASTÔMEROS NEOPRENNE CLASSIFICAÇÃO Ensaios de distorção Ensaios de compressão ELASTÔMEROS NEOPRENNE CLASSIFICAÇÃO Junta de dilatação Aparelho de Apoio ELASTÔMEROS NEOPRENNE CLASSIFICAÇÃO • A necessidade do uso de aparelhos de apoio de neoprene ocorre porque quando duas peças estruturais se apoiam uma sobre a outra, elas podem girar (rotação) ou deslizar (translação) uma em relação à outra. • Estes movimentos de rotação e translação nem sempre podem ser absorvidos por alguma das duas peças, sendo necessário, para isso, um elemento intermediário entre elas, que é o aparelho de apoio. ELASTÔMEROS NEOPRENNECLASSIFICAÇÃO • Os aparelhos de apoio de neoprene são desenvolvidos de forma a transferir esforços para o apoio de uma estrutura, respeitando as condições de estabilidade e movimentação previstas em projeto. • Seu uso mais comum é para o apoio de superestruturas de pontes e viadutos, onde o uso dos aparelhos entre vigas e pilares possibilita a movimentação natural existente entre estes dois elementos, absorvendo os esforços horizontais e de rotações e transmitindo aos pilares os esforços verticais. ELASTÔMEROS NEOPRENNE CLASSIFICAÇÃO Quando corretamente dimens- ionados e devidamente posicio- nados nas estruturas, os apa- relhos de apoio apresentam vida útil comparável à da própria obra (aproximada- mente 20 anos). ELASTÔMEROS SILICONES Pertencem à família das resinas sintéticas e são obtidos a partir do silício. Possuem um campo de aplicação limitado na construção, sendo especificamente indicados para a proteção de superfícies sujeitas à intempéries. Limita a degradação do local aplicado devido à ação de chuvas ácidas. Protege os materiais contra a penetração de fungos, bactérias e microrganismos. Impermeável à água. Combate a absorção de água. CLASSIFICAÇÃO ELASTÔMEROS SILICONES CLASSIFICAÇÃO ELASTÔMEROS SILICONES CLASSIFICAÇÃO Demais Usos dos Polímeros POLIBUTILENO (PB) - Termoplástico Tubulação para distribuição de água quente O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Demais Usos dos Polímeros POLIURETANO (PU) - Termoendurecível Isolantes térmicos e acústicos; Preenchimento de cavidades; Enchimento de estofados; Tintas e vernizes (forma líquida). O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Baixo módulo- controla fissuração durante a retração Alto módulo- controla fissuração devido ao carregamento estrutural O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Demais Usos dos Polímeros POLIPROPILENO (PP) - Fibras O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Demais Usos dos Polímeros POLIPROPILENO (PP) - Telhas O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Demais Usos dos Polímeros POLIPROPILENO (PP) – Cubas plásticas para lajes nervuradas (Injeção de PP em matriz de aço Carbono O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Principais Plásticos Usados na Construção Civil - Geomembranas; - Barreiras de umidade; - Proteção temporária de paredes contra a chuva; - Cobertura de materiais depositados ao ar livre; - Coberturas protetoras para equipamentos; - Protecção contra poeira em obras de construção; - Isolantes de cabos elétricos; - Canalizações de água de esgoto; - Lajes, paredes... Principais Plásticos Usados na Construção Civil O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Geogrelha O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Geogrelhas são elementos de reforço em obras geotécnicas e de proteção ambiental. O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Caneleta de instalações O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO O PLÁSTICOS NA CONSTRUÇÃO Como podemos ver, são infinitas as aplicações dos polimeros. Obs: Aula referente ao capítulo 15 Leia o capítulo, anote as dúvidas e tente fazer as questões Não deixe o assunto acumular
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