PROC POLIMEROS

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Processamento de plásticos
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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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Como é um polímero ?
temperatura
pressão
ativadores
catalizadores
Monômero 
(gás / líquido)
Polímero
 
(sólido)
Monômero = molécula pequena capaz de reagir
Mero = estrutura química repetitiva da molécula
Oligômero = molécula com poucos meros
Polímero = macromolécula com muitos meros
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Como é um polímero ?
Nem toda molécula é capaz de polimerizar
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POLÍMEROS
 Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas, ligadas através de ligações covalentes;
 Moléculas são eletricamente neutras com ligações secundárias.
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Como é um polímero ?
Todo polímero é uma macromolécula, mas nem toda macromolécula é um polímero
Macromolécula polimérica  possui unidade química repetitiva
Macromolécula não polimérica  não possui unidade química repetitiva
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Estruturas cristalinas
Devido à forte atração intermolecular os átomos organizam-se em estruturas geométricas como as das figuras  CRISTAIS 
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Forças Intermoleculares
Influência das forças intermoleculares no ponto de ebulição de substâncias orgânicas
Quanto maior o comprimento da cadeia carbônica, maior é o ponto de ebulição, pois há um maior número de forças atrativas agindo entre as moléculas da substância
Quando a substância líquida é aquecida, a energia absorvida faz com que as moléculas movimentem-se com maior amplitude, enfraquecendo as forças intermoleculares  isso permite o afastamento das moléculas  ebulição
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Classificação: origem
Naturais
Celulose
Borracha natural
Sintéticos
PVC
Poliestireno
ABS
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Polipropileno (PP)
Polietileno (PE)
Polímeros sintéticos
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Poli (cloreto de vinila) (PVC)
Politetrafluoretileno (PTFE) ou Teflon
Poli (vinil-pirrolidona) (PVP): géis e laquês
Epóxis: adesivos
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Classificação: arquitetura molecular
Lineares
Ramificados
Reticulados
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Classificação: número de meros na cadeia
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Homopolímeros
Apenas um tipo de unidade química na cadeia
Copolímeros
Mais de um tipo de unidade química na cadeia
SAN: estireno – acrilonitrilo
ABS: acrilonitrilo – butadieno – estireno
PP copolímero: PP – PE
Borracha SBR: estireno - butadieno
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Copolímeros: tipos
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alternados
aleatórios
em bloco
enxertados
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Copolímero  Blenda
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Copolímero: polímero com mais de um tipo de mero na cadeia
 PSAI (PS alto impacto) = todas as moléculas tem uma cadeia principal de polibutadieno com ramificações enxertadas de poliestireno.
Blenda: mistura física de polímeros
 Noryl® = PSAI + PPO (poli-óxi-fenileno)
 PEAD + PELBD sacolas de supermercado
Compósito: polímero misturado com outro tipo de material
 PP carregado com talco
 Poliéster + fibra-de-vidro
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Classificação: comportamento térmico
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Elastômeros: São conhecidos como borrachas, apresentam grande elasticidade, voltando a forma anterior após estiramento. São elásticos porque possuem pequena quantidade de ligações cruzadas.
Ex: borracha natural, polibutadieno, silicone.
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O processamento de termoplásticos, normalmente passa por etapas que envolvem:
o aquecimento do material;
seguido de conformação mecânica. 
Vários métodos são usados na produção de peças plásticas como:
extrusão;
moldagem por injeção;
moldagem por sopro; 
Calandragem;
rotomoldagem, entre outros.
MÉTODOS
PROCESSAMENTO DE TERMOPLÁSTICOS
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Reologia
O termo reologia foi inventado por Bingham para definir o “estudo do escoamento ou deformação da matéria”.
O conhecimento de reologia é essencial nos dias de hoje nos mais variados campos envolvendo profissionais atuantes em indústrias de tintas, detergentes, óleos, plásticos, etc,
REOLOGIA
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Comportamento Reológico de Polímeros
A reologia tem uma fundamental importância na área de polímeros, pois está intimamente ligada a propriedades de escoamento dos polímeros em processos termomecânicos de transformação por:
 Injeção; 
Extrusão;
Compressão;
Sopro, etc.
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Comportamento Reológico de Polímeros
A reologia na área de polímeros nos permite:
Entender o comportamento geral, e dar explicações fenomenológicas durante o escoamento do material;
Obter informações sobre fatores que influenciam o processamento de polímeros (temperatura, pressão, etc);
3. Prever propriedades através de cálculos práticos;
4. Entender e corrigir erros de processamento;
5. Selecionar melhor o polímero ou composto para uma dada aplicação.
Obter a relação quantitativa entre o produto final e a energia consumida
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EXTRUSÃO
Extrusão – é um processo contínuo que consiste em transportar, fundir e forçar sob pressão o polímero no estado líquido (fundido) através de uma matriz para produzir uma seção ou perfil com forma e comprimento desejado
Constituição de uma extrusora: funil, cilindro (barril), rosca ou pistão e matriz .
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Uma extrusora consiste essencialmente de um cilindro em cujo interior gira um parafuso (rosca sem-fim), que promove o transporte do material plástico.
Moldagem por Extrusão
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A matéria-prima amolecida (por aquecimento) é expulsa através de uma matriz instalada na extrusora, produzindo um produto que conserva a sua forma ao longo de sua extensão.
Moldagem por Extrusão
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O aquecimento é promovido ao longo do cilindro e no cabeçote, geralmente por resistências elétricas, vapor ou óleo.
Moldagem por Extrusão
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O material assim amolecido e conformado é submetido a um resfriamento. 
Desta forma, o processo de extrusão pode ser utilizado para obtenção:
 produtos flexíveis, como embalagens, sacolas, bobinas também conhecidas como filme.
 produtos rígidos ou semi-rígidos, perfis, mangueiras, chapas, tubos de PVC ou PE, etc
Moldagem por Extrusão
VÍDEO
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Moldagem por Extrusão
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ROSCA PADRÃO
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Tipos de roscas
MODULARES
VÍDEO
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EXTRUSÃO - FILMES
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EXTRUSÃO – FILMES
É empregando o método de extrusão de um tubo de parede delgada, expandido na forma de uma bolha por jato de ar soprado;
Em seguida é resfriado por outro jato de ar cuidadosamente controlado, posteriormente este “tubo” é achatado entre dois roletes de tração e bobinado. 
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FILMES 
TUBULARES
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	Na moldagem por sopro via extrusão, o parison é produzido via extrusão, o qual é posteriormente inflado dentro de um molde. O processo pode ser contínuo, onde a pré-forma dentro do molde se move para longe da extrusora e uma nova pré-forma  é instalada em um novo molde.
Extrusão-sopro
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PARISON
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	Extrusão de dois ou mais termoplásticos simultaneamente para produzir filmes laminados de características diferenciadas. A diversidade de aplicações de embalagens flexíveis requer laminados com propriedades que atendam às exigências dos produtos acondicionados em termos de estabilidade.
Co-extrusão
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A moldagem por injeção consiste essencialmente nas seguintes etapas:
Amolecimento do material em um cilindro aquecido
Injeção em alta pressão para o interior de um molde frio
Endurecimento, tomando a sua forma final
Expulsão do material do molde por meio de:
pinos ejetores, ar comprimido, prato de arranque, etc. 
Moldagem por Injeção
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Moldagem por Injeção
A qualidade dos produtos de injeção dependerá:
 Utilização de máquinas injetoras de qualidade
 Uso de moldes bem projetados e bemacabados. 
 Controle da uniformidade e constância da temperatura e da pressão de injeção (evitando contrações, bolhas, rechupes). 
 Enchimento rápido e racional das cavidades do molde. 
 Resfriamento cuidadoso da massa plástica das cavidades do molde, afim de evitar-se produtos distorcidos ou com tensões internas.
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Moldagem por Injeção
Principais componentes das máquinas injetoras são:
 A unidade injetora que compreende: o dispositivo de alimentação e dosagem, plastificação e injeção. 
 A unidade de fechamento incumbida de abrir e fechar o molde. 
 O cilindro de injeção deverá apresentar zonas de aquecimento cuidadosamente termorreguladas. 
 O torpedo dos cilindros injetores de pistão serve para homogeneizar a massa fundida. 
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Moldagem por Sopro
	Processo em geral utilizado na obtenção de peças ocas através da insuflação de ar no interior do molde, de forma a permitir a expansão da massa plástica, até a obtenção da forma desejada. Aplicável geralmente à fabricação de frascos a partir de termoplásticos.
	Os processos de moldagem por sopro podem ser separados em 2 tipos: moldagem por sopro via injeção (e injeção com estiramento)  e moldagem por sopro via extrusão.
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Moldagem por Sopro
 moldagem por sopro via injeção (e injeção com estiramento);
A moldagem por sopro pode ser realizada de 2 formas:
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Moldagem por Sopro
A diferença entre os processos de moldagem por sopro: via injeção para o via extrusão está relacionada com a maneira de se produzir a pré-forma (parison).
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	Esse processo é caracterizado pela etapa de estiramento que proporciona alongamento longitudinal e transversal, caracterizando uma biorientação das moléculas da resina. É muito utilizado para fabricação de garrafas PET para diversas aplicações.
	O processo baseia-se em três etapas propriamente ditas, que são a injeção da resina em um equipamento e o estiramento e sopro em outro equipamento (processo em dois estágios), podendo ser na mesma unidade fabril ou em outra unidade. O processo também pode ser feito com a injeção da resina com formação de uma pré-forma com gargalo definido e estiramento e sopro seguido, em um mesmo equipamento (em um estágio).
	
Injeção-estiramento-sopro
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Biorientação de polímeros
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