História e Aplicações dos Polímeros

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MATERIAIS POLIMÉRICOS
Definições Fundamentais
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Polímeros
Breve Histórico:
Os primeiros polímeros utilizados pelo homem datam de 1000 a.C., quando os chineses descobriram um verniz utilizado para impermeabilização;
 Logo após foram descobertos o âmbar, o chifre, a gutta-percha (chiclete), a borracha natural e a goma laca (verniz). Esses materiais são encontrados na natureza, não havendo a intervenção do homem em sua produção;
Com a evolução da humanidade e a Segunda Revolução Industrial, o homem sentiu a necessidade de buscar novos materiais que pudessem atender de forma mais eficiente aos avanços tecnológicos;
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Polímeros
Breve Histórico:
Algumas descobertas viriam a contribuir para a síntese de novos polímeros, como a de Thomas Hancock (Inglaterra) que consegue manipular a borracha natural tornando-a fluida; 
Regnault (1835) produz o cloreto de vinila, monômero do PVC;
Em 1839 é desenvolvido em laboratório o poliestireno, tornando-se o primeiro plástico sintetizado pelo homem, no mesmo ano Charles Goodyear descobre a vulcanização, que é o processo de adição de enxofre a borracha natural, que irá torná-la mais forte e resistente;
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Polímeros
Breve Histórico:
Em 1858 os químicos Friedrich Kekulé e Archibald Couper demonstram que as moléculas orgânicas são constituídas por carbono e hidrogênio;
 No ano seguinte o químico Bluterov descreve os polímeros formados por formaldeído;
 O Inglês Alexander Parkers apresenta o nitrato de celulose na Exposição Internacional de Londres em 1862, material que seria desenvolvido pelo americano John Wesle Hyatt para a produção de bolas de bilhar em substituição ao marfim, que se encontrava caro e escasso no mercado, ganhando o nome de celulóide, que representaria um marco na história dos polímeros; 	
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Polímeros
Breve Histórico:
Em 1884 Bernigaut produz a primeira fibra a partir da celulose (o raion);
 O celulóide irá contribuir para o desenvolvimento do filme fotográfico contínuo (1887), para a produção do primeiro tecido sintético a seda de Chardonnet (1887), produção de celofane (1892) e do acetato de celulose (1897);
O século XXI é marcado pelo grande desenvolvimento de materiais plásticos, e em 1900 deu-se a descoberta do silicone;
Em 1907 Leo Beakeland inventa o baquelite, material plástico termo fixo, largamente empregado na década de 30 em substituição a materiais naturais, como madeira e marfim;
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Polímeros
Breve Histórico:
 Outro fator importante, que marca a história dos polímeros no século XX, foi o desenvolvimento da borracha sintética (isopreno) em 1920, por Herman Staudinger.
A década de 20 seria conhecida como a “década de ouro” nas descobertas de sínteses de polímeros;
Com a Segunda Guerra Mundial e a escassez de matérias naturais que os materiais poliméricos irão ganhar grande destaque na economia mundial e irão se consolidar como grandes auxiliares no avanço tecnológico.	
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Polímeros
Breve Histórico:
Depois da Segunda Guerra Mundial os polímeros sintéticos (plásticos, borrachas e materiais fibrosos) tiveram um grande desenvolvimento;
Os materiais sintéticos podem ser produzidos com baixo custo e propriedades do material superiores as encontradas em materiais naturais;
A participação dos plásticos vem aumentando ao longo dos anos, em substituição a peças metálicas e de madeira, conforme fig.1.	
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Polímeros
Fig. 1 – Participação dos Materiais no peso do automóvel
Polímeros
Fig. 2 – Materiais utilizados no Boeing - 787
Polímeros
PLÁSTICO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
 17% do plástico produzido na Europa é utilizado na construção civil, sendo um material fundamental na construção de infra-estruturas, base de desenvolvimento dos países;
 Nos países em desenvolvimento, o setor da construção e obras públicas, absorve uma quota de produtos plásticos bastante significativa; 
 A construção de uma habitação integra cerca de 10% de matérias plásticas, especialmente indicadas pela sua durabilidade, fiabilidade e resistência ao meio ambiente. Podemos encontrar plástico nas piscinas, canalizações, janelas e persianas, no isolamento de cabos, canos, mobiliário, pavimentos, entre outros.
PLÁSTICO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
 Quase 20% de todos os plásticos usados na Europa são destinados a produtos para a indústria da construção. A seguir à embalagem, a indústria da construção é o segundo setor que mais utiliza o plástico;
Os plásticos são aplicados em:
Condutas de plástico para o transporte de água e de esgotos;
Janelas sintéticas para manter o calor e o fresco no interior e deixar o barulho fora;
Revestimentos de plástico para o chão;
Espuma feita de plástico utilizada para o isolamento da casa e, naturalmente, para muitas outras aplicações – são até usados nos alicerces da casa e na pintura!
POLÍMEROS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
 A aplicação dos polímeros na construção civil:
Tubos de PVC;
Telhas plásticas;
Equipamentos elétricos;
Tintas, etc.
Diversas aplicações mais recentes:
Colas de alto desempenho a base de epóxi, poliéster e meta-acrilato;
Tubos de polietileno reticulado;
Selantes de poliuretano, etc.
PLÁSTICO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
 O que torna o plástico um material ideal para a construção é o fato de ser forte, resistente ao tempo e ao calor e ser flexível;
 São ainda muito leves e requerem pouca manutenção (não enferrujam nem apodrecem);
 Isto tudo torna-os ideais para a indústria da construção;
 Existem também mais de 50 espécies de plástico e cada uma tem alguma coisa de diferente para oferecer àquela indústria;
Na realidade, excluindo o transporte, o alojamento é o segundo maior consumidor de energia;
 Os plásticos produzem grandes isoladores e vedantes, contribuindo enormemente para a eficiência energética e para a redução das perigosas emissões de C02.
Geogrelha
Tubo de PVC para drenagem
Rede de esgoto (PVC)
Cubas plásticas para lajes nervuradas
(injeção de PP em matriz de aço carbono)
Forma plástica (PVC)
Baixo módulo- controla fissuração durante a retração
Alto módulo- controla fissuração devido ao carregamento estrutural
Fibra de PP
Formas de EPS
EPS
Painel de shaft
Caneleta de instalações
Esquadrias e forros de PVC
Blocos de policarbonato
Calha de piso (PVC)
Piso-box 
Poliéster com fibra de vidro, ABS acrílico, PVC ou poliestireno 
Tubulações flexíveis (Pex)
Divisórias de PVC
Siding vinílico (PVC)
Geotêxtil (PP, PVC, poliéster ou naílon)
Revestimento interno de PVC
Piso de PVC
Venezianas industriais
PVC rígido ou fiberglass
Esquadrias de PVC
Calha pluvial de PVC
Impermeabilização de reservatório (manta de PVC)
Policarbonato
Telha de PP
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Polímeros
Definição:
São macromoléculas caracterizadas por seu tamanho, sua estrutura química e interações intra e intermoleculares;
Possuem unidades químicas que são unidas por ligações covalentes, que se repetem ao longo da cadeia;
Podem ser naturais, como a seda, a celulose, as fibras de algodão, etc.;
Ou sintéticos, como o polipropileno (PP), o poli (tereftalato de etileno) (PET), o polietileno (PE), o poli (cloreto de vinila) (PVC), etc. 	
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Polímeros
Os materiais poliméricos são macromoléculas formadas pela reunião de unidades fundamentais (os “meros”) repetidamente que dão origem a longas cadeias;
O tamanho das cadeias formadas principalmente por átomos de carbono, ou seja a massa molar, é o aspecto principal que confere à este grupo de materiais uma série de características à eles associadas;
Materiais poliméricos apresentam usualmente:
Baixa densidade;
Pequena resistência à temperatura;
Baixas condutividades elétrica e térmica, etc.	
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Polímeros
Polímeros são sintetizadas por reações de polimerização a partir de dos reagentes monômeros;
Vários polímeros se tornam fluidos viscosos a temperaturas elevadas (100-300°C) e são ainda processados através de procedimentos termomecânicos que permitem a fabricação de peças em grande quantidade e diversidade;
A alta massa molar dos polímeros e a diversidade de
estruturas (arquiteturas moleculares) que podem ser formadas pelo encadeamento dos monômeros conferem a estes materiais propriedades químicas e físicas especiais, como por exemplo:
alta viscosidade;
elasticidade ou dureza;
resistência ao calor, à umidade e à abrasão etc. 	
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Polímeros
Os polímeros podem ser lineares, ramificados ou assumir uma estrutura em rede tridimensional;
Quando o polímero é formado por apenas um tipo de monômero usa-se a expressão homopolímero. Quando há mais de um tipo de monômero na molécula, ela é designada como um copolímero. 	
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Polímeros
Os polímeros podem ser inorgânicos ou orgânicos, naturais ou sintéticos. Um exemplo de polímero inorgânico é a sílica gel. 
A borracha da seringueira, polissacarídeos, proteínas e os ácidos nucléicos, DNA e RNA, constituem exemplos de macromoléculas naturais orgânicas;
Dentre os polissacarídeos, os mais conhecidos são o amido e a celulose. A gelatina, albumina, queratina e o colágeno são alguns exemplos de proteínas. 
Os polímeros sintéticos orgânicos são, basicamente, formados por hidrocarbonetos insaturados, derivados do petróleo, como o etileno e o propileno. 
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Polímeros
O ano de 2007 comemorou o centenário dos polímeros sintéticos;
O primeiro produzido foi a Bakelite (polifenol), em 1907, por Leo Baekeland nos USA;
A partir da Bakelite, diversas macromoléculas foram sintetizadas em todo o mundo, tornando os polímeros um material onipresente em nossa vida diária;
Na verdade, a principal conquista industrial da química orgânica no século XX foi a fabricação em grande escala de polímeros sintéticos, como os plásticos, as borrachas e fibras sintéticas. 	
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Polímeros
A reação de polimerização que dá origem a esses materiais, em geral, é classificada em dois tipos: condensação e adição;
Na reação por condensação, cada etapa do processo é acompanhada pela formação da molécula de uma substância simples, geralmente a água;
Na polimerização por adição, os monômeros reagem para produzir um polímero, sem formar subprodutos; 
As polimerizações por adição são normalmente conduzidas na presença de catalisadores, os quais, em certos casos, exercem controle sobre a estrutura da molécula, com efeitos importantes nas propriedades do polímero;
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Polímeros
A Bakelite, as poliamidas, como o Nylon, os poliuretanos e os poliésters, como o poli(tereftalato de etileno) - PET são alguns polímeros obtidos por condensação;
Como exemplos da polimerização por adição temos o polietileno (PE), poli(cloreto de vinila) - PVC, poliestireno (PS), entre outros. 
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Polímeros
Os três grandes grupos de polímeros sintéticos, plásticos, borrachas e fibras, se diferenciam pelas suas propriedades mecânicas, ou seja, como o material responde quando é submetido a uma força ou tensão, dentre outras características típicas de cada grupo;
Os plásticos (palavra de origem grega que significa adequado à moldagem) são materiais que se fundem quando aquecidos e podem ser transformados em artefatos com finalidades específicas, como copos descartáveis, embalagens de alimentos, garrafas de refrigerantes, canetas etc;
Portanto, os plásticos embora sejam sólidos no estado final, em algum estágio de seu processamento tornam-se fluidos e moldáveis, pela ação isolada ou conjunta de calor e pressão;
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Polímeros
Esta propriedade reversível, de fundir sob aquecimento e solidificar por resfriamento, caracteriza os chamados polímeros termoplásticos, e permite que esses materiais possam ser reciclados com maior facilidade;
Os polímeros que por aquecimento ou outra forma de tratamento assumem uma estrutura reticulada (rede tridimensional), através de ligações covalentes fortes ou ligações Hidrogênio intermoleculares, tornam-se infusíveis e são designados como termorrígidos. 
Ainda, o aumento da massa molar destes materiais, pela formação das ligações cruzadas, muitas vezes, também os tornam insolúveis. 
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Polímeros
Classificação:
Dependendo do tipo de monômero (estrutura química), do número médio de meros por cadeia e do tipo de ligação covalente, poderemos dividir os polímeros em três grandes classes:
Plásticos;
Borrachas (ou Elastômeros);
Fibras. 
Uma classificação mais abrangente cita ainda:
os Revestimentos;
os Adesivos;
as Espumas;
 as Películas.
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Polímeros
Classificação:
Muitos polímeros são variações e/ou desenvolvimentos sobre moléculas já conhecidas podendo ser divididos em quatro diferentes classificações:
Quanto à estrutura química;
Quanto ao método de preparação;
Quanto ao comportamento mecânico;
Quanto ao desempenho mecânico.
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Polímeros
Quanto à estrutura molecular:
 Polímeros Lineares: as unidades mero estão unidas ponta a ponta em cadeias únicas. São cadeias flexíveis em que podem existir grandes quantidades de ligações de van der Waals entre si. Ex: Polietileno, Cloreto de Polivinila, Poliestireno, Polimetil Metacrilato, Nylon.
 Polímeros Ramificados: cadeias de ramificações laterais encontram-se conectadas às cadeias principais, sendo consideradas parte das mesmas, sendo que a compactação da cadeia é reduzida, resultando em polímeros de baixa densidade. Polímeros lineares também podem ser ramificados.
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Polímeros
Quanto à estrutura molecular:
 Polímeros com Ligações Cruzadas: cadeias lineares adjacentes ligadas umas às outras, em várias posições por ligações covalentes. Estas ligações, não reversíveis, são obtidas durante a síntese do polímero a altas temperaturas e são encontradas em muitos dos materiais elásticos com características de borracha.
 Polímeros em Rede: unidades mero com três ligações covalentes ativas, formando redes tridimensionais. Polímeros com muitas ligações cruzadas podem ser caracterizados como polímeros em rede e possuem propriedades mecânicas e térmicas distintas. Ex: Materiais de base epóxi e fenolformaldeído.
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Polímeros
Quanto à estrutura molecular:
 Homopolímeros: quando todas as unidades repetidas dentro da cadeia constituem-se do mesmo tipo de mero. 
 Copolímeros: quando as unidades repetidas dentro da cadeia constituem-se de dois ou mais tipos de meros diferentes.
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Polímeros
Quanto ao comportamento térmico:
 Polímeros Termoplásticos: Sob efeito de temperatura e pressão, amolecem assumindo a forma do molde. Nova alteração de temperatura e pressão reinicia o processo, sendo, portanto, recicláveis. Em nível molecular, à medida que a temperatura é elevada, as forças de ligação secundárias são diminuídas (devido ao aumento do movimento molecular), de modo tal que o movimento relativo de cadeias adjacentes é facilitado quando uma tensão é aplicada. Os termoplásticos são relativamente moles e dúcteis e compõem-se da maioria dos polímeros lineares e aqueles que possuem algumas estruturas ramificadas com cadeias flexíveis. Ex: PE, PP, PVC, etc.
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Polímeros
Polímeros Termofixos: Ou termorrígidos, sob efeito de temperatura e pressão, amolecem assumindo a forma do molde. Nova alteração de temperatura e pressão não faz efeito algum, tornando-os materiais insolúveis, infusíveis e não-recicláveis. Durante o tratamento térmico inicial, ligações cruzadas covalentes são formadas entre cadeias moleculares adjacentes; essas ligações prendem as cadeias entre si para resistir aos movimentos vibracionais e rotacionais da cadeia a temperaturas elevadas, sendo que o rompimento destas ligações só ocorrerá sob temperatura muito elevadas. Os polímeros termofixos são geralmente mais duros, mais fortes e mais frágeis do que os termoplásticos, e possuem melhor estabilidade dimensional. Ex: Baquelite (resina de fenol-formaldeído), epóxi (araldite), algumas resinas de poliéster, etc.
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Polímeros
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Polímeros
As borrachas ou elastômeros são macromoléculas que exibem elasticidade em longa faixa, à temperatura ambiente;
O processamento de borrachas para produção de artefatos, como pneus ou solados de calçados, envolve a formação de ligações entre as cadeias poliméricas, através de uma reação química com enxofre, denominada de vulcanização. 
A borracha
vulcanizada é um material termorrígido, com a característica única de permitir um grande alongamento, seguido instantaneamente de uma retração quase completa.
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Polímeros
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Polímeros
As fibras são caracterizadas como um material de corpo cilíndrico, flexível, com pequena seção transversal e elevada razão entre comprimento e diâmetro;
Em geral, são macromoléculas lineares, que podem se orientar longitudinalmente, e apresentam grande resistência à tração mecânica e a variações de temperatura, entre -50 e 150°C;
As poliamidas (Nylon), poliésteres (PET) e o polipropileno (PP) são alguns dos plásticos mais utilizados para produção de fibras, tanto têxteis como de reforço;
Para confecção de peças de vestuário, essas fibras podem ser transformadas em fios por processos de moldagem como a fiação por fusão, fiação seca ou úmida.
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Polímeros
Outros processos de transformação são empregados para produção de artefatos de borracha e plástico;
Pneus e solados elastoméricos são, normalmente, obtidos por processo de moldagem por compressão;
Os plásticos podem ser moldados tanto por injeção, extrusão e sopro, depende do produto a ser fabricado;
A moldagem por injeção é comumente utilizada para fabricação de utensílios domésticos, brinquedos, baldes, tampas de garrafas etc;
O processo por extrusão permite a produção contínua de tubos, lâminas ou filmes (sacos plásticos);
A moldagem por sopro é adequada para obtenção de peças ocas e é amplamente usada na indústria de embalagens dos mais variados tipos.
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TIPOS DE POLÍMEROS
Existem muitos diferentes materiais poliméricos que são familiares a nós e encontram uma larga variedade de aplicações:
Elastômeros (ou borrachas);
Fibras;
Revestimentos;
Adesivos;
Espumas;
Filmes. 
Dependendo de suas propriedades, um particular polímero pode ser usado em 2 ou mais destas categorias de aplicações. Por exemplo, um plástico, se cruzadamente ligado e usado acima da sua temperatura de transição vítrea, pode fazer um satisfatório elastômero. Ou, um material de fibra pode ser usado como um plástico se ele não for estirado em filamentos.
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Características e Aplicações
Possivelmente o maior número de diferentes materiais poliméricos caem dentro da classificação de plásticos.
 Polietileno;
Polipropileno;
Cloreto de polivinila;
Poliestireno;
Fluorcarbonos;
Epoxes;
Fenólicos;
Poliésteres.
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Características e Aplicações
Eles têm uma larga variedade de combinações de propriedades. Alguns plásticos são muito rígidos e frágeis; outros são flexíveis, exibindo deformações tanto elásticas quanto plásticas quando tensionados e às vezes experimentando considerável deformação antes da fratura.
Polímeros que caem dentro desta classificação podem ter qualquer grau de cristalinidade e todas as estruturas e configurações moleculares (linear, ramificada, isostática, etc.) são possíveis.
Materiais plásticos podem ser termoplásticos ou termorrígidos; de fato, esta é a maneira na qual eles são usualmente sub-classificados.
Os nomes comerciais, características e aplicações típicas para um número de plásticos são fornecidos na Tabela 1.
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Tabela 1 - Polímeros
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Polímeros
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Polímeros
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Polímeros: Economia e Tecnologia
Hoje os polímeros, principalmente aqueles que têm origem do petróleo, estão presentes no dia-a-dia das pessoas, eles são empregados para diversas finalidades e, possibilitam a obtenção de objetos com formas, texturas e resistência diferentes. Hoje é impossível imaginar a evolução da humanidade sem a presença destes materiais.
As indústrias de polímeros se subdividem em três segmentos:
 Primeira Geração;
 Segunda Geração;
Terceira Geração. 
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Polímeros: Economia e Tecnologia
A Primeira Geração compreende a captação de matéria prima para polimerização;
A Segunda Geração, é onde é feita a polimerização - esses dois setores estão situados em pólos petroquímicos, sendo um setor próximo ao outro;
A Terceira Geração irá promover a transformação do material polimerizado em produtos finais para o consumo.
Atualmente a indústria do plástico é responsável no Brasil por 2% do Produto Interno Bruto (PIB) do país, gera um faturamento anual da ordem de US$5 bilhões, emprega diretamente quase 200 mil pessoas e responde pelo pagamento de US$1,5 bilhão de impostos;
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Polímeros: Economia e Tecnologia
O mercado brasileiro é considerado área de oportunidades pelo fato de o país possuir excelente base populacional, que garante demanda constante e porque o consumo per capita é ainda muito baixo, revelando grande potencial futuro em nosso país;
O segmento da indústria química que mais cresce no mundo é o setor de polímeros. Em 10 anos, a produção mundial de plásticos aumentou 62%, uma vez que esse material foi progressivamente substituindo outros materiais;
Os polímeros são utilizados para diversos fins:
No setor de construção civil com conduites, isolantes térmicos e acústicos, e para o isolamento de fios de energia;
Em telecomunicações para construção de redes de cabos de fibra ótica; 
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Polímeros: Economia e Tecnologia
Na indústria farmacêutica, cosmética, têxtil e de calçados; 
Na indústria eletro eletrônica, de eletrodomésticos e informática; 
Na indústria automobilística; 
Para produção de embalagens e recipientes; 
Na produção de peças de alta precisão;
Dentre muitos outros.
A indústria de polímeros está presente em diversas atividades da economia, devemos destacar o papel fundamental das indústrias petroquímicas no desenvolvimento sócio-econômico de uma nação;
Países como Estados Unidos, Japão, França, Canadá e China estão entre os maiores produtores de plásticos do mundo, desta forma, a indústria petroquímica está atrelada ao desenvolvimento econômico de cada país, justamente pela evolução industrial e tecnológica
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Polímeros no Brasil
A atividade petroquímica no Brasil ganhou força na década de 70 com a construção de três pólos petroquímicos: 
Rio Grande do Sul;
Bahia;
São Paulo.
Com as crescentes descobertas de poços de petróleo e a promessa do Pré-Sal, é que houve uma preocupação na ampliação da produção de polímeros no país;
 Comparado aos Estados Unidos, nosso consumo de plásticos fica entre 20 e 22kg per capita/ano, enquanto dos norte americanos varia entre 100 e 170kg;
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Polímeros no Brasil
Outro fator importante na indústria petroquímica é que o Brasil apresenta um déficit muito grande entre importações e exportações;
 Até 2001 apenas 3% da produção nacional era exportada, enquanto as importações estavam na casa de 40% do que era consumido no mercado interno;
Há fatores importantes que dificultam a expansão do setor, como o sucateamento de maquinário, que representa um custo muito alto para que haja uma substituição desses equipamentos por mais modernos;
A política tributária também não é favorável a investimentos por parte dos empresários, com as altíssimas taxas de juros um financiamento acabaria minimizando os lucros, o que não torna atrativo grandes investimentos;
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Polímeros no Brasil
A qualificação profissional também pesa contra, pois o brasileiro ainda apresenta um baixo grau de investimento em relação a educação profissional, e isto dificulta o domínio de técnicas mais modernas;
O aumento da produção petroquímica poderá representar um grande avanço econômico para o país, mas para isso será necessário forte investimento nos três elos da cadeia de produção de polímeros: as indústrias de primeira geração, segunda geração e de terceira geração;
Mercados promissores como a China, Índia e os países do MERCOSUL, representam uma forte fatia de mercado consumidor para estes produtos, levando em conta a política da boa relação comercial que o Brasil possui com esses países.
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Tecnologia da Cadeia Petroquímica
A cadeia petroquímica no Brasil passa por um processo de reestruturação, principalmente nos setores de primeira e segunda geração, que ocorre devido ao processo de privatização iniciado na ultima década fazendo com que o capital privado estimulasse o setor;
 Como o segmento
de terceira geração foi implantado com capital estrangeiro, este não sofreu tantas mudanças nos padrões econômicos;
Primeiro eram fabricados produtos de baixo valor agregado (descartáveis, utensílios domésticos, adornos, etc.);
 Com a expansão de mercado e desenvolvimento econômico, produtos mais sofisticados e de maior valor agregado passaram a ser produzidos no país. Isto se deve, também, ao desenvolvimento da indústria brasileira de polímeros, matéria-prima do setor de transformação. 
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Sustentabilidade Ambiental
O plástico é responsável por grandes volumes de lixo de lenta degradação, mas quando substituído por materiais de origem vegetal, reduz a destruição de florestas e, por ser leve, o seu transporte economiza combustível. A sua combustão gera mais energia do que a do carvão, embora cause poluição. A reciclagem avança, mas tem custo elevado, devido à tributação, entre outros motivos;
A conscientização das pessoas sobre os danos que o uso indiscriminado dos recursos pode causar ao meio ambiente, há alguns anos, vem fazendo com que as empresas modifiquem seu comportamento, pois o perfil do consumidor mudou, e seu comportamento diante de empresas que utilizam de forma abusiva os recursos naturais é reprimido, ou seja, preferem consumir produtos “ecologicamente corretos”;
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Sustentabilidade Ambiental
As embalagens plásticas representam apenas um a fração do lixo sólido produzido, desta forma merece atenção:
• Descartabilidade;
• Resistência à degradação;
• Leveza (flutua em lagos ou curso de água);
• Densidade baixa, o que gera grandes volumes. 
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Reciclagem
A reciclagem é o resultado final de atividades intermediárias de:
 Coleta;
Separação;
Processamento.
A através da qual materiais pós-consumidos são usados como matéria-prima na manufatura de bens, anteriormente feitos com matéria-prima virgem;
 O sucesso da reciclagem está diretamente ligado a:
 fornecimento de matéria-prima;
 tecnologia de reciclagem; 
mercado diferenciado;
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Reciclagem
Entre as principais aplicações dos polímeros reciclados estão às utilidades domésticas;
Os preços dos polímeros pós-consumo para reciclagem variam muito, dependendo da oferta por região, das condições (sujo ou limpo, solto ou enfardado) e da origem (sucateiros, coleta seletiva, catadores, unidades de triagem);
Embora muitos recicladores comercializem polímero reciclado na forma de granulado, a maioria deles transformam os polímeros, até obtenção do produto final;
Dentre os polímeros reciclados, o PET destaca-se pelo alto índice de reciclagem atingido em um curto período de existência;
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Reciclagem
Hoje no Brasil apenas é possível à utilização de PET pós-consumo em embalagens multicamadas destinadas ao acondicionamento de bebidas carbonatadas não alcoólicas;
Os artefatos fabricados de polímeros reciclados têm limitações de aplicação, ou seja, não podem ser utilizados em contato com bebidas, remédios, alimentos, brinquedos e material de uso hospitalar, pois, dependendo do uso anterior, ele pode estar contaminado;
O PET reciclado é utilizado como fibra têxtil (41%), mantas de não tecido (16%), cordas (15%), resinas insaturadas (10%), embalagens (9%), cerdas de vassouras e escovas (5%) e de outros produtos (4%).
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Tipos de Reciclagem
Reciclagem:
Primária;
Secundária;
Terceária;
Quaternária.
Reciclagem primária: 
É o aproveitamento das aparas, das rebarbas e das peças defeituosas dentro da linha de montagem das próprias indústrias;
Consiste na conversão dos resíduos poliméricos industriais por métodos de processamento padrão em produtos com características equivalentes àquelas dos produtos originais produzidos com polímeros virgens;
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Tipos de Reciclagem
Reciclagem secundária: 
É feita nas Unidades de Reciclagem;
Ocorre a conversão dos resíduos poliméricos dos resíduos sólidos urbanos em produtos que tenham menor exigência do que o produto obtido com polímero virgem, por exemplo, reciclagem de embalagens de PP para obtenção de sacos de lixo;
Reciclagem terciária: 
É a transformação dos resíduos polímeros em monômeros e em outros produtos químicos através da decomposição química ou térmica;
Após esta operação, o produto poderá ser novamente polimerizado, gerando novas resinas plásticas;
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Tipos de Reciclagem
Reciclagem quaternária: 
Processo tecnológico de recuperação de energia de resíduos poliméricos por incineração controlada;
Neste caso o objetivo é a queima do plástico em incineradoras especiais gerando calor que pode ser transformado em energia térmica ou elétrica;
A queima do plástico gera gases de grande toxidade, contaminando o meio ambiente, o que exige que as incineradoras estejam dotadas de filtros especiais, de elevados custos;
A reciclagem primária e a secundária são conhecidas como reciclagem mecânica ou física, o que diferencia uma da outra é que na primária utiliza-se polímero pós-industrial e na secundária, pós-consumo;
 A reciclagem terciária também é chamada de química e a quaternária de energética.
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Hidrocarbonetos
A maioria dos polímeros possui origem orgânica;
Muitos materiais orgânicos são hidrocarbonetos, ou seja, são compostos por hidrogênio e por carbono;
As ligações intramoleculares são covalentes;
Cada átomo de C pode participar de quatro ligações covalentes, enquanto que cada átomo de hidrogênio só possui um elétron de ligação;
As moléculas com ligações duplas ou triplas são chamadas de insaturadas, ou seja, cada átomo de carbono não possui quatro ligações;
Numa hidrocarboneto saturado, todas as ligações são simples e nenhum átomo adicional pode ser unido sem a remoção de um outro que já esteja ligado CH4.
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Hidrocarbonetos
Fig. 2 – Ligação tripla no acetileno C2H2
Fig. 1 – Ligação dupla no etileno C2H4
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Hidrocarbonetos
As parafinas são hidrocarbonetos simples, as moléculas parafínicas, com o aspecto de cadeias, incluem o metano, etano, propano e o butano (Tabela 15.1, Callister);
As ligações covalentes em cada molécula são fortes, porém entre as moléculas distintas existem apenas as fracas ligações de hidrogênio e de van der Waals, consequentemente, esses hidrocarbonetos têm pontos de fusão e ebulição relativamente baixos;
As temperaturas de ebulição aumentam em função de um aumento do peso molecular.
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Hidrocarbonetos
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Hidrocarbonetos
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Polietileno (PE)
Cl
Cl
Cl
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Poli (cloreto de vinila) (PVC)
Polipropileno (PP)
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
CH3
H
H
CH3
CH3
H
Polímeros
Etileno
C
C
H
H
H
H
C
C
H
H
H
H
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Hidrocarbonetos
Isomerismo
É o fenômeno que ocorre com compostos hidrocarbonetos que possuem uma mesma composição, porém com arranjos atômicos diferentes;
O butano tem temperatura de fusão de -0,50C, enquanto que para o isobutano é -12,30C.
Fig. 3 – Butano normal
Fig. 4 – IsoButano
95
Polímeros
As moléculas dos polímeros são gigantescas em comparação com as moléculas de hidrocarbonetos, devido ao tamanho são chamadas de macromolécuas;
Dentro de cada molécula, os átomos estão ligados entre si através de ligações interatômicas covalentes;
As moléculas se encontram na forma de cadeias longas e flexíveis, cujo o esqueleto principal consiste em uma séria de átomos de carbono.
Fig. 5 – Cadeia de carbonos
96
Polímeros
As moléculas dos polímeros são gigantescas em comparação com as moléculas de hidrocarbonetos, devido ao tamanho são chamadas de macromolécuas;
Dentro de cada molécula, os átomos estão ligados entre si através de ligações interatômicas covalentes;
As moléculas se encontram na forma de cadeias longas e flexíveis, cujo o esqueleto principal consiste em uma séria de átomos de carbono.
Fig. 5 – Cadeia de carbonos
97
Química das Moléculas
O hidrocarboneto etileno (C2H4) é um gás à temperatura e pressão ambientes;
Quando submetido a condições apropriadas de temperatura e pressão se transforma em polietileno (PE), que é um material polimérico sólido;
Esse processo
é iniciado quando um mero ativo se forma pela reação entre o catalisador (R) e a unidade mero do etileno;
A cadeia se forma pela adição sequencial de unidades monoméricas, ou seja, o polietileno é o conjuntos de vários monomêros de etileno.
98
Química das Moléculas
Fig. 5 – Etileno
Fig. 6 – Reação
Fig. 7 – Adição de novos meros
99
Química das Moléculas
100
Teflon
Caso substituíssemos os átomos de hidrogênio por átomos de flúor, o polímero resultante seria o politetrafluoretileno (PTFE), cujo nome comercial é Teflon;
O Teflon pertence a família dos fluorocarbonos.
Fig. 8 – Politetrafluoretileno
101
PVC
O cloreto de polivinila (PVC), possui uma estrutura que é uma pequena variação daquela apresentada pelo polietileno, onde o último em quatro átomos de hidrogênio é substituído por um átomo de Cl. Além disso, a substituição de cada átomo de Cl por um grupo de metila, CH3 no PVC produz o polipropileno (PP).
Fig. 9 – Metila
102
PVC e PP
Fig. 10 – PVC
Fig. 11 – PP
103
Teflon
Politetrafluoretileno (PTFE) é um polímero conhecido mundialmente pelo nome comercial teflon, marca registrada de propriedade da empresa  DuPont;
PTFE é um polímero similar ao polietileno, onde os átomos de hidrogênio estão substituídos por flúor, sendo assim um fluoropolímero e um fluorocarbono;
A fórmula química do monômero, o tetrafluoretileno, é CF2=CF2, e o polímero -(CF2-CF2)n-
104
Teflon
A principal virtude deste material é que uma substância praticamente inerte, não reage com outras substâncias químicas exceto em situações muito especiais;
 Isto se deve basicamente a proteção dos átomos de fluor sobre a cadeia carbônica. Esta carência de reatividade permite que sua toxicidade seja praticamente nula sendo, também, o material com o mais baixo coeficiente de atrito conhecido;
 Outra qualidade característica é sua impermeabilidade mantendo, portanto, suas qualidades em ambientes úmidos. Por estas características especiais, além da baixa aderência e aceitabilidade ótima pelo corpo humano, ele é usado em diversos tipos de prótese.
105
Teflon
Características do polímero:
Termoplástico;
Branco;
Opaco.
Propriedades marcantes:
Excepcional resistência a solventes e a reagentes químicos;
Elevada resistência térmica;
Muito baixo coeficiente de fricção;
Baixa aderência;
Boas propriedades mecânicas, mesmo a temperaturas muito baixas.
106
Teflon
Aplicações típicas:
Revestimento antiaderentes em panelas;
Equipamentos para a indústria de alimentos;
Anéis de pistão de máquinas;
Suportes;
Selos mecânicos;
Fitas de vedação;
Gaxetas;
Torneiras;
Sedes de válvulas.
107
Teflon
108
Teflon
109
Teflon - Aplicações
Produtos utilizando resinas Teflon ® PTFE, tais como: 
Buchas
Tiras
Tarugos
Sapatas
Placas
Anéis
Anéis
Arruelas
Guia
Retentores
Gaxetas
Anéis de segmento
Películas
Anéis de compressão
Mancais
Juntas de expansão
Fitas guia
Anéis tripartidos
110
Teflon – Aplicações
Indústria de Válvulas:
Kits de vedação para válvulas tri-partida, bi-partida, esfera, borboleta, atuadores, todos os modelos e bitolas: sedes, carretéis, anéis, arruelas, juntas, gaxeta em PTFE Teflon ® puro modificado;
Carretéis em Teflon vulcanizado em borracha para válvulas industriais.
111
Teflon – Aplicações
Indústria de Telecomunicações:
Transmissores de alta frequência;
Dielétrico (isolante) do capacitor para sintonia de baixa e alta frequência;
Bucha espaçadora isoladora;
Dielétrico para conectores de antenas UHF, SMB e SMA convencional e axial.
Isolante do tubo de sintonia.
Anéis. 
112
Teflon – Aplicações
Indústria Automotiva, revestimentos de Teflon ® são cada vez mais usados, principalmente pela resistência a altas temperaturas sem alteração das suas propriedades físicas.
  Aplicação:
Anéis de pistão para amortecedores;
Terminais de tubulação e mangueiras;
Vedações para direções hidráulicas;
Bombas de óleo, mancais e arruelas;
Peças para sistemas de freio e câmbio.
113
Teflon – Aplicações
Indústria Química e Petroquímica 
Usado em válvulas, bombas e tanques entre outros, pela alta resistência a corrosão de elementos químicos, somente podendo ser afetado por metais alcalinos em estado de fusão e agentes fluorados de alta reação.
Produtos:
Anéis de compressores;
Válvulas de processo;
Tubulações, tanques e juntas envelope;
Anel guia e de compressão;
Sedes, películas, mancais, juntas de expansão e envelope;
Anéis de compressão e guia;
Anéis raspadores e engaxetamento. 
114
Teflon – Aplicações
Máquinas, Equipamentos, Eletro-Eletrônica: Por suas propriedades é um ótimo isolante elétrico. Resistente a temperaturas extremas, tanto altas (até 260°), como muito baixas (-230°).
Aplicação:
Anéis para pistões;
Mancais;
Películas;
Arruelas;
Buchas;
Fitas guia para barramento de tornos;
Anéis e Tubos;
Isolantes Elétricos;
Protetores de fios de alta tensão. 
115
Teflon – Compostos
O PTFE Teflon ® pode ser utilizado na confecção de diversas peças para os mais variados usos, desde aplicações técnicas industriais ou até mesmo em peças precisas para laboratórios, participando ativamente de setores industriais como: 
Automobilístico;
Químico;
Petroquímico;
Mineração;
papel e celulose;
Siderurgia;
dentre muitos outros.
Tal abrangência se deve às suas características únicas, melhor descritas abaixo: 
116
Teflon – Compostos
Compostos de Teflon
Teflon + fibra de vidro: Maior resistência a compressão, boa resistência química, maior dureza, melhor resistência ao desgaste. 
Teflon + carbon / grafite: Maior dureza, resistência ao desgaste, maior deslizamento, melhor condutibilidade térmica.
Teflon + bronze: Maior dureza, maior resistência a compressão, ao desgaste e ao impacto. 
Teflon + grafite: Maior condutibilidade térmica, propriedade mecânica autodeslizante e lubrificante, baixo coeficiente de atrito.
Teflon + MS: Ótima propriedade mecânica. Aumenta dureza e rigidez, aliado a uma redução da fricção, boa inércia química. Suporta alta pressão sendo o mais indicado para desgaste a seco.
117
Isopor –Poliestireno Expandido
O isopor é uma espuma formada a partir de derivados de petróleo, é o poliestireno expandido.  A marca Isopor tornou-se sinônimo genérico de poliestireno expandido;
O poliestireno expandido tem:
 um baixo peso específico;
mais de 97 % de seu volume e constituído de ar;
na cor branca;
Inodoro;
Reciclável;
não poluente;
fisicamente estável;
é sem dúvida um material isolante da melhor qualidade nas temperaturas de - 70° a 80°C;
118
Isopor –Poliestireno Expandido
Normalmente, os corpos são moldados com densidades variando entre 20 a 25 Kg/m³, onde densidades maiores ou menores podem ser utilizadas para casos específicos;
O poliestireno expandido é um elemento com características especiais:
alta resistência à compressão, à vibração mecânica;
baixa condutibilidade térmica;
baixa absorção de água e umidade;
resistência à difusão do vapor;
excelente elasticidade.
É 100% reciclável, totalmente neutro, não liberando resíduos ou efluentes tóxicos, não produz nem libera CFC e tem excelente equilíbrio energético. Porém não é biodegradavel !
119
Isopor –Poliestireno Expandido
As peças podem ser: 
Lixadas;
Envernizadas;
Pintadas;
Flocadas;
Parafinadas;
Coladas;
Revestidas em tecido ("Patch Work");
Perfuradas;
Esculpidas;
Entre outras técnicas.
Antes e depois do material expandido
120
Isopor 
Produção: 
É produzido em duas versões :
 Classe P, não retardante à chama;
 Classe F, retardante à chama.
Também têm 3 grupos de massa específica aparente:
I - de 13 a 16 kg/m3;
II - de 16 a 20 kg/m3;
III - de 20 a 25 kg/m3.
 
Linha BF 16:
(retardante à chama)
- Styropor BF 316;
- Styropor BF 216.
Linha BP 27:
- Styropor BP 427;
- Styropor BP 327;
- Styropor BP 227.
121
Isopor 
Vantagens:
Baixa Condutividade Térmica;
Baixo Peso;
Resistência Mecânica;
Baixa Absorção de Água;
Facilidade de Manuseio;
Versatilidade;
Resistência ao Envelhecimento;
Absorção de Choques;
Resistência à Compressão.
122
Isopor 
123
Isopor 
Concreto Leve
Pérolas de EPS (Isopor ®) pré-expandidas e também EPS (Isopor ®) triturado que podem substituir a pedra na produção de concreto, resultando assim no concreto leve, que proporciona baixo peso e ótima resistência para uso não estruturais.
124
Isopor 
Onde Usar:
O concreto leve de EPS (Isopor ®) tem como característica, o baixo peso, o que torna fácil o manuseio e o transporte, reduzindo assim, o tempo de obra;
 Possui também ótima capacidade de isolamento térmico;
A união de todas essas características faz com que o concreto leve possa ser perfeitamente aplicado onde não haja exigência de grandes esforços.
125
Isopor 
Por que usar:
O EPS (Isopor ®) é impermeável, praticamente não absorve água, o resultado é uma ótima qualidade para o concreto, com um acabamento homogêneo, possibilitando o seu uso mesmo exposto ao tempo. Com isso, abrem-se inúmeras possibilidades de uso.
Como usar?
A densidade aparente do concreto leve de EPS (Isopor ®) varia entre 400 a 1600 Kg/m³ de acordo com a necessidade de aplicação, isso deve ser levado em consideração na hora de realizar a mistura, que deve ser feita preferencialmente em betoneira;
Para que as pérolas não flutuem na água devido a sua leveza, deve ser aplicado um adesivo solúvel em água, como por exemplo cola branca de madeira.
126
Isopor 
Como usar?
A mistura deve ser feita da seguinte maneira:
 1. Dissolver o adesivo solúvel em água, observando as proporções da mistura;
 2. Colocar o EPS (Isopor ®) na betoneira com um pouco de cimento, conforme necessidade escolhida;
 3. Com a betoneira em movimento colocar o adesivo diluído em água;
 4. Quando o cimento começar a se fixar no EPS (Isopor ®), colocar alternadamente o restante de cimento, água e areia.
127
Isopor 
 Obs. O tempo de permanência na betoneira, deve ser suficiente para a mistura atingir a consistência necessária para o lançamento. Ao usar vibradores é necessário ter atenção para que não se separem os elementos da mistura, visto o EPS (Isopor ®) ser um material leve.
128
Isopor 
 Aplicações:
Regularização de lajes em geral
Inclinação para escoamento.
Painéis para Fechamento
Prédios / Casas pré-fabricadas/ Galpões
Elementos pré-fabricados
Lajotas / Blocos Vazados;
Pilares e Placas para muros;
Elementos vazados;
Elementos decorativos para fachadas e jardins.
129
Isopor 
 Aplicações:
Pavimentos
Calçadas;
Regularização de áreas diversas;
Painéis para fechamento de galerias.
Mobiliário
Bancos para ambientes externos;
Base para montagem de sofás, balcões e camas.
Áreas de Lazer
Quadras de esporte;
Base de dispositivos para exercícios.
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EPS (Isopor®) para Lajes e Pisos
EPS (Isopor ®) para Nivelamento de Lajes e Pisos e Formas para concreto.
Laje de cobertura exposta ao sol tem maior probabilidade de sofrer dilatação prejudicando assim a sua impermeabilização sem contar o desconforto térmico ocasionado, em casos como esse se levarmos em consideração a relação custo/beneficio, usar placas de EPS é sem dúvida a melhor solução.
Características:
Leve, resistente, excelente isolante térmico, o EPS (Isopor ®) para laje e piso oferece baixa absorção de água, que permite uma melhor e mais rápida cura do concreto. São essas características que tornam o EPS (Isopor ®) a melhor opção para Lajes.
131
EPS (Isopor®) para Lajes e Pisos
Dimensões:
O EPS (Isopor ®) é um material que pode ser facilmente cortado, dessa maneira é possível atender as necessidades de clientes e cortar as peças nas medidas especificadas no projeto da obra com uma perfeição dimensional difícil de ser obtida com outros produtos.
132
EPS (Isopor®) para Lajes e Pisos
Aplicações:
O EPS (Isopor ®) para Lajes e Pisos, usado em lajes nervuradas como forma em uma só direção ou em grelha, permite acabamento num único plano inferior, com grande economia de cibramento, mão-de-obra e tempo;
Como forma simples, é usado sempre que as condições da obra dificultam a retirada da forma convencional após a cura;
É usado como revestimento da madeira da forma e pela sua qualidade semi-elástica, permite a retirada da forma facilmente e sem perdas significativas;
133
EPS (Isopor®) para Lajes e Pisos
Aplicações:
Também no caso de detalhes complexos em relevos ou recortes no concreto, o EPS pode ser recortado e aplicado dentro das formas de madeira, de tal modo que, ao retirá-las, se obtém os relevos ou recortes desejados no concreto acabado.
Em nivelamento de lajes e pisos, o EPS (Isopor ®) atua como um excelente substituto para o entulho com um ótimo custo, menos sujeira e no caso das lajes, atua também como isolante térmico.
134
Como construir Lajes em EPS (Isopor®)
Os dados seguintes são apenas orientativos:
(O LAJEIRO DEVE FORNECER O PROJETO)
Vigotas: o tamanho , comprimento e a quantidade das vigotas são informados no projeto;
Projeto do escoramento: o escoramento é uma estrutura provisória, porém muito importante, usada durante a montagem da laje com as vigotas (treliçada ou comum) e a concretagem;
O escoamento deve estar bem travado e apoiado sobre o solo rígido durante todo o período de cura.
135
Como construir Lajes em EPS (Isopor®)
Montagem:
Inicie a montagem da laje com a 1ª e a 2ª vigotas e depois uma fileira de Lajotas em EPS;
Coloque o restante das vigotas usando as Lajotas de EPS nas extremidades, para espaçá-las corretamente (veja a foto abaixo), complete depois os espaços restantes;
Deixe as Lajotas em EPS presas nas vigotas, encaixadas bem firmes, não deixando espaços para aberturas para evitar escorrimentos de nata de cimento;
Use sempre uma passarela (ex. tábuas) apoiada sobre as vigotas para fazer a montagem da laje, não pise diretamente sobre as Lajotas em EPS.
136
Como construir Lajes em EPS (Isopor®)
Montagem:
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Como construir Lajes em EPS (Isopor®)
Montagem:
Para cortar o EPS, use uma faca afiada, serrote ou soprador de ar quente para fazer a passagem para embutir a tubulação hidráulica dos conduítes.
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Como construir Lajes em EPS (Isopor®)
Concretagem:
Durante a concretagem ande sobre tábuas apoiadas nas vigotas e não acumule grandes montes de concreto localizados para não sobrecarregar as vigotas e as Lajotas em EPS. O procedimento de vibração do concreto, cura e retirada do escoramento deve ser feito de acordo com o projeto feito pelo engenheiro da obra.
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Como construir Lajes em EPS (Isopor®)
Revestimento do Teto:
Pode ser feito com revestimento convencional ou com o gesso;
A superfície uniforme das Lajes em EPS permite que o revestimento tenha espessura mais homogênea. Evitando desperdícios;
A aplicação do revestimento na laje somente deverá ser iniciada após o término da colocação do telhado ou da impermeabilização da laje porque a água da chuva pode danificar o revestimento;
Pode-se usar para revestir a laje o revestimento convencional de argamassa para chapisco ou argamassa para esboço ou massa grossa e também revestimento com gesso.
140
Lajotas em EPS (Isopor®)
Atualmente as Lajotas de EPS (Isopor ®) são a melhor opção para lajes, substituem as lajotas cerâmicas com grandes vantagens, tais como isolação térmica, economia com concreto, transporte e quebra de lajotas.
Por ser um material leve, exige-se menos esforço para manuseá-lo resultando assim numa obra muito mais rápida e econômica.
141
Lajotas em EPS (Isopor®)
Vantagens
Menos carga na estruturas e fundações;
 Lajes mais leves;
 Menor consumo de aço e concreto;
 Economia de mão-de-obra;
 Economia nas fôrmas e cibramentos;
 Menor consumo de escoramentos;
Menor prazo de montagem das lajes;
Flexibilidade de medidas;
Facilidade no manuseio e no transporte;
Sem perdas (peças não quebram facilmente);
Precisão milimétrica;
O fator água x cimento mantém-se constante, o que proporciona cura adequada do concreto nas lajes.
142
Forros de EPS (Isopor®)
O Forrocryl é um forro de Isopor ® com um ótimo acabamento em textura acrílica
branca. Fabricado em três modelos:
 
Forro de EPS (Isopor ®) Originale;
Forro de EPS (Isopor ®) Stylo;
Forro de EPS (Isopor ®) Decore.
Todos com medida padrão de 618x1243x20/40mm e 8x618x20/40mm.
Todos os modelos são auto-extinguíveis, ou seja, em caso de incêndios não propagam chamas.
A característica principal desse produto é a ótima capacidade para isolamento térmico, reduzindo até mesmo os custos com o consumo de ar condicionado. 
143
Placas para Isolamento EPS (Isopor®)
O poliestireno em placas pode ser utilizado como isolamento em dutos de ar condicionado;
Sob esse aspecto o EPS está bem situado, requadrado com vários tamanhos e diversas espessuras torna-se um dos mais consumidos para essa finalidade. 
144
Câmaras Frigoríficas
Uma câmara com isolamento e impermeabilização corretos dentro das normas garante temperatura adequada e constante e custos menores no consumo de energia;
O EPS tem se mostrado excelente material para isolamento, tanto em câmaras construídas com alvenaria, como pré-fabricadas em painéis revestidos de chapa galvanizada e pintada.
Classificação de Polímeros
Forma Molecular
R – é a distância entre o início e o fim da cadeia;
Grandes extensões elásticas das borrachas;
Movimento de rotação depende do mero (poliestireno x polietileno)
Peso Molecular
A temperatura de fusão aumenta em função do peso molecular;
À temperatura ambiente, os polímeros com cadeias muito curtas (com pesos moleculares da ordem de 100 g/mol) existem na forma de líquidos ou gases; 
Aquele com pesos moleculares de aproximadamente 1000g/mol são sólidos pastosos (tais como a cera parafínica) e resinas moles;
Os polímeros sólidos (algumas vezes chamados de polímeros de alto peso molecular), que são os de maior interesse, possuem normalmente pesos moleculares que variam entre 10.000 e vários milhões de g/mol.
Estrutura Molecular -Lineares
 As unidades de mero são unidas ponta a ponta em cadeia única;
São cadeias longas e flexíveis;
Podem existir grandes quantidades de ligações de van der Waals entre as cadeias;
Ex: Polietileno, cloreto de polivinila, poliestireno, polimetil metacrilato, náilon e fluoro carbonos.
HDPE é bastante duro e resistente, sendo utilizado em garrafas, brinquedos, etc. 
LDPE é bastante flexível e pode ser utilizado como filme plástico para embalagens, enquanto que o 
Polímeros com ligações cruzadas
São polímeros onde cadeias adjacentes estão unidas umas às outras através de ligações covalentes;
São obtidas através de uma reação química não reversível, obtidas com altas temperaturas;
Átomos ou moléculas de aditivos estão ligados covalentemente a cadeia;
Muitos materiais elásticos com características de borracha apresentam ligações cruzadas; nas borrachas, isso é conhecido como vulcanização.
Estrutura Molecular - Rede 
Possuem três ligações covalentes ativas (3D);
Possuem propriedades mecânicas e térmicas distintas. Ex: epóxi.
Direção do aumento da resistência mecânica 
Ramificada 
Ligações Cruzadas
Rede
Linear
Ligações
secundárias
Estrutura molecular
e resistência mecânica de polímeros
Configurações Moleculares
Configuração ISOTÁTICA – Todos os R do mesmo lado. Onde R é um grupo ou elemento diferente do H.
Configuração SINDIOTÁTICA – R em lados alternados.
Configurações Moleculares
Configuração ATÁTICA –R aleatório.
Obs: R não pode rotacionar, para formar uma nova configuração, primeiro precisa romper a ligação.
Isomerismo Geométrico
Estrutura CIS – Depende da ligação dupla (C). Borracha natural (cis-poli- isopreno)
Estrutura TRANS – Propriedades diferentes da borracha natural.
COPOLÍMEROS
Em função do modo de distribuição dos diferentes meros dentro da cadeia polimérica, pode-se dividir os copolímeros nos seguintes tipo:
Copolímeros
 São polímeros com pelo menos 2 tipos distintos de meros, que se diferem pelo modo como eles estão arranjados nas cadeias de polímeros.
aleatório
alternado
em bloco
por enxerto
158
Copolímeros – Aleatório
 As unidades de mero diferentes estão dispersas aleatoriamente ao longo da cadeia.
159
Copolímeros – Aleatório
 As unidades de mero diferentes estão dispersas aleatoriamente ao longo da cadeia.
160
Copolímeros – Aleatório
161
Copolímeros – Alternado
 As unidades mero alternam as suas posições na cadeia;
Um dos poucos exemplos é o anidrido maleico – estireno,utilizado na produção de plastificantes.
162
Copolímeros – em Bloco
163
Copolímeros – em Bloco
 Há a formação de grandes sequências (blocos) de um dado mero se alternando com outras grandes sequências do outro mero.
164
Copolímeros – Grafitizado ou Enxertado
 Sobre a cadeia de um homopolímero liga-se covalentemente outra cadeia polimérica. 
165
Copolímeros – Grafitizado ou Enxertado
166
Grafitizado ou Enxertado (ABS) 
167
COPOLÍMEROS
Estado de Conformação
Polímero Amorfo
As cadeias do polímero estão em estado desorganizado, arranjadas em espirais randômicas e sem que haja um ponto de derretimento fixo.
Polímero Cristalino
As cadeias do polímero estão em estado ordenado, existindo uma forma definida. Possui um ponto de derretimento definido.
Polímero Semi-Cristalino
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.
Quando maior o grau de cristalinidade, maior é a organização das cadeias de polímero. O conhecimento do grau de cristalinidade de um polímero é importante, pois facilita na seleção do material a ser usado em diferentes aplicações.
169
Fatores que Influenciam no Grau de Cristalinidade do Polímero
A natureza química da cadeia do polímero é o principal fator que influencia na probabilidade de um polímero exibir uma estrutura cristalina;
Cadeias de baixo peso molecular favorecem uma maior cristalinidade;
Polímeros capazes de formar ligações intermoleculares distribuídas ao longo da cadeia favorecem um maior grau de cristalinidade;
Homopolímeros possuem maiores condições de formar uma estrutura mais cristalina do que copolímeros randômicos. Isto porque os copolímeros possuem uma distribuição não uniforme de forças intermoleculares.
170
Fatores que Influenciam no Grau de Cristalinidade do Polímero
Polímeros de monômeros contendo grupos laterais grandes ou ramificações tem menor grau de cristalinidade, pois o maior empacotamento das cadeias é inibido;
 Pressão e temperatura podem influenciar na cristalinidade;
Após a moldagem do polímero, a cristalinidade do polímero ainda pode ser modificada através do processo de annealing , no qual através do aquecimento do polímero as cadeias podem se movimentar mais livremente formando estruturas cristalinas (cristalitos) adicionais.
Em geral, os polímeros não são nem totalmente amorfos, nem totalmente cristalinos.
171
Quanto mais cristalino, maior a densidade, a resistência mecânica, a resistência à dissolução e ao amolecimento pelo calor.
 taxa de resfriamento durante a solidificação: tempo é necessário para as cadeias se moverem e se alinharem em uma estrutura cristalina;
 complexidade do mero: quanto mais complexo o mero, menos cristalino o polímero;
 configuração da cadeia: polímero lineares cristalizam com facilidade, ramificações inibem a cristalização, polímeros em rede são quase totalmente amorfos e são possíveis vários graus de cristalinidade para polímeros com ligações cruzadas.
 copolimerização: se os meros se arranjam mais regularmente, são mais fáceis de cristalizar. Ex: Copolímeros em bloco e alternados cristalizam mais facilmente que os aleatórios ou por enxerto.
O grau de cristalinidade é definido por:
O grau de cristalinidade
ρc : Densidade de um polímero cristalino perfeito;
ρa : Densidade de um polímero completamente amorfo;
ρe : Densidade do polímero que está sendo analisado.
 Polímeros cristalinos são mais densos, então o grau de cristalização pode ser obtido do cálculo de sua densidade:
Grau de Cristalinidade
Cristalinidade dos polímeros pode ser imaginado como sendo o empacotamento de cadeias moleculares, produzindo uma matriz atômica ordenada;
Pode-se observar na figura, a célula unitária para o polietileno, com estrutura ortorrômbica. Percebe-se que as moléculas da cadeia se estendem além da célula unitária.
Polietileno
Célula Unitária
174
Cristalinidade em Polímeros
 O arranjo atômico em polímeros é mais complexo do que em metais e cerâmicas;
 Os polímeros são geralmente parcialmente cristalinos, com regiões cristalinas dispersas em uma matriz amorfa.
Região com alta cristalinidade
Região amorfa
Normalmente os polímeros são formados por regiões cristalinas dispersas no interior do material amorfo.
O grau de cristalinidade pode variar de completamente amorfo até cerca de 95% cristalino.
Cristalinidade em polímeros
Região
cristalina
Região
amorfa
PE
Cristalinidade em polímeros: esferulitas
As esferulites nos polímeros são os grão para os metais e cerâmicos policristalinos;
O polietileno, polipropileno, o cloreto de polivinila, o politetrafluoroetileno e o náilon cristalizam sua massa fundida em estruturas cristalinas.
Cristalinidade em polímeros: esferulitas
Direção de crescimento
da esferulita
Material amorfo
Lamelas cristalinas
Molécula
de ligação
Ponto de nucleação
Polímeros Semicristalinos: esferulitas
Esferulite
Estrutura básica de muitos polímeros semicristalinos na sua forma bruta;
Apresentam numerosas fitas com cadeias dobradas, ou lamelas, que se irradiam para fora a partir do centro. Separando essas lamelas, existem áreas compostas por um material amorfo; as lamelas adjacentes estão conectadas através de cadeias de ligação que passam através dessas regiões amorfas.;
 Materiais semicristalinos quando submetidos à tração, alongam a cadeia de moléculas, entrando em ação as fortes ligações covalentes;
As moléculas adjacentes podem sofrer um ligeiro deslocamento , entrando em ação a resistência das ligações secundárias (van der Waals), relativamente fracas;
Polímeros Semicristalinos: esferulitas
 Como os semicristalinos são materiais formados por estruturas amorfas e cristalinas, podem ser considerados como “materiais compósitos”;
Neste caso, seu módulo de elasticidade é a combinação dos módulos para as fases cristalinas e amorfas (E1 e E2);
Quando submetido a grandes níveis de tensão (deformação plástica), o material tem um comportamento conforme descrito nas próximas figuras. As cadeias dobradas lamelares e a região amorfa tenderão a se alinhar na direção da tração;
Quando o carregamento for retirado e o material for submetido a temperaturas de recozimento (anneling), termperatura próxima a temperatura de fusão, o material tenderá a voltar a sua forma esferulítica, uma vez perdida durante a deformação plástica. 
Semicristalinos: deformação
Semicristalinos: deformação
Semicristalinos: deformação
Deformação 
Tensão (MPa)
Plástico
Elastômero
Frágil
Propriedades mecânicas de polímeros 
Tensão x Deformação
Limite de resistência
 à tração
Propriedades mecânicas de polímeros 
Tensão x Deformação
Deformação
Tensão
Limite de resistência à tração
Limite de escoamento
Propriedades mecânicas de polímeros 
Tensão x Deformação
Polímero
Limite de resistência
à tração
(MPa)
Limite de
escoamento
(MPa)
Alongamento na
fratura
(%)
Polietileno (baixa densidade)
8,3 - 31,4
9,0 – 14,5
100 -650
Polietileno (alta densidade)
22,1 – 31,0
26,2 – 33,1
10 – 1200
PMMA
48,3 – 72,4
53,8 – 73,1
2,0 – 5,5
Náilon
75,9 – 94,5
44,8 – 82,8
15 – 300
PVC
40,7 – 51,7
40,7 – 44,8
40 – 80
PTFE
20,7 – 34,5
-
200 – 400
Metais
4100
600
100
Propriedades mecânicas de polímeros 
Temperatura x Deformação
PMMA
temperatura  resistência
temperatura  alongamento
CRISTALINIDADE
188
ESTIRAMENTO
Estiramento é deformar permanentemente o polímero em tração, aprimorando a resistência mecânica e o módulo de tração (E), corresponde ao processo de extensão do pescoço;
O estiramento é o análogo dos polímeros ao processo de encruamento nos metais. Essa técnica é empregada na produção de fibras e películas (enrijecimento e aumento de resistência);
Durante o estiramento, as cadeias moleculares deslizam umas sobre as outras e se tornam altamente orientadas, podem estabelecer ligações secundárias, devido ao aumento da cristalinidade (mais adensamento);
Materiais semicristalinos tornam-se menos amorfos e mais cristalinos;
Os graus de aumento de resistência e de enrijecimento dependerão do nível de deformação (ou extensão) do material; 
189
ESTIRAMENTO
As propriedades dos polímeros estirados são altamente anisotrópicas;
Materiais estirados em tração uniaxial, E1 >>E2 e LRT1 >>LRT2;
O módulo de tração na direção do estiramento pode ser melhorado por um fator de até aproximadamente três em relação ao material não submetido a estiramento;
Em um ângulo de 45º do eixo de tração, o módulo assume um valor mínimo; nesta orientação, possui um valor de 1/5 daquele apresentado pelo polímero não estirado;
O LRT paralelo à direção da orientação pode ser melhorado de 2 – 5 em relação àquele apresentado pelo material não orientado;
Na direção perpendicular do alinhamento, o LRT é reduzido de 1/3 a ½;
190
ESTIRAMENTO
Para um polímero amorfo que tenha sido estirado a uma temperatura elevada, a estrutura molecular orientada é retida somente quando o material é resfriado rapidamente até a temperatura ambiente;
Esse procedimento dá origem aos efeitos de aumento da resistência e de enrijecimento;
Caso o polímero após o estiramento for mantido à temperatura do estiramento, as cadeias moleculares irão se relaxar (isto é, as tensão serão aliviadas) e irão assumir conformações aleatórias características do estado anterior à deformação; como consequência, o estiramento não terá qualquer efeito sobre as características mecânicas do material.
191
TRATAMENTO TÉRMICO
 Para materiais que não tenham sido estirados e que são submetidos a tratamentos térmicos com tempo constante, o aumento da temperatura de recozimento leva a:
Aumento do módulo de tração;
Aumento do limite de escoamento;
Redução da ductilidade.
Os efeitos do recozimento são opostos àqueles tipicamente observados para os materiais metálicos, quais sejam, enfraquecimento, amolecimento e melhoria da ductilidade;
Para algumas fibras poliméricas submetidas ao estiramento, a influência do recozimento sobre o módulo de tração é contrária àquela apresentada por materiais que não tenham sido estirado, isto é, o módulo diminui em função de um aumento na temperatura de recozimento devido a uma perda da orientação da cadeia e a uma cristalinidade induzida pela deformação.
192
Deformação em polímeros plásticos e frágeis 
ruptura frágil
ruptura plástica 
x
estrutura fibrilar
próximo à ruptura
alinhamento das
regiões cristalinas
 
próximo à ruptura
polímeros
semicristalinos
alongamento
das regiões
 amorfas
Carga/descarga
Estrutura inicial
 estrutura
em rede
 estrutura
linear
x
Tensão (MPa)
Deformação
deslizamento das
regiões cristalinas
 
Deformação em polímeros plásticos e frágeis (semicristalino) 
Deformação
Tensão 
Limite de
escoamento
A deformação é confinada ao pescoço! 
Início da formação
do pescoço
Na região de pescoço, as cadeias se tornam orientadas, ou seja, os eixos da cadeia ficam alinhados paralelamente, aumentando a resistência localizada.
Fatores que influenciam as propriedades mecânicas dos polímeros
Temperatura e taxa de deformação:
Redução do módulo de tração e do limite de resistência à tração;
Aumento da ductilidade.
Aumento da resistência:
Restrições (excesso de embaraços na cadeia ou grau significativo de ligações intermoleculares inibe os movimentos relativos das cadeias);
Aumento e alinhamento das cadeias secundárias (ligações de van der Waals);
Peso molecular, grau de cristalinidade, pré-deformação (estiramento) e tratamentos térmicos afetam o comportamento mecânico dos polímeros.
Pré-deformação por
Estiramento
 As cadeias moleculares deslizam umas sobre as outras e se tornam altamente orientadas;
As propriedades mecânicas são anisotrópicas.
Cristalização
 As propriedades mecânicas dos polímeros são altamente sensíveis a mudanças de temperatura;
É o processo segundo o qual, mediante resfriamento, uma fase sólida ordenada (isto é, cristalina) é produzida a partir de um líquido fundido que possui uma estrutura molecular altamente aleatória;
O arranjo de átomos em cristais é a forma de organização da matéria de mínima energia, sendo assim o estado mais estável e para qual todo processo de transformação tende. No entanto, a cristalização, apesar de reduzir a energia total do sistema, muitas vezes não é atingida em tempos reais. Processos de cristalização são muitas vezes restringidos por fenômenos governados pela cinética.
Fenômenos de Cristalização
Estudo de Caso
Msc. Pedro Eliezer de Araújo Júnior
JANEIRO - 2011
Propriedades Mecânicas em Materiais Poliméricos (Polipropileno)
Objetivo
Caracterização das propriedades mecânicas de uma resina termoplástica de polipropileno utilizada em cadeiras plásticas tipo monobloco, moldadas pelo processo de injeção;
 As propriedades mecânicas obtidas serão: 
módulo de elasticidade;
coeficiente de Poisson;
tensão de escoamento;
tensão de ruptura.
200
Propriedade Mecânicas
Limite de resistência à fadiga;
Resistência ao impacto;
Limite de resistência à tração (valor em que ocorre fratura);
Módulo de elasticidade (módulo de tração);
Tensão de Escoamento;
Podem ser afetadas por:
Os polímeros são sensíveis à taxa de deformação;
À temperatura;
À natureza química do ambiente:
A presença de água;
oxigênio;
Solventes orgânicos, etc.
201
Ensaio de Tração
 O ensaio de tração consiste em submeter-se um corpo de prova devidamente calibrado a uma força continuamente crescente até se observar a ruptura;
 A força é aplicada uniaxialmente e realiza-se a observação e registro simultâneo do alongamento sofrido pelo corpo de prova;
 Os dados de carga aplicada, versus o deslocamento sofrido pelo corpo de prova, são registrados, sendo possível se obter a curva do ensaio (Tensão x Deformação).
202
Diagrama Tensão x Deformação
203
Fig. 1 – Comportamento tensão-deformação para polímeros frágeis (curva A), plásticos (curva B) e altamente elásticos (elastoméricos) (curva C) 
Propriedades Mecânicas
Curva A:
Polímero frágil - fratura na região elástica.
Curva B:
Polímero plástico, semelhante ao comportamento de muitos metais;
Possui inicialmente uma região elástica, a qual é seguida por um escoamento e finalmente fratura numa região plástica.
Curva C:
A deformação é completamente elástica, típica da borracha (grandes deformações elásticas com baixo nível de tensão). São conhecidas como elastômeros.
204
Propriedades Mecânicas
Curva B:
Nos polímeros plásticos o limite de escoamento (st)é tomado como sendo o valor máximo na curva, o que ocorre imediatamente após o término da região elástica linear, conforme fig. 2;
O LRT (limite de resistência à tração) – corresponde o nível de tensão aonde a fratura ocorre, podendo ser maior ou menor que st.
A Tabela 1 fornece algumas propriedades mecânicas para vários materiais poliméricos.
205
Diagrama Tensão x Deformação
206
Fig. 2 – Curva esquemática tensão-deformação para polímero plástico mostrando como os limites de elasticidade e de resistência à tração são determinados
207
Tabela 1 – Características mecânicas à temperatura ambiente de alguns polímeros 
Propriedades Mecânicas
Para determinação do módulo de elasticidade nos polímeros leva-se em conta a variação da tensão suportada pelo material dividida pela variação da deformação sofrida pelo mesmo em dois pontos do regime elástico, através da relação:
 (1)
A tensão de escoamento para os termoplásticos, pode ser determinada como sendo a tensão na qual uma reta traçada paralelamente a curva de tensão-deformação específica no regime elástico com valor de 0,02 de deformação específica, corta a mesma.
208
Propriedades Mecânicas
O coeficiente de Poisson para os materiais poliméricos é determinado pela redução da seção horizontal, sendo a razão entre a deformação transversal sofrida pelo corpo de prova, pela deformação longitudinal, através da relação:
(2)
Os materiais poliméricos, apresentam em muitos casos um comportamento visco-elástico. Os ensaios devem ser realizados nas CNTP e respeitar a velocidade de ensaio a tração que a norma determina.
209
Ensaio de Tração
Ensaio de tração de um corpo de prova padronizado, conforme a norma ASTM D 638 (Método Padronizado para Ensaios das Propriedades de Tração de Plásticos);
A norma NBR 9622 determina as dimensões do corpo de prova a ser utilizado um corpo de prova;
 O ensaio de tração deve ser realizado aplicando-se uma velocidade de 1 mm/min ao corpo de prova (NBR 9622);
 Devido ao material possuir grande capacidade de deformação, com
esta velocidade não foi possível chegar ao seu rompimento, pois o curso da máquina chegou ao seu fim antes que ocorresse a ruptura do material.
210
Ensaio de Tração
211
Fig. 3 – Máquina de ensaios de tração marca EMIC modelo DL2000
Ensaio de Tração
212
Fig. 4 – Gráfico carga-deslocamento para o ensaio de tração
Ensaio de Tração
213
Fig. 5 – Gráfico tensão-deformação específica para o ensaio de tração
Propriedades Mecânicas
214
Tabela 2 – Propriedades obtidas por um ensaio de tração em polipropileno
Simulação Computacionais
Pacotes computacionais comerciais:
SolidWorks COSMOSWorks;
MSC (Patran, Nastran, Fatigue, etc)
Abaqus;
Ansys, etc.
 Métodos dos elementos finitos:
Propriedades do material;
Criação da geometria no software;
Aplicação das cargas;
Condições de contorno;
Geração da malha computacional para a análise, conforme é mostrado na figura a seguir.
215
Simulação Computacionais
216
Fig. 6: Modelo do corpo de prova submetido à tração com as restrições presentes e a malha computacional.
Simulação Computacionais
217
Fig. 7: Tensão suportada pelo corpo de prova submetido a uma carga de tração de 400 N.
Simulação Computacionais
218
Fig. 8: Deslocamento sofrido pelo corpo de prova submetido a uma carga de tração de 400 N.
Bibliografia
Callister Jr., W. D. - Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução, 5ª edição, Rio de Janeiro, Brasil, 2002.
Van Vlack, Lawrence Hall. - Princípios de ciência dos materiais, Edgard Blucher, S. Paulo 1973-1995;
Smith, W. F. - Princípios de Ciência dos Materiais, 3a Ed., McGraw-Hill, Lisboa, 1998; 
HIGGINS, R. A. - Propriedades e Estruturas dos Materiais em Engenharia, São Paulo, Difusão Européia do Livro, 1982;
ASTM D 638 – Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics;
Norma Técnica, NBR 9622, Determinação das propriedades mecânicas a tração;
Carvalho, M.P., Vaz dos Santos, M. A.V., Santos - Caracterização da resina termoplástica de polipropileno utilizada na fabricação de cadeiras plásticas. 8º Congresso Iberoamericano de Engenharia Mecânica, 2007.
219
Polímeros - Morfologia
Os polímeros exibem 2 tipos de morfologia no estado sólido: amorfo e semicristalino;
Em um polímero amorfo, as moléculas estão orientadas aleatóriamente e estão entrelaçadas - lembram um prato de spaghetti cozido. São, geralmente, transparentes;
 Nos polímeros semicristalinos, as moléculas exibem um empacotamento regular, ordenado, em determinadas regiões. Como pode ser esperado, este comportamento é mais comum em polímeros lineares, devido a sua estrutura regular. Devido às fortes interações intermoleculares, os polímeros semicristalinos são mais duros e resistentes; como as regiões cristalinas espalham a luz, estes polímeros são mais opacos. O surgimento de regiões cristalinas pode, ainda, ser induzido por um "esticamento" das fibras, no sentido de alinhar as moléculas. 
Fusão
A fusão de um cristal de polímero corresponde à transformação de um material sólido, contendo uma estrutura ordenada de cadeias moleculares alinhadas,
em um líquido viscoso, onde a estrutura é altamente aleatória, esse fenômeno ocorre, através do aquecimento, à temperatura de fusão, Tf.
A fusão de polímeros ocorre ao longo de uma faixa de temperaturas;
O comportamento do processo de fusão depende do passado (histórico) da amostra e em particular da temperatura em que a amostra foi cristalizada;
Quanto mais grossas forem as lamelas, maior será a temperatura de fusão do polímero.
Transição Vítrea
A transição vítrea ocorre em polímeros amorfos (ou vítreos) e semicristalinos e é devida a uma redução no movimento de grandes segmentos de cadeias moleculares pela diminuição de temperatura;
Com o resfriamento, a transição vítrea corresponde a uma transformação gradual de um líquido em um material com as características de uma borracha e, finalmente, em um sólido rígido;
A temperatura na qual o polímero experimenta a transição do estado no qual apresenta características de uma borracha para o estado rígido é chamada de temperatura de transição vítrea, Tv.
Temperatura de Tg
Transição Vítrea
 Fatores que influencia a temperatura de transição vítrea
Massa Molar (peso molecular). A massa molar dos polímeros, i.e. o tamanho das cadeias, afeta decisivamente a temperatura de transição vítrea, visto que cadeias menores apresentam maior mobilidade que cadeias maiores;
Volume livre presente nos polímeros. O volume livre em polímeros é o espaço não ocupado pelas moléculas. Quanto maior o volume livre presente em um polímero menor será a temperatura de transição vítrea, já que maior será a facilidade das cadeias de se deslocarem umas em relação às outras;
Transição Vítrea
 Fatores que influencia a temperatura de transição vítrea
Tipo de força atrativa entre as cadeias poliméricas. As transições que ocorrem durante a temperatura de transição vítrea é resultado da habilidade das cadeias de se deslocarem com a quantidade de energia fornecida nessa específica faixa de temperatura. Quanto maior a magnitude das ligações entre cadeias, maior será a quantidade de energia necessária a permitir que as cadeias se tornem livres para efetuar as transições. Dessa forma, polímeros que apresentam ligações mais fortes entre cadeias, possuem temperaturas de transição vítrea maiores;
Transição Vítrea
 Fatores que influencia a temperatura de transição vítrea
Mobilidade intrínseca das cadeias poliméricas. A arquitetura química das cadeias poliméricas contribui decisivamente para a definição do comportamento dessas frente a introdução de energia e as correspondentes transições. Grupos químicos, inseridos nas cadeias poliméricas principais, cujas ligações com o resto da cadeia apresentem reduzidas energias para movimentos de rotação, proporcionam temperaturas de transição vítrea menores. Quanto menor a energia necessária para rotação de ligações, maior facilidade as cadeias apresentarão de se desentrelaçar e mover umas em relação às outras.
Variação de volume específico
A - Sólido amorfo
B - Sólido semi-cristalino
Após a solidificação de um termoplástico a partir do estado líquido, forma-se: 
C - Sólido cristalino 
Transição Vítrea
Os materiais vítreos, ou não-cristalinos, não se solidificam do mesmo modo que os materiais cristalinos;
Quando se resfriam, os vidros se tornam continuamente mais e mais viscoso, não existe uma temperatura definida na qual o líquido se transforma em um sólido, como ocorre com os materiais cristalinos;
Existe uma discrepância entre os cristalinos e não-cristalinos em relação ao volume específico;
Nos cristalinos, existe uma diminuição descontínua no volume quando se atinge a temperatura de fusão, Tf;
Nos vítreos, o volume diminui continuamente em função de uma redução na temperatura, ocorre uma pequena diminuição na inclinação da curva no que é conhecido por temperatura de transição vítrea, Tv ou temperatura fictícia. 
Transição Vítrea
Abaixo dessa temperatura, o material é considerado como sendo um vidro, acima dessa temperatura, o material é primeiro um líquido super-resfriado, e finalmente um líquido.. 
Transição Vítrea
Transição Vítrea
A figura acima ilustra um diagrama de Volume vs. Temperatura para dois polímeros: um amorfo e um semicristalino;
 Em baixas temperaturas, as moléculas de ambos os polímeros vibram com baixa energia; 
E eles estão "congelados" em uma situação do estado sólido conhecida como "estado vítreo“;
 Na medida em que o polímero é aquecido, entretanto, as moléculas vibram com mais energia e uma transição ocorre: do estado vítreo para o estado rubbery. Neste estado, o polímero possui um maior volume e uma maior dilatação térmica e maior elasticidade;
 O ponto onde esta transição ocorre é conhecido como temperatura de transição vítrea, e está denotado no gráfico como Tg.
Transição Vítrea
 Quando aquecidos, os polímeros podem vir a derreter;
 A temperatura de fusão dos polímeros é indicada, no diagrama, como Tm;
 No estado líquido, os polímeros podem ser moldados ou divididos em micro-fibras, por exemplo. Somente alguns polímeros podem ser derretidos, e são chamados de termoplásticos.
Plásticos 
	Quimicamente inertes, mecanicamente resistentes, isolantes, transparentes, translúcidos ou opacos, etc...
	Revestimentos, brinquedos, lentes, vedações, engrenagens, isolantes, garrafas, etc...
Aplicações de polímeros 
Elastômeros
Aplicações de polímeros 
Elásticos... 
UHMWPE
Aplicações de polímeros 
	Alta resistência química, a impacto, desgaste e abrasão, baixo coeficiente de atrito, autolubrificante e antiaderente.
UHMWPE
237
PROPRIEDADES FÍSICAS DE POLÍMEROS
As principais propriedades incluem: ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade e força tensil.
238
PONTO DE FUSÃO – 
Não ocorre a uma temperatura definida.
O polímero amolece, sua viscosidade muda numa faixa de 500C. A fusão ocorre em termoplásticos.
Um polímero cristalino possui um ponto de fusão definido (Tm).
239
 SOLUBILIDADE 
 A maioria dos polímeros são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos.
 A não solubilidade é importante para dar qualidade a um produto final e um problema difícil para o engenheiro químico que sintetiza 
240
FORÇA TENSIL – Mede a dificuldade de quebrar uma amostra de polímero quando uma força é aplicada para puxá-la, esticando-a. 
Força tensil com o da massa molecular. 
Exemplos: PEBD – 1000-2400 Mpa (MEGAPASCAL)
		PEAD - 4400
		PTFE - 3500
		PP - 5000
241
CLASSIFICAÇÃO
I
II
242
http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/polimeros.html
 Estrutura básica de polímeros
LINEAR
243
RETICULADO
244
III- Quanto à fusibilidade (fusão)
Termoplásticos 
Fundem ao serem aquecidos, solidificam ao serem resfriados. Ex: PE, PET, PAN, nylon
Termorrígidos 
Ao serem aquecidos formam ligações cruzadas são infusíveis e insolúveis. Ex: resina fenol-formol, uréia-formol 
245
IV Quanto ao comportamento mecânico
1. Plásticos – (grego: adequado à moldagem)
 	 Moldados por aquecimento ou pressão
	 PE, PP, PS
2. Elastômeros ou borrachas 
Após sofrerem deformação sob a ação de uma força retornam à forma original, quando a força é removida.
Ex: Polibutadieno, borracha nitrílica, poli (estireno-co-butadieno)
3. Fibras
Corpos em que a razão entre comprimento e as dimensões laterais é elevada. Orientação longitudinal
 Poliésteres, poliamidas, poliacrilonitrila
246
V Quanto ao tipo de aplicação 
Uso geral
PE, PS, PMMA, PVC
Plásticos de engenharia 
Polímeros empregados em substituição de materiais clássicos de engenharia como madeira, metais e vidros
 Poliacetais, PC, PTFE, PET	
247
POLÍMERO CRISTALINO
POLÍMERO 
AMORFO
248
Nenhum polímero é completamente cristalino. 
Se for cristalino: o material é forte, mas quebradiço.
Se for amorfo: o material não é tão forte, mas é flexível, é plástico.
249
POLÍMEROS CRISTALINOS
polipropileno
poliestireno sindiotático
nylon
kevlar
policetonas
POLÍMEROS AMORFOS
Poli(metacrilato