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Química dos 
Materiais
Prof. João Mattos
Aula 1
 
Tipos de Materiais (Relevância)
“Nós, os físicos, podemos imaginar e projetar todos os detalhes dos reatores
com base em dezenas de combinações dos requisitos essenciais, mas serão
apenas reatores de papel até que o metalúrgico nos diga se ele pode ser
construído e do que pode ser construído. Só então perceberemos se há alguma
esperança de que estes reatores possam produzir energia a um preço aceitável”
Dr. Normann Hilberry
Diretor do Laboratório Nacional de Argonne (1957-1961)
2
 
Tipos de Materiais (Classificação) 
3 
Tipos de Materiais (Metais) 
• Materiais Metálicos: os materiais metálicos são normalmente
combinações de elementos metálicos.
• Propriedades:
Grande número de elétrons livres.
Não são transparentes à luz.
 São resistentes, mas deformáveis.
4
 
Tipos de Materiais (Metais – Tabela Periódica) 
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Tipos de Materiais (Metais – Aço) 
• Aço  Fe + C (máximo de 2,11%)
6
Tratamento térmico: 
engrenagem de aço que sofreu 
tratamento térmico superficial.
 
Tipos de Materiais (Metais – Aço) 
Microestrutura da seção longitudinal 
do semi-eixo (1.000x).
 
Tipos de Materiais (Cerâmicos) 
• Materiais Cerâmicos: os materiais cerâmicos são normalmente combinações de
metais com elementos não metálicos. Os principais tipos são: óxidos, nitretos e
carbetos.
• Propriedades:
 Isolantes térmicos e elétricos.
 Mais resistentes às altas temperaturas e a ambientes corrosivos que os
metais e polímeros.
 Apresentam elevada dureza, porém frágeis (quebram sem deformações
visíveis).
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Tipos de Materiais (Cerâmicos Avançados) 
• Cerâmicos: são produzidos com reagentes de alta pureza e processamento
sofisticado.
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Microesfera de Óxido de Alumínio 
(alumina).
Microestrutura 
superficial.
 
Tipos de Materiais (Polímeros) 
• Materiais Poliméricos: os polímeros são constituídos de macromoléculas
orgânicas, sintéticas ou naturais.
• Propriedades:
 São geralmente leves.
 Isolantes elétricos e térmicos.
 Flexíveis.
 Apresentam boa resistência à corrosão e baixa resistência ao calor.
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2 
 
Tipos de Materiais (Compósitos) 
• Materiais Compósitos: os materiais compósitos são projetados de modo a
conjugar as propriedades de dois ou mais materiais.
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Peças de automóveis
 
Estrutura Cristalina
• Um material cristalino é aquele no qual os átomos estão situados em uma
disposição repetitiva ou periódica ao longo de grandes distâncias atômicas;
isto é, existe uma ordenação de grande alcance tal que na solidificação, os
átomos se posicionarão entre si em um modo tridimensional repetitivo, onde
cada átomo está ligado aos seus átomos vizinhos mais próximos.
Cristalino  Amorfo
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Estrutura Cristalina (Redes de Bravais)
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Material Cristalino Material Policristalino Material Amorfo
 
Estrutura Cristalina (Redes de Bravais)
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Química dos 
Materiais
Prof. João Mattos
Aula 2
 
Imperfeições, Difusão e Falhas
• Um defeito ou imperfeição na estrutura cristalina pode ser
compreendido como a ruptura de sua regularidade.
Defeitos Puntiformes.
Defeitos Lineares.
Defeitos de Superfície.
1
 
Imperfeições (Defeitos Puntiformes) 
• Defeitos Puntiformes: são aqueles associados a magnitude de
um ou dois átomos.
3
Impureza 
Intersticial
Vacância
Impureza 
Substitucional
 
Imperfeições (Defeitos Lineares) 
4
Defeitos Lineares: são imperfeições da rede que
ocorrem ao longo de uma linha e são chamadas de
discordância. Existem três tipos de discordâncias:
Discordância em Cunha.
Discordância em Hélice.
Discordância Mista (mistura de discordância em
hélice e em cunha).
 
Imperfeições (Defeitos Lineares) 
5
Discordância tipo aresta ou 
tipo cunha
 
Imperfeições (Defeitos Lineares) 
6
Discordância 
em Hélice
 
Imperfeições (Defeitos Lineares) 
7
Discordância 
tipo Hélice
 
Imperfeições (Defeitos Lineares) 
8
Discordância 
Mista
 
Imperfeições (Defeitos Lineares –
Discordâncias e deformação) 
9
Deformação
 
Imperfeições (Defeitos Superficiais)
• Defeitos Lineares: são imperfeições que ocorrem ao
longo de uma superfície.
Superfície Externa
Contorno de Grão
Contorno de Macla
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4 
 
Imperfeições (Defeitos Superficiais – ligações livres)
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Superfície Externa
 
Imperfeições (Defeitos Superficiais – Contorno de Grão)
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Contorno de Grão: é a região de encontro dos grãos, que
podem ter orientações cristalográficas diferentes
 
Imperfeições (Defeitos Superficiais – Contorno de Macla)
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Contorno de Macla: é um tipo especial de contorno de
grão através do qual se estabelece uma simetria
especular da rede cristalina.
 
Difusão
Difusão é o fenômeno de transporte de material por movimento atômico. O
processo de difusão pode ocorrer em materiais, líquidos, gasosos e sólidos;
iremos ver quais são os processos de difusão mais importantes que ocorrem nos
materiais sólidos e que podem influenciar na sua utilização. É um processo
altamente dependente da temperatura.
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Fratura
• Deformação Elástica: é aquela que cessa após os esforços cessarem.
• Deformação Plástica: é aquela que não cessa após os esforços cessarem.
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Fratura
• A fratura frágil caracteriza-se por apresentar pequena ou nenhuma
deformação plástica na vizinhança de uma trinca que está avançando.
• Fadiga é uma forma de falha que ocorre em estruturas que estão sujeitas à
tensão dinâmica, por exemplo: pontes, aeronaves e componentes de
máquinas.
• Fluência é a deformação permanente que ocorre ao longo do tempo nos
materiais quando eles são submetidos a tensões constantes.
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Química dos 
Materiais
Prof. João Mattos
Aula 3
 
Processos de Fabricação (Ligas 
Metálicas)
• Laminação
• Forjamento
• Trefilação
• Extrusão
• Estampagem
• Usinagem
• Fundição
2
 
Processos de Fabricação (Laminação)
A laminação consiste em passar um material entre dois cilindros que promovem
a compressão do mesmo e a sua redução de espessura.
É um dos processos mais utilizados na indústria.
3
Chapas de Aço 
 
Processos de Fabricação (Forjamento)
O forjamento é a deformação mecânica, geralmente a quente, através de golpes
sucessivos ou através de compressão contínua.
4
Biela Forjada
 
Processos de Fabricação (Trefilação)
A trefilação consiste em “puxar” o material através de um orifício cônico,
diminuindo a sua seção reta.
Barras e arames são feitos por este processo.
5
Fio Trefilado
 
Processos de Fabricação (Extrusão)
A extrusão consiste na passagem de um corpo metálico, geralmente de forma
cilíndrica, que é forçado a escoar através da abertura, por meio de uma ação de
compressão de um pistão acionado pneumaticamente ou hidraulicamente.
6
Perfis Extrudados
 
Processos de Fabricação (Estampagem)
A estampagem é um processo de conformação plástica, geralmente a frio, e
para a produção de peças de paredes finas.
7
Chapa Original Chapa Deformada
Peça Estampada
 
Processos de Fabricação (Usinagem)
A usinagem consiste em um processo que busca produzir formas com elevada
tolerância dimensional, bom acabamento superficial e muitas vezes de
geometrias complexas.
8
 
Processos de Fabricação (Fundição)
A fundiçãoé um processo de fabricação no qual se utiliza o metal ou liga
metálica completamente fundido, vertendo-o em uma cavidade denominada
molde (produzida pelo objeto denominado “modelo”).
9
Metal Líquido Molde
 
Metalografia
Preparação da amostra para observação em microscópio.
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Aço Embutido
Ataque Químico
Microestrutura de Aço
 
6 
 
Processos Térmicos
A maior parte dos processos de tratamento térmico consiste no aquecimento e
resfriamento das peças, com o objetivo de alterar suas propriedades mecânicas,
afim de aumentar o desempenho de tais materiais. O processo de aumento da
temperatura deve ocorrer de maneira controlada, mantendo a temperatura por
um tempo determinado e posterior resfriamento.
 Recozimento.
 Normalização (recozimento ao ar livre).
 Têmpera.
 Revenido.
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Processos Térmicos (Recozimento)
O termo recozimento se refere ao tratamento térmico em que o material é
exposto a uma temperatura elevada durante um longo período de tempo e
depois resfriado lentamente.
Finalidades do recozimento.
 Alívio de tensões.
 Redução da dureza.
 Aumento da ductilidade.
 Obtenção de microestrutura específica.
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Processos Térmicos (Recozimento)
Exemplo de microestrutura modificada em liga metálica.
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Laminado Recozido 1h Recozido 2h
 
Processos Térmicos (Têmpera)
A têmpera, de uma forma qualitativa, é o tratamento térmico que consiste em
aquecer o material a altas temperaturas, mantê-lo a esta temperatura durante
um intervalo de tempo, e depois resfriá-lo rapidamente.
Finalidades da têmpera:
 Aumento da dureza.
 Aumento da resistência mecânica.
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Processos Térmicos (Têmpera)
Exemplo de microestrutura martensítica em aço submetido a têmpera.
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Estrutura Acicular 
(na forma de agulhas)
 
Processos Térmicos (Revenido)
O revenido consiste no tratamento térmico que se emprega depois da têmpera
e visa diminuir a fragilidade das peças, além de torná-las mais maleáveis para o
processo de usinagem.
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Têmpera
Revenido
 
Processos Térmicos (Revenido)
Exemplo de microestrutura de aço temperado e revenido.
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Estrutura Acicular 
Aço Temperado Aço Levemente Revenido Aço Revenido
 
Corrosão
Entende-se por corrosão a deterioração de um material, geralmente metálico,
que pode ocorrer por uma ação química ou eletroquímica, do meio ambiente,
associada ou não, a esforços mecânicos.
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Anodo de SacrifícioMaterial Corroído
Cobertura 
Polimérica
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Química dos 
Materiais
Prof. João Mattos
Aula 4
 
Materiais Cerâmicos (Cimentos e 
Vidros)
Os materiais cerâmicos são compostos originados a
partir de elementos metálicos e não metálicos, na
maioria das vezes originando óxidos, carbetos ou
nitretos.
Alguns autores incluem neste estudo as cerâmicas
argilosas (as porcelanas), assim como os cimentos e
vidros.
2
 
Materiais Cerâmicos (Cimentos e 
Vidros)
Características Gerais
 Alta dureza.
 Fragilidade (baixa capacidade de absorver energia através de
deformação plástica).
 Isolantes elétricos.
 Isolantes térmicos.
 Resistentes a corrosão.
3
 
Materiais Cerâmicos (Vidros)
Os vidros são materiais não cristalinos como
predominância de SiO2 (70%) aproximadamente e adição
de outros óxidos.
- CaO.
- NaO.
- K2O.
- Al2O3.
4
Alteram a transparência ótica e a facilidade de 
fabricação (viscosidade)
 
Materiais Cerâmicos (Vidrocerâmicos)
São vidros com um determinado grau de cristalinidade, criada a partir de
tratamentos térmico adequado (às vezes, com a adição do dióxido de titânio).
Propriedades dos vidrocerâmicos:
 Baixo coeficiente de expansão (diminuindo a probabilidade de ocorrer choque
térmico).
 Maior resistência mecânica.
 Compatibilidade com altas temperaturas.
 Boas propriedades dielétricas.
 Boa compatibilidade biológica.
5
 
Materiais Cerâmicos (Cerâmicas 
Argilosas)
Argila é o material composto de pequeníssimas partículas minerais (na
ordem de 0,002mm) oriundas da degradação de rochas. Estas
partículas, quando agregadas em ambiente úmido, possuem grande
plasticidade, sendo utilizadas na produção de cerâmicos estruturais e
louças brancas.
6
Grande Plasticidade Cerâmicas Estruturais Louças Brancas
 
Materiais Cerâmicos (Refratários)
São cerâmicas que podem ser submetidas a ambientes de altas temperaturas
sem sofrer fusão ou decomposição, permanecendo inertes neste ambiente.
As argilas refratárias são formadas por Al2O3, SiO2, MgO, CaO, TiO2 entre outros
e em diversas composições.
7Forno Mufla
Material Refratário
 
Materiais Cerâmicos (Abrasivos)
São cerâmicas utilizados para polir, desgastar ou cortar outros materiais de
menor dureza.
Exemplos de cerâmicos abrasivos: Carbeto de Tungstênio (WC), Carbeto de
Silício, Óxido de Alumínio e Areia de Sílica.
8
Lixa com Material Abrasivo
Amostra 
Metalográfica
 
Materiais Cerâmicos (Cimentos)
Uma características destes materiais, comercializados na forma de pó é a de que
quando misturados com água “pegam” e endurecem.
Exemplo: Cimento Porland: é um produto obtido a partir da moagem conjunta de argila e
minerais, contendo cal em diversas proporções. Esta mistura é aquecida em torno de
1.400oC e moída novamente para obtenção de pó fino.
9
 
Materiais Cerâmicos (Avançados)
São aqueles obtidos com reagentes de alta pureza e processamento sofisticados
para obtenção de produtos de alto desempenho.
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Produção de Microesferas
de UO2
 
8 
 
Materiais Cerâmicos (Fabricação)
11
Minerais no Estado Bruto ConformaçãoMistura e Moagem
 
Materiais Cerâmicos (Fabricação)
12
Usinagem do Corpo 
Verde
Acabamento e 
Controle de Qualidade
Tratamento Térmico
 
Materiais Cerâmicos (Tratamento Térmico - secagem)
13
Risco de Fragmentação
 
Materiais Cerâmicos (Tratamento Térmico - Sinterização)
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Partículas (pó) Poros Material 
Densificado
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Química dos 
Materiais
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Aula 5
 
Polímeros (Definição)
A etimologia da palavra polímero vem do grego poli (muitos)
e mero (unidades de repetição). Um polímero é, portanto, a
macromolécula formada por muitas (dezenas de milhares) de
unidades de repetição denominadas meros, ligadas umas às
outras por meio de uma ou mais ligações covalentes.
 
Polímeros (Definição)
As macromoléculas são majoritariamente constituídas de “C” e “H”,
sendo comum a presença de materiais não metálicos, como F, O e N.
 
Polímeros (Definição)
Polímero  Monômero + Monômero...+ Monômero
Monômero
 
Polímeros (Características Gerais)
Baixo ponto de amolecimento e 
ponto de fusão.
Baixa densidade.
Alta maleabilidade.
Baixa resistência mecânica 
(comparada a dos metais). 
Isolantes térmicos e elétricos.
Resistentes a degradação por 
produtos inorgânicos e por 
alguns produtos orgânicos.
 
Polímeros (Classificações)
Quanto a Origem: natural ou sintético.
 Quanto a Reação de Preparação: adição ou
condensação.
Quanto a Estrutura Química: linear, ramificado ou
reticulado.
 
Polímeros (Classificação)
Características de fusibilidade: termoplástico ou
termofixo.
Heterogeneidade da cadeia: homopolímero ou
copolímero.
Comportamento mecânico: plásticos, elastômeros ou
fibras.
 
Polímeros Naturais
Polímeros Naturais são aqueles que encontramos na natureza,
como borracha da seringueira, proteínas, celulose,
polissacarídeos etc.
 
Polímeros SintéticosPolímeros sintéticos são aqueles produzidos artificialmente.
1828: Wolher (Alemanha) – obtenção da uréia.
1838: Regnault (França): realiza pesquisa associada ao
policloreto de vinila - PVC.
1835 – 1900: surgem derivados sintéticos de celulose.
1839 (EUA): descobre a vulcanização.
1879: surgem os primeiros polietilenos de baixo peso
molecular.
 
Polímeros Sintéticos
1898: descoberta do policarbonato.
1907: Baekeland (USA) – obtenção das resinas de fenol-
formaldeído (Baquelite®)
1910: construção da primeira fábrica de rayon (seda
artificial) nos EUA.
1912: realização da polimerização do cloreto de vinila
utilizando luz solar.
 
10 
 
Polímeros Sintéticos
1920 – 1950: desenvolvimento da maioria dos plásticos,
motivado principalmente pelas guerras.
1924: surgimento das fibras de acetato de celulose.
1928: descoberta da primeira poliamida.
1938: surgimento do Nylon® (poliamidas) e do Teflon®
(politetrafluoretileno).
 
Polímeros (obtidos por condensação)
A reação química acontece entre dois monômeros com
eliminação de um composto químico.
 
Polímeros (obtidos por adição)
Nesta possibilidade de produção, todos os átomos do
monômero são incorporados na cadeia do polímero, não
havendo eliminação de outro composto.
Etileno
Catalisador
Polietileno
 
Polímeros (Tipos de Estrutura Química)
Linear Ramificada
Tridimensional
Com Reações 
Cruzadas
(cross-linked)
 
Polímeros (Homopolímero e Copolímero)
Homopolímero: formado apenas de um único monômero.
Copolímero: formado de mais de um monômero.
Copolímero
Homopolímero
 
Polímeros (Plásticos, Elastômeros ou Fibras)
•Plásticos: apresentam-se sólidos na temperatura de
utilização, normalmente a temperatura ambiente, ou próximo
a ela, podem ser subdivididos em: termoplásticos,
termorrígidos e baroplásticos.
•Elastômetros: polímeros que na temperatura ambiente
podem deformar-se no mínimo duas vezes o seu
comprimento inicial, retornando ao comprimento original
rapidamente depois de retirado o esforço.
 
Polímeros (Plásticos, Elastômeros e Fibras)
Fibras: termoplástico orientado (com um sentido longitudinal
dito eixo principal da fibra) satisfazendo a condição
geométrica de L/D =1/100. Como exemplos, têm-se as fibras
de poliacrilonitrila (PAN), os “náilons” (Nylon®) e o poliéster.
 
Polímeros (Termofixos)
Polímeros Termofixos: enrijecem com o aumento de
temperatura e não voltam a ser maleáveis com o
resfriamento. Existem ligações cruzadas, dificultando o
deslizamento entre as cadeias.
 
Polímeros (Exemplos de Termofixos)
Resinas Epóxi: encapsulamentos, materiais para calafetar,
materiais isolantes, pisos industriais, pranchas de surfe, tintas
anticorrosivas etc.
 
Polímeros (Exemplos de Termofixos)
Resinas Fenólicas: geralmente são utilizadas como
parte de um compósito que possui fibras de vidro,
amianto, madeira, formando materiais laminados.
 
11 
 
Polímeros (Exemplos de Termofixos)
Resinas Poliéster Insaturadas: roupas de “poliéster”
puro ou misturadas com algodão.
 
Polímeros (Termoplásticos)
Polímeros Termoplásticos: tornam-se macios e
deformáveis com o aumento de temperatura. As
ligações entre as cadeias são geralmente de Van der
Waals são recicláveis.
•
 
Polímeros (Exemplos Termoplásticos)
O polipropileno, o polietileno, e o policloreto de vinila
(popularmente conhecido como PVC).
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Química dos 
Materiais
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Aula 6
 
Polímeros (Definição)
A etimologia da palavra polímero vem do grego poli (muitos)
e mero (unidades de repetição). Um polímero é, portanto, a
macromolécula formada por muitas (dezenas de milhares) de
unidades de repetição denominadas meros, ligadas umas às
outras por meio de uma ou mais ligações covalentes.
 
Polímeros (Definição)
As macromoléculas são majoritariamente constituídas de “C” e “H”,
sendo comum a presença de materiais não metálicos, como F, O e N.
 
Polímeros (Definição)
Polímero  Monômero + Monômero...+ Monômero
Monômero
 
Polímeros (A Razão do Sucesso)
- São mais leves que metais ou cerâmica, o que
motiva o seu uso na indústria de transportes,
embalagens, equipamentos de esporte, etc.
- Têm alta flexibilidade, variável ao longo de faixa
bastante ampla, conforme o tipo de polímero e os
aditivos usados na sua formulação.
5
 
Polímeros (A Razão do Sucesso)
- Têm alta resistência ao impacto e, essa
propriedade, associada à transparência, permite
substituição do vidro em várias aplicações, como
em lentes de óculos, faróis de automóveis, etc.
- Exigem baixas temperaturas de processamento, o
que resulta em um baixo consumo de energia e
também faz com que os equipamentos sejam mais
simples e não tão caros.
6
 
Polímeros (A Razão do Sucesso)
- Têm baixa condutividade elétrica e térmica, uma
vez que polímeros não contêm elétrons livres,
responsáveis pela condução. São mais resistentes
a corrosão: as ligações químicas presentes nos
plásticos lhes conferem maior resistência à
corrosão por oxigênio ou produtos químicos do
que no caso dos metais (ligação metálica).
7
 
Principais Aplicações dos Polímeros
8
* Polietileno de Baixa Densidade
PEBD*
Frascos, tampas, filmes agrícolas, recobrimento de fios
e cabos, revestimento de Tetra Pak, filmes para
empacotamento automático de leite, suco, iogurte etc.
 
Principais Aplicações dos Polímeros
9
* Polietileno de Alta Densidade
PEAD*
Sacolas, bobinas picotadas, sacarias em geral, back
sheet de absorventes higiênicos e fraldas, tampas para
bebidas, caixas de uso geral, coletores de lixo, frascos
para alimentos, cosméticos etc
 
Principais Aplicações dos Polímeros
10
* Polietileno de Baixa Densidade Linear
PEBDL*
Sacaria industrial, filmes stretch, tanques para
armazenamento de água, cisternas, caixas d’água,
filmes para empacotamento automático de líquidos e
sólidos, tampas com lacre. brinquedos,
geomembrana.
 
13 
 
Diferenças Estruturais entre PEBD, PEAD e PEBDL
11
Polietileno de Alta Densidade
Polietileno Linear de Baixa Densidade
Polietileno de Baixa Densidade
 
Principais Aplicações dos Polímeros
12
* Polipropileno Homopolímero (Termoplástico)
PP 
Homo*
Peças de parede fina, caixas de DVD, brinquedos,
eletrodomésticos, tampas com lacre, flip-top,
utilidades domésticas de parede fina, embalagens
transparentes para alimentos e cosméticos etc
 
Polímeros (Termofixos)
Polímeros Termofixos: enrijecem com o aumento de
temperatura e não voltam a ser maleáveis com o
resfriamento. Existem ligações cruzadas, dificultando o
deslizamento entre as cadeias.
 
Polímeros (Termoplásticos)
Polímeros Termoplásticos: tornam-se macios e
deformáveis com o aumento de temperatura. As
ligações entre as cadeias são geralmente de Van der
Waals são recicláveis.
•
 
Processos de Produção de Polímeros
Vazamento: é o processo de moldagem descontínuo mais
simples, aplicável tanto para polímeros termoplásticos
quanto para termorrígidos. Consiste em verter, isto é,
vazar no molde a composição moldável do polímero, sob
a forma de uma solução viscosa de mistura do polímero
com o seu monômero.
15
 
Processos de Produção de Polímeros
Fiação por fusão: é um processo contínuo,
aplicável a polímeros termoplásticos de difícil
solubilidade e alta resistência ao calor,
permitindo a obtenção de fibras, através da
passagem do polímero fundido por uma placa
contendo orifícios.
16
 
Processos de Produção de Polímeros
Compressão: é um processo demoldagem descontínuo,
que se aplica comumente a materiais termorrígidos.
Consiste em comprimir o material, amolecido ou fundido
por aquecimento, dentro da cavidade do molde, cujo
desenho deve prover dispositivos para a retirada de
rebarbas e para a ejeção da peça, enquanto o molde
ainda está aquecido.
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14 
 
 
Química dos 
Materiais
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Aula 7
 
Água
• Massa de Água Estimada: 265.400 trilhões de
toneladas  70% da superfície da Terra.
2
Água oceânica necessita dessalinização (processo
caro).
Dos 265.400 trilhões de toneladas, somente 0,5%
representa a água “viável” do ponto de vista
tecnológico e econômico.
 
Água (Propriedades Físicas)
As maiores densidades da água estão entre 0oC e
4oC, temperaturas em que a 1 atm a água se
encontra no estado líquido  a água em estado
sólido (gelo) flutua.
3
Temperatura oC
De
ns
id
ad
e (
g/
cm
3 )
 
Água (Algumas Propriedades Físicas)
• A presença de sais na água do mar aumenta a
sua densidade.
• A água possui elevado calor específico, ou seja,
pode liberar grandes quantidades de calor à
custa de pequenas variações de temperatura.
4
 
Água (Algumas Propriedades Químicas)
• Excelente Solvente (Solvente Universal).
• Dissolve o oxigênio e o dióxido de carbono, permitindo a
ocorrência de fotossíntese.
5
Fotossíntese
CO2 C + O2
 
Água (Algumas Propriedades Químicas)
• pH é a quantificação da acidez ou alcalinidade da água.
• O excesso de ácido carbônico na água (oriundo do processo de
poluição) pode ocasionar a diminuição do pH da água através da
formação de ácido carbônico.
6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Neutro
Ácido Básico
 
Água (Qualidade)
A Organização Mundial de Saúde (OMS) estima
que 25 milhões de pessoas no mundo são
contaminadas e levadas ao óbito por doenças
transmitidas pela água, como cólera e diarreia
intensa.
7
 
Água (Qualidade)
O conjunto de normas brasileiras que contém a
lista de parâmetros e valores máximos permitidos
para avaliação da qualidade da água, para fins de
potabilidade, é a Portaria do Ministério da Saúde
Nº 2.914 de 12 de dezembro de 2011.
No Brasil, devemos seguir os parâmetros desta
portaria.
8
 
Água (Parâmetros de Qualidade)
Cloro e cloroamoniação: o cloro é um
agente bactericida.
O produto entregue ao consumidor deve
conter, de acordo com o Ministério da
Saúde, uma concentração mínima de 0,2
mg/l (miligramas por litro) de cloro
residual.
9
 
Água (Parâmetros de Qualidade)
Turbidez: é a medição da resistência da água à passagem de luz.
É provocada pela presença de partículas flutuando na água. A
turbidez é um parâmetro de aspecto estético de aceitação ou
rejeição do produto, e o valor máximo permitido de turbidez na
água distribuída é de 5,0 NTU (unidade de turbidez nefelométrica).
10
 
15 
 
Água (Parâmetros de Qualidade)
Cor: é um dado que indica a presença de
substâncias dissolvidas na água. Assim como
a turbidez, a cor é um parâmetro de aspecto
estético de aceitação ou rejeição do produto.
De acordo com a portaria citada
anteriormente, o valor máximo permissível
de cor na água distribuída é de 15,0 U.C
(unidade de medida de cor).
11
 
Água (Parâmetros de Qualidade)
• pH: é uma medida que determina se a água é
ácida ou alcalina. A faixa recomendada de pH
na água distribuída é de 6,0 a 9,5.
• Coliformes: representam um grupo de bactérias
que normalmente vivem no intestino de
animais de sangue quente.
12
 
Água (Parâmetros de Qualidade)
Flúor: é um elemento químico adicionado à água
de abastecimento, pois auxilia na proteção dos
dentes contra a cárie. Podendo variar entre 0,6 a
0,8 mg/l. A ausência temporária ou variações da
substância não tornam a água imprópria para
consumo. 13
 
Água (Legislação sobre o Uso da 
Água)
A principal legislação é a “Lei das Águas”, que
entrou em vigor em 1997, pela Lei nº
9.433/1997, onde instituiu a Política Nacional
de Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional
de Gerenciamento de Recursos Hídricos
(Singreh).
14
 
Água (Uso das Águas)
De acordo com a Lei das Águas, a Política Nacional de
Recursos Hídricos apresenta alguns fundamentos, entre os
quais:
- A água é considerada um bem de domínio público e um
recurso natural limitado, dotado de valor econômico.
- Em situações de escassez, o uso prioritário da água é para o
consumo humano e para a dessedentação de animais.
15
 
Água (Uso das Águas)
16
 
Água (Tratamento)
• As etapas são:
• Pré-cloração: primeiro, o cloro é adicionado
assim que a água chega à estação. Isto facilita a
retirada de matéria orgânica e de metais.
• Pré-alcalinização: depois do cloro, a água
recebe cal ou soda, que servem para ajustar o
pH aos valores exigidos nas fases seguintes do
tratamento.
17
 
Água (Tratamento)
Fator pH: o índice pH refere-se à água ser um
ácido, uma base, ou nenhum deles (neutra). Um
pH de 7 é neutro; um pH abaixo de 7 é ácido e um
pH acima de 7 é básico ou alcalino. Para o
consumo humano, recomenda-se um pH entre 6,0
e 9,5.
18
 
Água (Tratamento)
19
Coagulantes
Coagulação Floculação Sedimentação
Desinfecção
FiltraçãoArmazenamento
Distribuição
Reservatório
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
Química dos 
Materiais
Prof. João Mattos
Aula 8
 
Aglomerantes
• Aglomerante é o material ativo, ligante, cuja
principal função é formar uma pasta que
promove a união entre os grãos do agregado.
2
Choupana feita com barro Construção Moderna Aplicações Odontológicas
 
Aglomerantes (Tipos)
• Os principais aglomerantes
3
Asfalto Cal
 
Aglomerantes (Tipos)
Os principais aglomerantes
4
Gesso Cimento Portland 
 
Aglomerantes (Asfalto)
• Asfalto: é uma matéria hidrocabonada (betumes asfalto
e alcatrão), de cor preta, presente em muitos petróleos
crus, nos quais se encontra dissolvido.
• Características:
5
Poderoso ligante.
Rapidamente adesivo.
Altamente impermeável.
Excelente durabilidade.
Alta resistência ao ataque da
maioria dos ácidos, álcalis e sais.
 
 
Aglomerantes (Asfalto)
• Tipos de Asfalto:
6
Natural
• Cimento asfáltico.
• Asfalto líquido ou Asfaltos Diluídos
(ADP).
• Emulsões Asfálticas.
• Asfalto Modificado (com polímero-
Borracha apenas um exemplo)
Petróleo
 
Aglomerantes (Asfalto Natural)
Asfalto Natural: são asfaltos que afloram naturalmente
na superfície, sendo destilados pela ação dos raios
solares e do vento.
7
 
Aglomerantes (Asfalto)
8
O asfalto de petróleo é obtido
através da destilação de tipos
específicos de petróleo, em que
hidrocarbonetos mais leves
(gasolina, diesel e querosene)
são separados. O produto obtido
é o CAP, ou Cimento Asfáltico de
Petróleo.
 
Aglomerantes (Asfalto Diluído de Petróleo - ADP)
9
São obtidos a partir da diluição do CAP por destilados leves de
petróleo
Cura Rápida – solvente é a gasolina ou a nafta;
Cura Média – solvente é o querosene.
Os ADP são utilizados em etapa intermediária da
pavimentação, denominada imprimação (impermeabilização).
 
Aglomerantes (Asfalto+ Borracha)
10
O asfalto geralmente tem uma vida útil de 10 anos, pois sofre a
oxidação, tornando-se quebradiço.
Porém a variação que consiste em misturar o asfalto a borracha
de pneu moída possui uma vida útil entre 25 a 30 anos.
 
17 
 
Aglomerantes (Emulsão Asfáltica)
11
Emulsões Asfálticas são dispersões de pequeníssimas partículas
(dimensões coloidais) de cimento asfáltico (CAP) estabilizadas
através de agentes emulsificadores, ou seja, que as mantêm em
suspensão através de efeito elétrico.Aglomerantes (Cal)
É o produto obtido pela calcinação de rochas calcárias a
temperaturas elevadas. Basicamente existem dois tipos
de cal.
 Cal aérea que é subdividida em duas (cal virgem e cal
hidratada).
 Cal hidráulica.
12
 
Aglomerantes (Cal - Virgem)
• Cal Virgem: é o aglomerante resultante da calcinação de
rochas calcárias (CaCO3) em uma temperatura inferior a de
fusão do material (850 a 900ºC). Além das rochas calcárias,
a cal virgem também é obtida de resíduos de ossos e
conchas de animais.
CaCO3 + calor (900ºC) ⇒ CaO + CO2
Calcário + calor ⇒ cal virgem + gás carbônico
13
 
Aglomerantes (Cal - Virgem)
• Cal Virgem: o produto que se obtém com a calcinação do
carbonato de cálcio recebe o nome de cal virgem, ou cal viva
(CaO), que ainda não é o aglomerante usado em construção.
Para que a cal seja utilizada nas atividades de construção faz-se
necessário que o óxido seja hidratado para virar hidróxido de
cálcio Ca(OH)2 denominado de cal extinta ou cal queimada.
CaO + H2O Ca (OH)2
Cal virgem + água => Cal extinta + calor
14
 
Aglomerantes (Cal - Virgem)
• Quando realizada a hidratação da cal virgem no canteiro de
obras, o processo ocorre da seguinte forma: As pedras são
colocadas em tanques onde ocorre a sua extinção ao se
misturarem com a água. O fenômeno de transformação de cal
virgem em cal extinta é exotérmico, isto é, se dá com grande
desprendimento de calor (250 cal/g, podendo em alguns casos a
temperatura atingir 400 ºC), o que torna o processo altamente
perigoso.
15
 
Aglomerantes (Cal - Virgem)
Após a hidratação das pedras, o material deverá descansar por 48
horas no mínimo, antes de ser utilizado na obra.
As argamassas de cal, inicialmente, têm consistência plástica, mas
endurecem por recombinação do hidróxido com o gás carbônico,
presente na atmosfera (daí o nome cal aérea), voltando ao seu
estado inicial de carbonato de cálcio.
• Ca (OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
• Cal extinta + gás carbônico Carbonato de cálcio + água.
16
 
Aglomerantes (Cal - Hidratada)
• É um produto manufaturado que sofreu em usina o processo de
hidratação. É apresentada como um produto seco, na forma de
um pó branco de elevada finura. A cal hidratada oferece sobre a
cal virgem algumas vantagens:
• Maior facilidade de manuseio, por ser um produto pronto,
eliminando do canteiro de obras a operação de extinção.
• Maior facilidade de transporte e armazenamento.
17
 
Aglomerantes (Cal - Hidratada)
Nesta variação de cal, tem-se a presença de material
argiloso, o que vai alterar suas propriedades de
dissolução em meio aquoso.
CaCO3 + calor (900ºC) ⇒ CaO + Mat. argiloso + CO2
Calcário + calor ⇒ cal virgem + gás carbônico
18
 
Aglomerantes (Cimentos)
• Cimento Portland: é um pó fino, com propriedades
aglutinantes, e que endurece quando em contato com
a água, sendo, portanto, um aglomerante hidráulico.
Depois de endurecido, mesmo sob ação da água, não
se decompõe mais.
19
 
Aglomerantes (Cimentos)
• O cimento Portland é composto de clínquer.
• Entende-se por clínquer, a como matéria prima
composta por calcário e argila. Essa mistura passa por
um forno giratório, cuja temperatura interna chega a
alcançar 1450 ºC, atingindo uma fusão incipiente.
• O clínquer ainda incandescente é bruscamente
resfriado, e finamente moído, transformando-se em
pó.
20
 
18 
 
Aglomerantes (Cimentos)
21
Calcário
Areia
Argila
Aquecimento
Resfriamento Moagem Final
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
Química dos 
Materiais
Prof. João Mattos
Aula 9
 
Tintas
As tintas são os produtos mais utilizados para proteger a
superfícies de materiais, são constituídas essencialmente de
partículas em suspensão denominadas de pigmento em veículos
fluído, água ou óleo. A função primordial do pigmento é cobrir e
decorar as superfícies, já do veículo é aglutinar as partículas e
formar a película de proteção.
2
 
Tintas (Composição)
• As Tintas geralmente são formadas por pigmento, veículos
voláteis e não-voláteis e aditivos de variados tipos.
3
 
 
Tintas (Classificação)
Tintas imobiliárias: são aquelas comumente utilizadas na construção civil,
sendo subdivididas em produtos aquosos (látex) e produtos a base de
solventes orgânicos (tintas a óleo, esmaltes sintéticos etc).
Tintas industriais do tipo OEM (original equipment manufacturer). São as
tintas utilizadas nos produtos industriais, como nas latas de refrigerante,
por exemplo.
Tintas especiais, que abrangem outros diferentes dos anteriormente
citados, como tintas para repintura automotiva, tintas marítimas, tintas
para madeira etc.
4
 
Tintas (Classificação Quanto ao Revestimento )
Látex - PVA : o látex tem uma base solúvel em água e é mais
adequado para a parte interna das residências, permitindo a fácil
limpeza. Este tipo de tinta seca rapidamente e apresenta excelente
aspecto.
Tinta Acrílica: possui base solúvel em água, com apresentação
estética semelhante ao do látex. Porém, como apresenta em sua
composição resinas acrílicas, resulta em produto de alta
impermeabilidade, tornando-a ideal para exteriores e áreas molhadas
da habitação.
5
 
Tintas (Classificação Quanto ao Revestimento )
Tinta Esmalte (ou tinta a óleo): apresenta base insolúvel em
água, sendo muito utilizadas em superfícies metálicas ou
madeiras.
Tintas Epóxi e Poliuretano: tintas a base de epóxi e de
poliuretano são sintéticas e insolúveis em meio aquoso, sendo
utilizadas em casos muito específicos, como em caixas de água.
6
 
Tintas (Classificação Quanto ao Revestimento )
Verniz: são películas geralmente utilizadas em madeiras
conferindo proteção, profundidade e brilho. Geralmente é
constituído de óleo secante, resinas solventes (ex.: aguarrás).
Laca: é verniz natural, ou seja, uma resina obtida de plantas da
família das anacardiáceas. É obtido através da extração a partir
das cascas destas árvores, de forma a não ter contato com o ar e
com a luz. É muito utilizada em acabamentos de móveis e
instrumentos musicais, por apresentar melhor efeito sonoro.
7
 
Tintas (Critérios para Escolha)
• A escolha da tinta a ser aplicada depende de alguns fatores
que as caracterizam em função de suas propriedades,
podendo ser:
Facilidade na aplicação.
Rápida secagem.
Boa aderência.
Resistência e durabilidade depois de seca.
8
 
Tintas (Critérios para Escolha)
Facilidade na Aplicação
Nesta avaliação, entram as propriedades reológicas (como as
tintas escorrem) e, portanto, é necessário considerar com cuidado
possibilidades de diluição, muitas vezes só determinadas
empiricamente.
9
Camada 
de Tinta
 
Tintas (Critérios para Escolha)
• Rápida Secagem
10
Quando as tintas são aplicadas em grandes áreas, a secagem é sempre
complicada, principalmente nas secagens muito rápidas. No entanto,
qualquer pintura deverá estar pronta a ser repintada no dia seguinte,
quando necessário.
 
20 
 
Tintas (Critérios para Escolha)
• Boa Aderência: para que a pintura seja considerada conforme é
sempre necessário haver boa aderência às superfícies, qualquer que
seja o tipo de tinta e método de aplicação. Para uma boa aderência é
necessário preparar bem as superfícies (desengordurá-las) e escolher
o sistema de pintura mais adequado.
11
 
Tintas (Critérios para Escolha)
• Resistência e durabilidade depois de seca: a película deve se apresentar
dura e ao mesmo tempo flexível, pois assim consegue suportar certas
expansões e contrações. As películas muito duras são normalmente se
tonam quebradiças. As mudanças detemperatura são as causas mais
comuns de aparecimento de fissuras, expansões e descasque total da
tinta.
12
 
Tintas (Produção Industrial)
• Mistura – os insumos são adicionados a um tanque, que pode
ser aberto ou fechado, provido de um sistema de agitação
adequado.
• Dispersão (Moagem) – o produto pré-disperso é submetido à
dispersão em moinhos adequados. Durante esta operação
ocorre o desagregamento dos pigmentos e cargas e ao mesmo
tempo há a formação de uma dispersão maximizada e
estabilizada desses sólidos.
13
 
Tintas (Produção Industrial)
• Completagem –Nesta fase são feitos os acertos finais para que a tinta
apresente parâmetros e propriedades desejados; nesta fase ocorre o
acerto da cor, viscosidade e a correção do teor de sólidos, etc.
• Filtração – Após a completagem e aprovação, a tinta é filtrada e
imediatamente após é envasada.
• Envase – A tinta é envasada em embalagens pré-determinadas. O
processo deve garantir a quantidade de tinta certa em cada
embalagem.
14
 
Tintas (Produção Industrial)
15
Insumos
- Solventes
- Resinas
- Óleos
Pigmentos
Mistura
Moinho de DispersãoCompletagem
Filtração
Envase
 
Tintas Utilizadas na Indústria de Defesa
• Tintas com pigmento constituído de material absorvedor de radiação
eletromagnética Tecnologia Stealth.
16
Descaracterização da Assinatura no Radar
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
Química dos 
Materiais
Prof. João Mattos
Aula 10
 
Madeiras
A madeira é um dos mais antigos
materiais; utilizada desde os
primórdios da civilização.
Isso ocorre porque apresentam
características técnicas, econômicas e
estéticas que dificilmente se
encontram em outros materiais
2
 
Madeiras
Características Gerais
Resistência mecânica tanto a esforços de compressão como
a esforços de tração. A madeira foi o primeiro material de
construção a ser utilizado tanto em colunas como em vigas.
Resistência mecânica elevada, superior ao concreto, com a
vantagem do peso próprio reduzido.
3
 
Madeiras
Características Gerais
Resistem excepcionalmente a choques e esforços dinâmicos
Apresentam boas características de isolamento térmico e
absorção acústica.
 Secas, apresentam propriedades dielétricas.
4
 
Madeiras
Características Gerais
 Possuem facilidade de aperfeiçoamento e simplicidade de ligações:
para se trabalhar com as madeiras empregam-se ferramentas
simples.
 Têm custo de produção baixo, reservas que podem ser renovadas e,
quando convenientemente preservadas, apresentam vida útil
prolongada à custa de insignificante manutenção.
5
 
Madeiras
Características Gerais
 Em seu estado natural, apresentam uma infinidade de
padrões estéticos e decorativos.
Resistentes a corrosão.
6
 
Madeiras (Estrutura)
casca
Floema (camada viva)
Camada cortical (camada morta)
Câmbio
Anéis de Crescimento
Medula
Raios Medulares
(Transporte e 
Armazenamento de 
Nutrientes)
Alburno 
(Células Vivas –
Seiva Bruta)
Câmbio
Cerne
 
Madeiras (Classificação)
Endógenas (de dentro para fora): crescem pela adição de células
novas dentro do tecido existente, ou seja, o crescimento se dá de
dentro para fora, sendo assim a parte mais externa é mais antiga e
endurecida
8
 
Madeiras (Classificação)
Exógenas (de fora para dentro): de germinação externa, ou seja,
quando o desenvolvimento transversal do caule ocorre com adição
de matéria orgânica logo abaixo da casca.
9
 
Madeiras (Algumas Propriedades 
Físicas)
Cor: a variação da cor natural da madeira se deve, principalmente,
a presença de extrativos (taninos, resinas e óleos). Geralmente, as
madeiras de cores escuras apresentam maior durabilidade natural,
porque alguns destes pigmentos são tóxicos aos fungos e insetos.
10
 
22 
 
Madeiras (Propriedades Físicas)
Cheiro: ocorre em algumas espécies, sendo mais
evidente em madeiras com alto teor de umidade. É
consequência da presença de substâncias, na sua
maioria voláteis, que tendem a diminuir com o passar
do tempo. É uma característica importante na
identificação de espécies e na classificação quanto ao
uso, devido à possibilidade de desprender odor
desagradável.
11
 
Madeiras (Algumas Propriedades Físicas)
Grã: é o termo usado para descrever a direção longitudinal dos
elementos anatômicos estruturais da madeira.
12
Principais tipos de grã - direita (a); revessa (b); inclinada (c)
 
Madeiras (Outras Propriedades Físicas)
• Teor de Umidade
• Densidade
• Figura
• Textura
• Estabilidade Dimensional
13
Influenciam as 
Propriedades 
Mecânicas
 
Madeiras (Propriedades Mecânicas)
14
Ensaios Mecânicos
 Tração paralela às fibras
 Tração perpendicular às fibras
 Compressão paralela às fibras
 Flexão estática
 Compressão perpendicular às fibras
 Cisalhamento paralelo às fibras
 Fendilhamento
 Resistência ao impacto
 Dureza
 
Madeiras Processadas (Alguns Exemplos)
15
Produto Característica Uso
MDF
(Medium
Density
Fiberboard)
Painel (Chapa) de média densidade,
produzido a partir das fibras de
madeira com adição de resina
sintética e submetido a alta
temperatura, tempo e pressão.
Pisos, rodapés, batentes, portas
usinadas e peças torneadas.
 
Madeiras (Processadas)
16
Produto Característica Uso
MDP 
(Medium
Density
Particleboard)
Painel (Chapa) de partículas de
madeira em camadas, com adição de
resina sintética e submetido a alta
temperatura, tempo e pressão.
Portas retas, tampos retos e
tampos pós formados.
 
Madeiras (Processadas)
17
Produto Característica Uso
HDF 
(High Density
Fiberboard)
Painel de alta densidade, produzido
a partir das fibras de madeira com
adição de resina sintética e
submetido a alta temperatura,
tempo e pressão.
Pisos laminados, forros,
divisórias e portas.
 
Madeiras (Processadas)
18
Produto Característica Uso
Compensado Painel constituído de lâminas de
madeira sobrepostas e cruzadas
entre si, as quais serão unidas por
adesivos e resinas, através de
pressão e calor.
Pisos, forros, paredes,
esquadrias, portas, telhados
etc.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
 
Química do 
Materiais
Prof. João Mattos
Revisão da Aula 6 
a Aula 10
 
Atividade de Revisão Referente a Aula 
6
Suponha que você tenha que projetar quimicamente um
polímero que tenha alta resistência mecânica.
Você consideraria ligações cruzadas ou não em sua estrutura
molecular? SIM. POIS FICA MAIS FÁCIL MOVIMENTÁ-LAS.
2
 
Atividade de Revisão Referente a Aula 
7
Suponha que você tenha que projetar um ambiente que deve
apresentar alta estabilidade térmica, o que você poderia utilizar?
ÁGUA
3
 
Atividade de Revisão Referente a Aula 
8
Suponha que você tenha que
utilizar um produto betuminoso
de alto peso molecular para
recobrir uma superfície. De que
parte da coluna de precipitação
você faria isto? COLUNA DE DESTILAÇÃO E
FRACIONAMENTO / DENSIDADE
4
 
Atividade de Revisão Referente a Aula 
9
Suponha que você tenha que escolher uma tinta para recobrir
uma superfície em ambiente interno e úmido.
Qual seria sua escolha?
( ) Tinta Látex. ( X ) Tinta Acrílica ( ) Tinta Óleo
( ) Tinta Epóxi.
5
 
Atividade de Revisão Referente a Aula 10
Proponha um método de “secar” um árvore sem cortá-la
baseado na figura a seguir. INTERROMPER O FLUXO DE CEIVA
 
Atividade de Revisão Referente a Aula 10
casca
Floema (camada viva)
Camada cortical (camada morta)
Câmbio
Anéis de Crescimento
MedulaRaios Medulares
(Transporte e 
Armazenamento de 
Nutrientes)
Alburno 
(Células Vivas –
Seiva Bruta)
Câmbio
Cerne