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TECNOLOGIA DOS MATERIAIS POLIMÉRICOS I Nylon • A palavra nylon para uma pessoa que não está acostumada com o mundo dos plásticos lembra, instantaneamente, as meias, o velcro, as palhetas para violão, a linha de pesca e diferentes tipos de vestimenta. Mas nem só de fios têxteis e peças simples vivem as poliamidas, muito pelo contrário, são os principais plásticos de engenharia existentes no mercado • Em 1930, criou -se o primeiro polímero fibrógeno sintético, que foi um precursor do nylon. • Pelas mãos e conhecimento de Wallace Hume Carothers, até então um jovem professor de Química Orgânica da universidade Harvard, percebeu-se que aqueles fios de xarope produzidos em laboratório, por um de seus colaboradores, Julian Hill, eram, na verdade, as moléculas esticadas de polímeros, que formavam longo fios paralelos semelhantes a fibras naturais, como a da seda e a celulose. Figura 5 – Wallace Carothers 1896 – 1937 (http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/btcaro.html) • Embora a fibra não tivesse tido sucesso comercial, Carothers diria numa conferência científica que "pela primeira vez existe a possibilidade de se obter fibras úteis e partir de materiais sintéticos" • Nos quatro anos seguintes, o laboratório de Carothers ensaiou milhares de combinações químicas e no meio do caminho para a produção do náilon ainda conseguiu criar o neopreno, uma das mais úteis borrachas sintéticas. • Mas foi só em 1934 que a reação de duas substâncias de nomes complicados – hexametilenodamina e ácido adípico – se conseguiu produziu nylon e deixar uma marca na história e na ciência. Figura 6 – Wallace Carothers com neopreno (http://www.chemheritage.org/EducationalServices/nylon/photo/people/peo ple09.html) A invenção foi fruto das pesquisas em ciência e tecnologia desenvolvidas pela Dupont, empresa química criada por um discípulo de Lavoisier e produtora de uma grande variedade de produtos. As poliamidas são um grupo importante de polímeros as quais incluem as proteínas de ocorrência natural por adição a náilons sintéticos. Náilon é o nome genérico que se dá para poliamidas que possuem em sua estrutura grupos funcionais amida (-CO-NH-). Náilon 40 vezes ampliado O náilon-66 trata-se de um copolímero, bem como outros náilons, pois são polímeros formados por mais de um tipo de unidade repetitiva, ou seja, possuí monômeros diferentes. Polímero Polímero Simples Copolímeros Copolímero Alternado Náilon 6,6 Copolímero em bloco Copolímero graftizado A polimerização por condensação de aminas com ácidos carboxílicos leva às poliamidas, substâncias mais comumente conhecidas como NÁILONS. NÁILON-66 A poliamida mais comum é o O 66 do nome corresponde aos números de átomos de carbono dos dois monômeros 1,6-diamino-hexano H2N(CH2)6NH2 Ácido adípico HOOC(CH2)4COOH • Para que ocorra a polimerização por condensação, é necessário que existam dois grupos funcionais em cada monômero. NÁILON-66 Figura 9– O Nylon 6.6 é sintetizado pela copolimerização alternada de hexametileno-diamina e de ácido adipico. (http://zircon.dcsa.fct.unl.pt/dspace/bitstream/123456789/179/1/11-3.PDF) Síntese do Nylon via polimerização interfacial Figura 10– Fluxograma da síntese da poliamida (http://www.imapes.br/site/imapes/revista/revista2 005.pdf) • O método de síntese envolve a reação de polimerização interfacial, a qual consiste em uma reação na interface entre uma fase orgânica e uma fase aquosa. • A fase orgânica imiscível com água (solução 1) é constituída por uma solução de cloreto de adipoíla e clorofórmio e a fase aquosa (solução 2) consiste em uma mistura de hexametilenodiamina e carbonato de sódio anidro. • Geralmente, uma base inorgânica (carbonato de sódio) é dissolvida na fase aquosa para eliminar o ácido clorídrico gerado durante a reação de condensação. Figura 10– Fluxograma da síntese da poliamida (http://www.imapes.br/site/imapes/revista/revista2005.pdf) Rota sintética no náilon 6,6 Figura 10– Fluxograma da síntese da poliamida (http://www.imapes.br/site/imapes/revista/revista2005.pdf) Reações náilon 6,6 Figura 11– Reações envolvidas na síntese do nylon-6,6 (http://www.imapes.br/site/imapes/revista/revista2005.pdf) Produtos e Aplicações Figura 23. Carrinhos de supermercado feitos de nylon (http://www.lib.udel.edu/ud/spec/exhibits/tradecat/7delbus.htm) APLICAÇÕES DO NÁILON Na música Figura 24. Violão Yamaha Apx-6 nylon - (http://user.img.todaoferta.uol.com.br/X/X/MY/TWS1YR/1229005354038_bigPhoto_0.jpg /) Figura 25. Encordoamento de nylon para violão (http://i.s8.com.br/images/musical/cover/img8/1069258_4.jpg/) Na Pesca Figura 28. Vara de pescar High Tech (http://www.techzine.com.br/arquivo/fishcam-uma-vara-de-pescar-high-tech/) Figura 27. Linhas de Náilon, para pescaria. (http://www.techzine.com.br/arquivo/fishcam-uma-vara-de-pescar-high-tech/) Figura 26. Homens pescando (http://www.planetaeducacao.com.br/novo/artigo.asp?artigo=429 ) Vestuário E Acessórios Figura 29. Tênis Lacoste Zepher Náilon (http://images02.olx.com.br/ui/2/50/87/16264387_1.jpg/) Figura 30. Roupa para Cachorro em Náilon (http://www.boutiquexavante.com.br/produto/foto/f8687474-539f- 102c-bc8c-00502ca391ad/Roupa_para_cachorro_nylon.jpg /) Figura 31. Meia calça de Náilon (http://www.boutiquexavante.com.br/produto/foto/f8687474-539f- 102c-bc8c-00502ca391ad/Roupa_para_cachorro_nylon.jpg /) Figura 32. Jaqueta de Náilon (http://user.img.todaoferta.uol.com.br/W/P/3M/NWHTE7/1211234 893000_bigPhoto_0.jpg /) Figura 33. Mochila de Náilon (http://user.img.todaoferta.uol.com.br/V/B/TI/EIGQTT/122235083 5414_bigPhoto_0.jpg /) Figura 34. Fios de sutura (http://user.img.todaoferta.uol.com.br/V/B/TI/EIGQTT/122235083 5414_bigPhoto_0.jpg /) Figura 35. Sutura com fio de Náilon (http://2.bp.blogspot.com/_MWx1SXFWuzU/SB5hdiWf0sI/AAA AAAAAAfQ/W0pYhMtRCcQ/s320/Imagem+028.jpg /) Na Medicina Figura 36. Sutura com fio de Náilon (http://farm1.static.flickr.com/27/43457377_5c023852b8.jpg /) Nylon na Engenharia O Nylon 6.6 é um termoplástico de engenharia, obtido da copoliamida 6.6, modificada; fabricada com resina especial por processo de extrusão, sendo tratado termicamente, o que permite uma estrutura cristalina uniforme e livre de tensões internas. O NYLON 6.6 PRETO tem como característica principal a maior resistência abrasiva e proteção aos raios UV. Por se tratar de um produto com boas propriedades físicas, mecânicas, elétricas e químicas, pode assim substituir em diversas aplicações o bronze, o alumínio, o ferro fundido e o aço. DESCRIÇÃO DO PRODUTO1 Figura 22. Nylon 6.6 preto (LIDERCOM-http://200.143.15.30/ sites/lidercon/prod_det.php?idProd=134 ) Figura 21. Nylon 6.6 natural (VICK-http://www.vick.com.br/vick/ Produtos/nylon/nylon66.htm) Figura 22. Nylon 6.6 preto (LIDERCOM-http://200.143.15.30/ sites/lidercon/prod_det.php?idProd=134 ) Figura 21. Nylon 6.6 natural (VICK-http://www.vick.com.br/vick/ Produtos/nylon/nylon66.htm) • Baixo peso específico •Alta resistência ao desgaste e à abrasão •Ponto de fusão elevado •Excelente isolação térmica e elétrica •Boa resistência a agentes químicos •Auto-extinguível •Auto lubrificante •Tratado termicamente •Tenacidade •Facilidade de Usinagem CARACTERÍSTICAS1 Figura 22. Nylon 6.6 preto (LIDERCOM-http://200.143.15.30/sites/lidercon/prod_det.php?idProd=134 ) Figura 21. Nylon 6.6 natural (VICK-http://www.vick.com.br/vick/ Produtos/nylon/nylon66.htm) • Buchas •Rodas dentadas •Réguas de deslize •Rodas motriz •Rolos de cabo •Peças de plugues •Excêntricos •Mancais de atrito •Tiras-guia de pistão APLICAÇÕES1 • O Nylon é uma resina de engenharia que possui excelente desempenho em aplicações mecânicas, elétricas, químicas e físicas, além de ser resistente ao impacto e ao desgaste, é auto-lubrificante, possui baixo peso específico e baixo coeficiente de atrito, podendo assim substituir com vantagem, em algumas aplicações, o bronze, latão, alumínio, ferro fundido e aço. • Este material, com tantos benefícios, como por exemplo a leveza, a resistência mecânica, a agentes combustíveis e a absorção de vibrações, que proporciona um trabalho mais silencioso, o torna o plástico de maior aplicação dentre os outros, com um excelente desempenho e qualidade em todos os projetos. • O Nylon 6.0 possui diversas aplicações em elementos e peças de máquinas, como buchas, guias, engrenagens e arruelas, além de ser resistente, rígido, fácil de usinar, soldar e colar. Tudo isso com um baixo custo. • O Nylon 6.6 é fabricado com resina especial por processo de extrusão, sendo tratado termicamente, permitindo assim uma estrutura mais cristalina, uniforme e livre de tensões internas. Sua estrutura aceita que seja aditivado, o que contribui ainda mais com o potencial de suas propriedades. Possui ponto de fusão elevado, excelente isolação térmica e elétrica, boa resistência a agentes químicos, entre outros. CURIOSIDADES Nylon X Technyl O Technyl (marca registrada da Rhodia) é o nome comercial de uma outra família de polímeros, cuja estrutura química é também baseada na poliamida porém reforçada com fibras minerais e/ou sintéticas (como a fibra de vidro, por exemplo) e aditivos químicos específicos, visando diminuir o peso específico e principalmente aumentar a resistência mecânica. É comum no mercado, devido ao desconhecimento técnico dos materiais utilizados, confundir Nylon, Technyl, TechnylStar, Techtal e Techster, entre outros, que são materiais diferentes, porém derivados da mesma estrutura química principal (no caso a poliamida). • As primeiras fábricas a produzirem o material localizavam-se nos Estados Unidos (New York) e na Inglaterra (London) O Nylon já foi até para a Lua! A bandeira fincada por Neil Armstrong em solo lunar era feita de nylon, assim como o traje espacial usado pelo astronauta, comandante da Apollo 11 INOVAÇÕES Bicicleta de Nylon produzida em impressora 3D Músculos artificiais superfortes feitos com linha de anzol Depois que as linhas de pesca são enroladas, elas são amarradas com linhas de costura: está pronto o supermúsculo artificial.[Imagem: Science/AAAS] • Gerando até 7,1 HPs por quilograma, os músculos artificiais de linha de anzol têm a mesma potência mecânica por peso que um motor a jato. • Quando as linhas de anzol, que são feitas de polietileno e nylon, são simplesmente torcidas, isso as transforma em um "músculo de torção" que pode acionar um mecanismo a mais de 10.000 rotações por minuto. • Quando aquecido, o músculo artificial não desenrola, ele encolhe, espichando-se de novo quando o calor é retirado. Se o enrolamento for feito no sentido contrário à torção original da fibra de polímero, o movimento será oposto, expandindo-se quando aquecido. Toda a força dos músculos artificiais foi demonstrada na operação de uma pinça cirúrgica. [Imagem: Seyed Mohammad Mirvakili]
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