Aula 11 Materiais Poliméricos

Prévia do material em texto

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 1 de 15 
 
Materiais e Produtos Poliméricos 
 
Materiais Poliméricos são de origem orgânica, baseados em hidrocarbonetos (hidrogênio e carbono) 
possuem cadeias longas e flexíveis, o esqueleto principal é formado por átomos de carbono e as unidades 
estruturais denominadas meros – monômero, já os polímeros são moléculas compostas de vários meros. 
 
 
 
Figura 1: Mero e macromolécula 
Fonte: http://abcdopolimero.wordpress.com/2010/03/27/polimeros-definicao/ 
 
 
Propriedades dos polímeros 
 
Polímeros: materiais compostos de origem natural ou sintética com massa molar elevada, formados pela 
repetição de um grande número de unidades estruturais básicas. Características principais: 
 boa resistência à corrosão 
 baixa massa específica 
 boas características de isolamento térmico e elétrico 
 
Os polímeros naturais são aqueles derivados de plantas e animais - incluem madeira, borracha, 
algodão, lã, couro e seda. Também as proteínas, enzimas, amidos e celulose são polímeros importantes em 
processos biológicos e fisiológicos em plantas e animais. 
Os polímeros sintéticos são sintetizados quimicamente, em geral, de produtos derivados de petróleo. 
As grandes macromoléculas dos polímeros comercialmente úteis devem ser sintetizadas a partir de 
substâncias que têm moléculas menores num processo denominado polimerização. Além disso, as 
propriedades de um polímero podem ser modificadas e melhoradas pela inclusão de materiais aditivos. 
Finalmente, uma peça acabada tendo uma forma desejada deve ser modelada durante uma operação de 
conformação. 
Desde os primeiros anos 1900, as modernas ferramentas científicas tornaram possíveis a 
determinação de estruturas moleculares deste grupo de materiais e o desenvolvimento de numerosos 
polímeros que são sintetizados a partir de pequenas moléculas orgânicas. Muitos dos nossos úteis plásticos, 
borrachas e materiais de fibras são polímeros sintéticos. De fato, desde o fim da Segunda Guerra Mundial, o 
campo de materiais tem sido virtualmente revolucionado pelo advento de polímeros sintéticos. Os sintéticos 
podem ser produzidos economicamente e suas propriedades podem ser administradas a um grau tal que 
muitos são superiores às suas contrapartidas naturais. Em algumas aplicações partes de metal e de madeira 
foram substituídas por plásticos, que têm propriedades satisfatórias e podem ser produzidos a um custo mais 
baixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 2 de 15 
 
Aditivos 
 
Materiais introduzidos intencionalmente para tornar um polímero mais adequado para uma dada 
condição de aplicação. 
 
Plastificantes 
 
São geralmente líquidos de baixas pressões de vapor e pesos moleculares reduzidos, com moléculas 
de pequeno tamanho que proporciona flexibilidade, ductilidade e tenacidade aos polímeros. 
Empregados em materiais frágeis à temperatura ambiente → PVC e os copolímeros de acetato, na 
fabricação de lâminas finas ou películas, tubos, cortinas, capas de chuva, entre outros. 
 
Pigmentos 
 
Tem a finalidade de colorir e dar opacidade a um polímero, criar barreira aos ataques dos raios 
ultravioleta e dar estabilidade química. Exemplo: dióxido de titânio (TiO2), pigmento branco bastante 
utilizado para permitir maior poder de cobertura, maior brilho e menor custo. 
 
Estabilizadores 
 
Alguns materiais poliméricos, em condições ambientais normais, estão sujeitas à rápida deterioração, 
geralmente em termos de integridade mecânica. Muitas vezes, esta deterioração é um resultado de exposição 
à luz, em particular radiação ultravioleta e também oxidação. A radiação ultravioleta interage com algumas 
ligações covalentes ao longo da cadeia molecular causando a sua quebra o que pode resultar também em 
alguma ligação cruzada. Deterioração por oxidação é uma consequência da interação química entre átomos 
de oxigênio e moléculas do polímero. Aditivos que atuam contra estes processos deteriorativos são 
denominados estabilizadores. 
 
Retardadores de chama 
 
A flamabilidade de materiais poliméricos é uma grande preocupação, especialmente na manufatura 
de tecidos e de brinquedos de crianças. Muitos polímeros são inflamáveis em sua forma pura, tais como o 
polietileno, nylon e poliestireno; exceções incluem aqueles contendo significativos teores de cloro e/ou 
flúor, tais como cloreto de polivinila (PVC) e politetrafluoroetileno (PTFE ou teflon). A resistência à 
inflamação dos remanescentes polímeros combustíveis pode ser melhorada por aditivos denominados 
retardadores de chama. Estes retardantes podem funcionar interferindo no processo de combustão através da 
fase gasosa, ou iniciando uma reação química que causa um resfriamento da região de combustão e cessação 
da queima. 
 
Cargas 
 
As cargas de reforço têm como objetivo aumentar a resistência mecânica da peça fabricada (Ex: 
Fibras de vidro e o negro de fumo) e os materiais inertes são incorporados aos polímeros para diminuir o 
custo de produção (Ex: Talco e a serragem). 
 
Técnicas de conformação dos polímeros 
 
Moldagem é o método mais comum para a conformação de polímeros plásticos. As várias técnicas de 
moldagem são usadas incluem moldagem por compressão, transferência, sopro, injeção e extrusão. Para 
cada um, um plástico finamente pelotizado ou granulado é forçado, numa temperatura e pressão elevada, a 
escoar para dentro de uma cavidade do molde, para enchê-la e assumir a sua forma. 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 3 de 15 
 
Moldagem por injeção 
 
Tempo do ciclo de moldagem: 10 a 30s para materiais termoplásticos, sendo superior para polímeros 
termofixos, pois a cura destes ocorre quando o material encontra-se sob pressão no molde. 
 
(a) O material polimérico é amolecido 
num compartimento aquecido 
 
(b) O material aquecido é injetado na 
cavidade do molde; 
 
(c) Após, o molde é aberto e o material é 
ejetado. Com o fechamento do molde há o 
recomeço do ciclo. 
Figura 2: Etapas do processo de injeção: (a) plastificação; (b) injeção propriamente dita; (c) extração (Ipiranga 
Petroquimica, 2000) 
 
Moldagem por extrusão 
 
Uma rosca mecânica ou um parafuso sem fim propele o material peletizado através de uma zona 
aquecida, onde o material aquecido é compactado, fundido e moldado na matriz. Na saída, o material é 
comprimido contra uma matriz com o perfil desejado, podendo ser resfriado, calibrado, cortado ou enrolado. 
Tal técnica é empregada para produzir materiais contínuos, como tubos, bastões, folhas finas e filamentos. 
 
 
Figura 3: Esquema de máquina extrusora de materiais plásticos (Higgins, 1982, p. 123) 
 
Moldagem por compressão 
 
O material é inserido dentro de um molde. Ambas as partes são aquecidas e o molde é fechado, com 
aplicação de calor e pressão no seu interior. Utilizada tanto para materiais termoplásticos quanto termofixos, 
porém despende maior tempo e custo para os termoplásticos. 
 
 
Figura 4: Diagrama esquemático de um equipamento para moldagem por compressão (Billmeyer Jr. citado por 
Callister Jr., 2002, p. 346) 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica.Página 4 de 15 
 
Moldagem por fundição 
 
O material é aquecido e vertido em um molde e deixado em repouso para solidificar. Em polímeros 
termoplásticos a solidificação ocorre devido ao resfriamento do material dentro do molde. Nos termofixos, o 
endurecimento é ocasionado pelas reações de polimerização do material em temperaturas elevadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Processo de moldagem por fundição de polímero 
 
Moldagem por Sopro ou Insulflação 
 
O processo de moldagem por sopro para a fabricação de recipientes plásticos é similar àquele usado 
para o sopro de garrafas de vidro. Primeiro, um pedaço de tubo de polímero é extrudado. Enquanto ainda 
estiver num estado semifundido, a referida pré-forma (ou pedaço) é colocado num molde de 2 peças tendo a 
desejada configuração do recipiente a produzir. A peça oca é conformada mediante o sopro de ar ou vapor 
d'água sob pressão para dentro da pré-forma, forçando as paredes do tubo a se conformar aos contornos do 
molde. Naturalmente a temperatura e a viscosidade da pré-forma devem ser cuidadosamente reguladas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Processo de moldagem por sopro de polímero 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 5 de 15 
 
Propriedades dos polímeros 
 
Massa específica 
 
Os materiais poliméricos apresentam massa específica mais baixa que os metais e as cerâmicas 
 
Material Massa específica (g/cm
3
) 
Polimérico 0,90 - 1,50 
Metálico 7,85 
Cerâmico 3,30 
Quadro 1 – Valores de massa específica para materiais (MANO, 2000) 
 
Estabilidade dimensional 
 
Propriedade importante para aplicações como engrenagens e peças de encaixe. A variação de 
umidade é um dos principais fatores que alteram tal propriedade, pois a água absorvida aumenta o volume e 
a massa específica da peça. A remoção da água → pode acarretar o aparecimento de vazios e microfraturas 
que modificam as propriedades do material. 
 
Comportamento mecânico 
 
Em relação ao comportamento mecânico a elevadas temperaturas, polímeros são classificados quer 
como termoplásticos quer como termorrígidos. O primeiro se amolece quando aquecido e se endurece 
quanto resfriado; este ciclo é reversível e possível de ser repetido. Em contraste, os termorrígidos, uma vez 
tenham sido endurecidos, não mais se amolecerão no aquecimento. 
Comportamento mecânico visco elástico, sendo intermediário entre totalmente elástico e totalmente 
viscoso, é exibido por um número de materiais poliméricos. Ele é caracterizado pelo módulo de relaxação, 
um módulo de elasticidade dependente do tempo. A magnitude do módulo de relaxação é muito sensível à 
temperatura; crítica à faixa de temperatura em serviço para elastômeros é esta dependência em relação à 
temperatura. 
Grandes extensões elásticas são possíveis para materiais elastômeros que são amorfos e 
extensivamente ligados cruzadamente. Deformação corresponde ao destorcimento e ao desbobinamento das 
cadeias em resposta a uma tensão de tração aplicada. Ligação cruzada é às vezes encontrada durante o 
processo de vulcanização. Muitos dos elastômeros são co-polímeros, enquanto que os elastômeros de 
silicone são realmente materiais inorgânicos. 
O peso molecular também influência nas propriedades dos polímeros. Os polímeros com elevada 
cristalinidade ou que apresentem estrutura rígida aromática, possuem altos valores de módulo de 
elasticidade. 
 
Resistência ao impacto 
 
Os fatores que influenciam são a temperatura, a taxa de deformação e a presença de entalhes. Os 
polímeros são frágeis a baixas temperaturas. Nos polímeros termofixos ocorre sempre fratura frágil, já nos 
termoplásticos ela pode ser dúctil ou frágil. 
 
 
Permeabilidade a gases e vapores 
 
De uma forma geral a permeabilidade é baixa, sendo importante esta propriedade para materiais que 
serão empregados em embalagens. A borracha butílica (copolímero de isobutileno e isopreno) é empregada 
em pneus pela impermeabilidade a gases, propriedade que é devida à cristalinidade imposta ao material 
quando sujeito à tração. 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 6 de 15 
Inflamabilidade 
 
Um polímero orgânico quando aquecimento sofre modificações físico-químicas, e se decompõe em 
produtos voláteis. Polímeros de fácil decomposição, como o nitrato de celulose, entram em combustão 
rapidamente. Já os polímeros termofixos tem maior dificuldade de combustão, por isso são empregados na 
fabricação de peças para uso elétrico. 
 
Propriedades térmicas e elétricas 
 
Os polímeros apresentam elevados valores para o coeficiente de dilatação térmica linear e baixa 
condutividade térmica (polipropileno = 0,12 W/m.K e cobre eletrolítico = 390 W/m.K) e são isolantes 
elétricos (resistividade do PVC = 1014 Ω.m e ligas metálicas = valores entre 10-7 e 10-8 Ω.m). 
 
Tipos de polímeros 
 
Polímeros termoplásticos 
 
São materiais que amolecem e fluem quando submetidos a uma dada temperatura e pressão; 
apresentam possibilidade de reciclegem; não apresentam um reticulado cristalino preponderante, podendo 
fundir somente em certas faixas de temperatura; materiais de baixo custo, alta produção, facilidade de 
processamento e baixo nível de resistência mecânica comparados a outros tipos de polímeros. Sendo os 
principais tipos: 
 
Polietileno (PE) 
Pode-se produzir 5 tipos diferentes, de acordo com as condições da reação e do sistema catalítico empregado 
na polimerização: 
1) Polietileno de baixa densidade (PEBD ou LDPE); 
2) Polietileno de alta densidade (PEAD ou HDPE); 
3) Polietileno linear de baixa densidade (PELBD ou LLDPE); 
4) Polietileno de ultra-alto peso molecular (PEUAPM ou UHMWPE); 
5) Polietileno de ultra baixa densidade (PEUBD ou ULDPE). 
 
Polímero Características Utilização 
PEBD ou 
LDPE 
 
Apresenta estrutura ramificada; 
Parcialmente cristalino (50-60%); 
Boa tenacidade; 
Satisfatória resistência ao impacto e a algumas soluções 
aquosas (inclusive a elevadas temperaturas); 
Sofre com o ataque de solventes alifáticos, clorados e 
aromáticos; 
Filmes para embalagens industriais e agrícolas, 
brinquedos e utilidades domésticas, revestimentos 
de fios e cabos, dutos e mangueiras. 
 
PEAD ou 
HDPE 
 
É o quarto termoplástico mais vendido no mundo; 
Baixo número de ramificações em sua cadeia (maior 
cristalinidade e densidade); 
Elevada rigidez e resistência à tração se comparado aos 
outros tipos de polietileno. 
Fios, cabos, malhas redes, tubos rígidos, isolamento 
de fios e cabos elétricos, entre outros. 
 
PELBD ou 
LLDPE 
 
Grande capacidade de selagem a quente, desta forma 
podendo ser empregado em embalagens de gêneros de 
primeira necessidade, substituindo o PEBD; 
São conformados por extrusão e por injeção. 
Fraldas descartáveis, recipientes, artigos flexíveis, 
entre outros. 
 
PEUAPM ou 
UHMWPE 
 
Elevada resistência à abrasão, ao impacto e à ação de 
alguns produtos químicos, como álcalis, ácidos, 
solventes, combustíveis, detergentes e oxidantes. 
As moldagens por compressão ou prensagem adequadas. 
Emprego em diversos tipos de indústrias 
(mineração, têxtil, química, alimentícia, bebidas, 
papel e celulose). 
PEUBD ou 
ULDPE 
 
Características diferenciadas em relação ao PELDB: 
Melhores propriedadesópticas; 
Melhor resistência e flexibilidade. 
Resina modificadora, principalmente para 
polietileno o PEAD, PEBD e o polipropileno. 
Quadro 3: Principais características e utilizações do diferentes tipos de Polietileno (PE) 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 7 de 15 
 
Polímero Características Utilização 
Poliestireno (PS) 
 
Material de elevada dureza, rigidez e resistência 
à tração, amolecendo em temperaturas de 90-95 
°C, com baixo custo. 
É inodoro, insípido e atóxico, possuindo 
pequena absorção de umidade. Apresenta 
resistência aos álcalis e é solúvel em ésteres, 
hidrocarbonetos aromáticos e clorados; 
Poliestireno expandido (EPS) → isopor® 
Isolamento térmico, em construções como 
câmaras frigoríficas, no preenchimento de 
juntas de dilatação, nas lajes nervuradas e na 
fabricação de concreto leve. 
Polipropileno (PP) 
 
Polímero termoplástico derivado do gás propeno 
Moderada resistência mecânica 
Boa resistência química 
Atacado por certos compostos halogenados, 
ácido nítrico, hidrocarbonetos aromáticos e 
clorados; 
Fabricação de tubos e conexões rosqueáveis 
e soldáveis para condução de água, bem 
como em fibras empregadas no concreto. 
Minimiza as fissuras de retração plástica em 
pavimentos e aumentar a resistência à tração 
do concreto projetado 
Policloreto de vinila (PVC) 
57% de cloro (NaCl) e 43% do 
eteno (petróleo) 
 
Bom isolante elétrico, térmico e acústico, baixa 
permeabilidade a gases e líquidos, baixo 
consumo de energia para sua fabricação, boa 
resistência à oxidação e à corrosão e baixa 
combustibilidade (é auto- extinguível); 
Boa resistência à degradação química, sendo 
vulnerável a alguns compostos: solventes 
clorados, aromáticos, cetônicos e 
tetrahidrofurânicos. 
Presentes em colas, mastiques, tintas e 
vernizes; 
O PVC extrudado é utilizado para a 
fabricação de tubulações, perfis de janelas, 
revestimentos de cabo e PVC flexível em 
isolamento elétrico devido à baixa 
condutividade. 
Policarbonato (PC) 
Ácido carbônico + bisfenol 
 
Material com boa estabilidade dimensional, 
resistência ao escoamento e às intempéries, 
apresentando uma boa transparência. Possui 
baixa resistência à abrasão, podendo ser 
facilmente riscado 
 
Na Engenharia Civil →substituição do vidro 
em coberturas e fechamentos que exigem 
iluminação natural, principalmente devido às 
suas características de alta resistência ao 
impacto 
(250 vezes maior que o vidro e 50 vezes 
maior que o acrílico) 
Politetrafluoretileno (PTFE) Teflon® → plástico com maior resistência à 
agentes químicos; 
Baixo coeficiente de atrito, bom isolamento 
elétrico, baixa condutividade térmica, excelente 
resistência química (solventes e reagentes), 
propriedades mecânicas satisfatórias mesmo a 
baixas temperaturas. 
Fabricação de mantas (fibra de vidro 
inseridas em uma matriz de PFTE) 
empregadas na construção de 
tensoestruturas. 
produção de esferas, fitas-guia, juntas, selos 
mecânicos, gaxetas, sede de válvulas, etc 
Polimetil metacrilato (PMMA) 
Conhecido como acrílico. 
Apresenta certa semelhança ao vidro; 
Apresenta características ópticas e mecânicas 
superiores ao poliestireno, mas apresenta um 
custo mais elevado. 
 
Toldos, fachadas, coberturas, janelas, 
divisórias, utensílios domésticos e sanitários. 
Poliacetato de vinila (PVA ou 
PVAc) 
 
Material formado pela polimerização do acetato 
de vinila; 
Fracas propriedades mecânicas, não sendo 
adequado para a moldagem de materiais; 
Apresenta uma elevada adesividade. 
Emprego sob a forma de emulsão em tintas 
de interiores e na fabricação de adesivos do 
tipo cola branca. 
 
Quadro 4: Principais características e utilizações de diferentes polímeros termoplásticos. 
 
Polímeros termofixos 
 
São também chamados de termorrígidos. Amolecem e fluem sob dada temperatura e pressão 
adquirindo a forma do molde, com subsequente solidificação. Novas aplicações de temperatura e pressão 
não exercem influência no material, tornando os materiais infusíveis, insolúveis e não recicláveis. 
Normalmente, apresentam maior resistência ao calor que os materiais termoplásticos e são amorfos. Sendo 
os principais tipos: 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 8 de 15 
 
Resinas epóxi (ER) 
 
As resinas não são aplicadas isoladamente, mas necessitam da presença de um catalisador para 
polimerizar o material e ocorrer o endurecimento. O conjunto resina + catalisador é denominado sistema 
epóxi. Os principais tipos de catalisadores são os fenóis, alcoóis, aminas, amidas e ácidos carboxílicos. 
Utilização na Engenharia Civil: injeção de fissuras e trincas, união de aço e concreto em reforços, 
união de concretos com diferentes idades, argamassas para preenchimento de descontinuidades nos 
elementos e como adesivos para união de argamassas e concretos em reparos. 
 
Polidimetil-siloxano (são os silicones) 
 
Podem ser termofixos (quando vulcanizados com peróxido orgânico) ou elastoméricos. 
Principais propriedades: boa resistência elétrica, antiaderência, elevadas resistências químicas e 
térmicas, resistência ao intemperismo, baixa tensão superficial e repelência à água. 
Utilização: juntas de dilatação em concreto, na vedação de esquadrias de alumínio, louças sanitárias e 
janelas. Na fabricação de tintas para melhorar a aderência, a resistência ao fendilhamento, ao risco e à 
abrasão. 
 
Poliamidas - Nome comercial →nylon® 
 
Fios de grande resistência que apresentam boa resistência à tração, resistência química e fácil 
moldagem, com a desvantagem de serem materiais higroscópicos, ou seja, diminuição das suas propriedades 
mecânicas devido ao aumento de volume quando da incorporação de água. Fibras de vidro incorporadas ao 
material minimizam esse efeito 
 
Polímeros elastoméricos 
 
Também denominados de elastômeros ou borrachas. Na temperatura ambiente podem apresentar 
deformações superiores ao seu comprimento original com recuperação elástica total quando a tensão é 
retirada. Estão presentes cadeias com baixa densidade de ligações cruzadas na estrutura do material. Sendo 
os principais tipos: 
 
Borracha Natural (NR – natural rubber) 
 
Não é adequada para o emprego nas Engenharias, devido a ser um material mole e pegajoso com 
pequena resistência à abrasão. 
A vulcanização, que é a adição de moléculas de enxofre ao elastômero sob elevadas temperaturas, 
aumenta o módulo de elasticidade, o limite de resistência à tração e a resistência à degradação por oxidação, 
devido a formação de ligações cruzadas. 
 
Estireno-butadieno (SBR – styrene-butadiene rubber) 
 
É um copolímero aleatório do butadieno estireno, considerado como uma borracha de uso geral. 
Possui boa resistência contra o inchamento na presença de ácidos e bases, mas não resiste quando em 
contato com óleos minerais, graxas de lubrificação, gasolina e hidrocarbonetos alifáticos. 
Na Engenharia Civil, o SBR pode ser empregado na fabricação de concreto polímero, que apresenta 
um aumento de resistência em relação ao concreto convencional de até 50%. 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 9 de 15 
 
Policloropreno (CR) (nomecomercial: neoprene) 
 
Possui boa resistência ao envelhecimento, às intempéries, ao ataque do ozônio e a determinados 
agentes químicos, sendo dificilmente inflamável. Pode ser atacado por hidrocarbonetos clorados, ésteres, 
éter e cetonas. Usos → aparelhos de apoio em pontes, viadutos e em algumas estruturas pré-fabricadas. 
 
Polietileno clorosulfonado (Nome comercial → hypalon®) 
 
É uma borracha sintética obtida através da reação do polietileno com o cloro e o dióxido de enxofre. 
Principais características → resistência ao ataque de diversos compostos químicos, resistência a 
elevadas temperaturas de trabalho (~150°C), baixa inflamabilidade, boa resistência à abrasão e elevada 
resistência ao ozônio. Usos → indústria de mangueiras e revestimentos térmicos soldáveis para reservatório 
e poços de efluentes. 
 
Isobutileno-isopreno - conhecido como borracha butílica 
 
Características: excelente resistência às intempéries e envelhecimento e baixa permeabilidade, 
podendo ser utilizado em uma faixa que varia de -40ºC até +150ºC. Após a vulcanização torna-se termofixo, 
com baixa permeabilidade aos gases e elevada resistência ao intemperismo. Utilização na Engenharia Civil: 
mantas poliméricas para impermeabilização de estruturas. 
 
Utilização dos Materiais Poliméricos 
 
A construção civil é o maior mercado da indústria dos polímeros, o aumento da demanda se deve à 
baixa densidade, alta resistência elétrica, baixa condutividade térmica, boa ductilidade e alta resistência à 
corrosão. Já foram abordadas as principais propriedades dos polímeros e a seguir serão discutidas as 
principais aplicações desses materiais dentro da construção civil. 
Os materiais poliméricos são utilizados em diversas áreas da construção civil: tubulações 
hidrossanitárias e elétricas, materiais de isolamento térmico, fibras, pinturas, adesivos, aparelhos de apoio, 
capas para fios elétricos, tomadas, disjuntores, assentos para vasos sanitários, materiais de 
impermeabilização e outros. 
Dependendo de suas propriedades, um determinado polímero pode ser usado em uma ou mais tipos 
de aplicações. A seguir, estão listadas as principais aplicações dos materiais poliméricos na construção civil. 
 
Tintas, Vernizes, Lacas e Esmaltes: 
 
Podemos citar como funções das pinturas: proteger o material do ambiente, melhorar a aparência e 
proporcionar isolamento elétrico. Muitos dos materiais utilizados nas pinturas são polímeros. 
As tintas são constituídas essencialmente de uma suspensão de polímeros e pigmentos, os quais 
podem ser ativos ou não, em um veículo fluído. 
Os vernizes são soluções de resinas, naturais ou sintéticas, em um veículo (óleo secativo ou solvente 
volátil), os quais são convertidos em uma película transparente ou translúcida, após a aplicação em finas 
camadas 
As lacas são compostas de um veículo volátil, uma resina sintética, um plastificante, grande 
quantidade de pigmento não ativo, um solvente muito ativo e, ocasionalmente, um corante. 
Os esmaltes são obtidos adicionando-se pigmentos aos vernizes ou lacas, resultando numa tinta 
caracterizada pela capacidade de formar um filme extremamente liso. 
 
Estes materiais não são considerados como impermeabilização, sua capacidade de impermeabilizar é 
bastante inferior à dos sistemas normalmente utilizados para esse fim, têm baixa durabilidade, desgastando-
se num tempo relativamente curto. O uso de pinturas é indicado para situações em que possam ser refeitas 
periodicamente. Existem várias pinturas impermeáveis à base de materiais poliméricos base acrílica, PVA, 
poliéster, poliuretano, butílicas, alquídicas, silicones, poliestireno e epóxi. 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 10 de 15 
 
Relação entre a base da pintura e o substrato. 
 
Tipo Aplicação 
Acrílicas: resinas do ácido acrílico ou metacrílico, são 
termoplásticas, estáveis ao calor, luz, agentes químicos e 
água. 
Largo emprego na execução de pinturas 
externas em edificações em geral, além das 
tintas de sinalização horizontal em ruas, 
estradas e pistas de pouso. 
Látex acrílico interior e exterior semi-brilho: são à base de 
látex acrílico estirenado, aditivos, pigmentos orgânicos e 
inorgânicos de dióxido de titânio e cargas selecionadas; 
proporcionam acabamento semi-brilho aveludado com ótima 
resistência em ambientes internos e externos. 
Seu uso é recomendado para quem busca 
obter acabamento de alto desempenho em 
ambientes internos e externos, sobre paredes 
de concreto e alvenaria. 
Esmalte sintético: tem base de resinas alquídicas especiais 
em combinação com pigmentos de alta qualidade; são de 
fácil aplicação, proporcionando ótimo nivelamento, cobertura 
e rendimento, ótima aderência às superfícies, ótimo brilho, 
rápida secagem, ótima flexibilidade e resistências às 
intempéries. 
Recomendado para acabamentos em 
ambientes internos e externos, sobre 
superfícies de madeiras e metais ferrosos, 
para aplicações de fins imobiliários, 
proporcionando excelente alastramento e 
brilhos. 
Látex PVA: resina à base de dispersão aquosa de polímeros 
vinílicos, pigmentos isentos de metais pesados, cargas 
minerais inertes, glicois e tensoativos etoxilados e 
carboxilados. 
Pintura aplicada sobre reboco, massa 
acrílica, texturas, concreto, fibrocimento, 
gesso e superfícies internas de massa 
corrida. 
Acrílica para pisos: resina à base de dispersão aquosa de 
copolímero estireno-acrílico, pigmentos isentos de metais 
pesados, cargas minerais inertes, hidrocarbonetos alifáticos, 
álcoois e tenso-ativos etoxilados e carboxilados. 
Pintura externa e interna de pisos 
cimentados, áreas de lazer, escadas, 
varandas, quadras poliesportivas e outras 
superfícies de concreto rústico, liso ou, 
ainda, para repintura de pisos. 
Tinta a óleo: resina alquídica à base de óleo vegetal semi-
secativo, pigmentos orgânicos e inorgânicos, cargas minerais 
inertes, hidrocarbonetos alifáticos e secantes 
organometálicos; não contém benzeno. 
Superfícies externas e internas de madeira e 
metais. É um produto brilhante, de fácil 
aplicação, boa resistência às intempéries e 
bom alastramento. 
Silicone: tem como base a resina de silicone, apresenta total 
penetração da tinta no substrato poroso, protegendo a 
superfície da água e da sujeira sem deixar uma camada 
visível. 
Utilizada em fachadas de concreto e muros 
ou paredes de tijolos aparentes. 
Vinil-acrílica: mistura os dois tipos de resina (PVA e 
acrílica). 
Indicada para reboco, massa corrida, 
concreto ou gesso. 
Emborrachadas: à base de policloropleno ou neoprene, são 
fornecidas em solução com solventes aromáticos em cores 
escuras (preto, verde, cinza). Necessitam de catalisador para 
aplicação, são resistentes a vários tipos de materiais tais 
como óleos, ácidos, alcoóis, sais etc. e são susceptíveis à 
ação dos raios ultravioletas os quais atuam quebrando as 
cadeias moleculares. 
Utilizadas em ambientes molhados. 
Epóxi: as resinas epóxi, por serem resinas termofixas, têm 
maior resistência mecânica e à abrasão, dada a sua maior 
dureza, do que as resinas termoplásticas. Apresentam grande 
estabilidade frente ao ataque de agentes químicos, uma vez 
que a quebra das ligações fortes e a remoção de plastificantes 
é muito mais difícil. 
Aplicada em substituição dos azulejos, 
como revestimentos de bancadas de 
laboratório e em ambientes industriais, não 
sendo recomendado o seu uso em ambientes 
externos, dado o fato de serem susceptíveis 
ao ataque dos raios ultravioletas.MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 11 de 15 
 
Impermeabilização 
 
Proteção das construções contra a infiltração de água na forma líquida ou na de vapor Os materiais 
poliméricos são, juntamente com os materiais betuminosos, os materiais mais utilizados nos serviços de 
impermeabilização. Os principais materiais que possuem polímeros em sua composição utilizados em 
impermeabilização são: 
 Concretos, argamassas ou cimentos modificados com polímeros, 
 Membranas acrílicas e poliméricas, e 
 Mantas poliméricas 
 
Adesivos 
 
São substâncias usadas para colar as superfícies de dois materiais sólidos, produzindo uma junta com 
elevada resistência ao cisalhamento. Os materiais poliméricos usados como adesivos são os epóxis, 
elastômeros, acrílico, poliuretano e adesivos naturais (cola animal, caseína, amido e rosina). Sua principal 
desvantagem é a limitação da temperatura de serviço. 
 
Adesivos estruturais à base de epóxi: Pastas ou líquidos obtidos pela mistura de dois componentes, 
um catalisador e uma resina à base de epóxi, que reagem entre si, proporcionando aderência das partes que 
se quer colar. Apresentam grande dureza e adesão às mais variadas superfícies tais como: o concreto, o aço, 
o alumínio, o vidro, a cerâmica, a madeira, etc. 
 
Adesivos à base de elastômeros (borrachas) e acrílico: Solventes que permitem a mobilidade das 
moléculas do adesivo. Proporcionam grande aderência de chapiscos e argamassas aos mais diversos 
substratos. 
 
Adesivos à base de poliuretano: Monocomponentes, tixotrópicos prontos para uso, ativados por 
agentes externos. Utilizados para realizar colagens flexíveis, reparos de azulejos, cubas de pia, espelhos, 
etc... 
 
Películas 
 
Possuem espessuras entre 0,025mm e 0,125 mm. São fabricadas e usadas como “lona plástica” e 
sacos para proteção e embalagem de produtos da construção civil. 
Características importantes: baixa densidade, alto grau de flexibilidade, elevados limites de 
resistência à tração e resistência à ruptura, resistências aos ataques da umidade e de outros produtos 
químicos e baixa permeabilidade a alguns gases, especialmente o vapor de água. 
Polímeros utilizados: O polietileno, o polipropileno, o celofane e o acetato de celulose 
 
 
Fibras Poliméricas 
 
Estruturas alongadas de origem natural ou sintética que, agrupadas unidirecionalmente, apresentam e 
atribuem aos compósitos maior resistência à tração. Os polímeros em fibras são estirados na forma de longos 
filamentos com uma relação comprimento-diâmetro de pelo menos 100:1. Sua maior utilização é na 
indústria têxtil. Nos últimos anos tem sido cada vez maior a utilização de concretos com fibras 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 12 de 15 
 
Fibras para Concretos 
 
O concreto reforçado com fibras é um material feito com cimento Portland, agregados e fibras 
descontínuas misturadas, que vem sendo utilizado desde 1960, conhecido como fibrocimento. 
Outros tipos de fibras como fibras de aço, polipropileno, carbono, vidro, náilon, celulose, acrílico, 
polietileno, madeira, sisal, etc também são utilizadas para aumentar a ductilidade do concreto. As mais 
utilizadas são as de aço, polipropileno e náilon, sendo a fibra de polipropileno a fibra polimérica mais 
utilizada em concretos. 
As fibras de náilon para reforço de concreto são utilizadas em misturas de argamassa e gesso. 
Estes concretos podem ser usados na execução de pavimentos rígidos, pavimentação de pontes, 
estradas, aeroportos, concreto projeto para revestimento de túneis, pisos industriais, estacionamentos, obras 
hidráulicas e para estabilização de taludes. 
 
Aditivos Químicos 
 
Modificam certas propriedades do material fresco ou endurecido. Porém devem ser usados com 
muito cuidado, porque podem ocorrer efeitos secundários indesejáveis e porque a dosagem influi muito no 
resultado. 
São largamente utilizados no preparo de concretos, argamassas e caldas de cimento. E a tendência 
crescente da utilização dos aditivos é devido a melhoria da relação custo-benefício com a utilização desses 
materiais. 
 
Vários tipos de aditivos para concreto têm sua composição baseada em polímeros: 
 
 Aditivos aceleradores de pega 
 Aditivos plastificantes e superplastificantes 
 Incorporadores de ar 
 Desmoldantes 
 Outros 
 
Mástiques ou Selantes 
 
Composições pastosas usadas para calafetar juntas de dilatação, fissuras, furos etc, Suas propriedades 
principais devem ser ductilidade, elasticidade e aderência. 
Tipos de mástiques à base de materiais poliméricos: Resina alquídica, acrílica, silicone, poliuretano, 
borracha clorada (Figura 7) e polisulfeto, dentre outros. 
 
 
Figura 7: Selante à base de Borracha Clorada em junta de dilatação 
 
 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 13 de 15 
 
Materiais para Reabilitação de Estruturas de Concreto 
 
Utilizados para reparos, recuperações e reforços de estruturas de concreto, são materiais poliméricos 
ou que possuam polímeros nas suas composições. Os polímeros mais encontrados na composição de 
argamassas, grautes e concretos empregados nos materiais de reparo são o acrílico, o SBR (Borracha de 
Estireno Butadieno), o epóxi e o PVA. 
Para injeção de fissuras passivas das estruturas de concreto é usado o epóxi e natas de cimento 
aditivadas com plastificantes ou superplastificante. Os adesivos empregados na união de concreto velho com 
o material de reforço são resinas epóxi ou acrílica. E as argamassas de reparo ou reforço projetadas são 
emulsões de base acrílica ou SBR. 
 
Eletrodutos e Materiais Elétricos 
 
Os Materiais Poliméricos para fabricação de eletrodutos e materiais elétricos devem ter alta 
resistência elétrica e serem isolantes elétricos. Os tipos de polímeros utilizados são: PVC, o polietileno, o 
poliéster, a poliamida, o formaldeído, as alquídicas, o poliestireno, as acrílicas, dentre outras. 
 
Principais polímeros: 
 
 Cloreto de polivinila (PVC) (maior número de aplicações na construção civil devido ao baixo 
custo) ou de polietileno de alto impacto. 
 
 
(a) (b) 
Figura 8: Exemplos de produtos em PVC utilizados (a) na fabricação de canaletas de embutir fiação elétrica (cortesia 
da Pial Legrand) e (b) para revestimentos de fios elétricos, identificado como item 2 (cortesia da Reiplas). 
 
 Resinas poliésteres utilizadas em conectores, carretéis de bobinas e outros componentes 
elétricos. 
 Polietileno de alto impacto utilizados em eletrodutos flexíveis (estrutura anelar encontrados 
em rolos de 50 e 25 metros (Figura 9). 
 
Figura 9: Eletrodutos flexíveis de Polietileno de alta densidade (cortesia da Fortilit) 
 
 Resinas à base de poliamida (náilon) e acrílicas utilizadas em transformadores, relés, motores 
e outros componentes elétricos. 
 
 Os poliestirenos são os materiais elétricos mais econômicos, tais como tampas de caixas de 
passagem elétricas, interruptores, tomadas, entre outros (Figura 10). 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 14 de 15 
 
Figura 10 - Poliestireno utilizado na fabricação de espelhos etomadas elétricas. 
 
 
 
 
Tubulações e Conexões Hidrosanitárias 
 
Cloreto de Polivinila (PVC) é o polímero que é mais utilizado, possui inúmeras vantagens sobre as 
canalizações metálicas tais como baixo preço, facilidade de manuseio, imunidade à ferrugem e economia de 
mão-de-obra (Figura 11a). 
 
Poliestireno de alta densidade: possuem alta tenacidade, alguns tipos de conexões de material 
sanitário e, também assentos de vaso sanitário, maciços, inquebráveis e inalteráveis à ação de ácidos ou 
corrosivos (Figura 11b). 
 
 
(a) (b) 
Figura 11: Exemplos de (a) tubulação hidrossanitária de PVC (cortesia da Duro Tubos) e (b) Poliestireno de alta 
densidade utilizado na fabricação de assentos sanitários. 
Espumas 
 
Materiais plásticos muito porosos 
Espumação: 
Inclusão de um agente de insuflação: Mediante aquecimento, se decompõem com a liberação de um 
gás, bolhas de gás são geradas e com o resfriamento permanecem na forma de poros, dando origem a uma 
estrutura tal qual uma esponja. 
 
Polímeros comumente submetidos à espumação: o poliuretano, o polietileno, a borracha, o 
poliestireno e o cloreto de polivinila (PVC), usadas geralmente como almofadas em automóveis e mobílias, 
como embalagens e como isolante térmico. 
Espuma rígida de poliuretano: Usadas em marcenarias e em peças ornamentais 
O poliuretano e o poliestireno podem formar espumas flexíveis usadas como material de base em 
revestimentos e também em juntas de dilatação 
Espumas rígidas de PVC de alta densidade: extrudadas em vários perfis, usadas principalmente em 
substituição à madeira. 
Espuma flexível à base de poliuretano: Material de isolamento de tubulações de ar-condicionado 
(Figura 12) 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II 
Obs.: Material de apoio complementar, não substitui a bibliografia básica. Página 15 de 15 
 
Figura 12: Espuma rígida de Poliuretano utilizada como proteção e isolamento de tubulações de ar-condicionado. 
 
Aparelho de Apoio Elastomérico 
 
Neoprene: Elastômero ou borracha sintética que apresenta qualidades excepcionais de resistência à 
ação do ozônio, das intempéries, da luz solar e do calor, não alterando suas condições de elasticidade e 
aderência sob condições diversas (Figura 13) 
 
Figura 13: Placa de Neoprene utilizada como aparelho de apoio de pontes, indicada pelas setas. 
 
Coberturas 
 
Telhas onduladas de poliéster (fiberglass) são chapas de poliéster reforçados por fibras de vidro. 
Juntamente com as telhas de policarbonato e acrílico propiciam um aproveitamento melhor da luz natural e 
uma economia de energia elétrica. Elas são recomendadas para todas as aplicações onde se requeira 
iluminação natural com baixo custo, tais como coberturas industriais, comerciais, residenciais, esportivas, 
fechamentos laterais, tipo “sheds”, bem como ambientes confinados como banheiros e corredores de 
circulação (Figura 14). 
 
Figura 14 - Fiberglass utilizada para iluminação (cortesia da Fiberplastic) 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ISAIA, G. C. Materiais de construção civil e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. São Paulo: 
IBRACON, 2007. Volume 2, páginas 1263 à 1291. 
 
CALLISTER, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002.