Trabalho - polímeros

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E MECÂNICA 
MEC111– CIÊNCIA E TECNOLOGIAS DOS MATERIAIS 
Prof. Joseph Kalil Khoury Junior !!
 
 
 
 
POLÍMEROS 
 
 
 
 
!
!
 
Gustavo Leite Milião - 73523 
Morgana Gomes Chaves Lucas - 78298 
Thamires Benevenuto - 71226 !
 
 
 
 Viçosa 
Maio, 2017 
SUMÁRIO 
!
1. Introdução 1 
2. Revisão Bibliográfica 1 
2.1. Propriedades químicas 1 
2.2.Classificação 2 
2.2.1. Classificação quanto à ocorrência 2 
 2.2.1.1. Polímeros Naturais 2 
2.2.1.2. Polímeros Seminaturais 2 
2.2.1.3. Polímeros Sintéticos 2 
2.2.2. Classificação quanto às unidades estruturais presentes 2 
2.2.3. Classificação quanto à estrutura química da molécula 3 
 2.2.3.1. Termoplásticos 3 
2.2.3.2. Termofixos 4 
2.2.4. Classificação quanto ao método de polimerização 4 
2.2.4.1. Polímeros de adição 4 
2.2.4.2. Polímeros de condensação 5 
2.3. Cristalinidade 5 
2.4. Propriedades que caracterizam os materiais 6 
2.4.1. Propriedades físicas 6 
2.4.2. Propriedades mecânicas 6 
2.5 Aplicações 8 
2.5.1 Plásticos 8 
2.5.2 Elastômeros 9 
2.5.3 Fibras 10 
2.5.4 Revestimentos 10 
2.5.5 Adesivos 10 
2.5.6 Filmes 11 
2.5.7 Espumas 11 
2.6 Processos de fabricação 11 
2.6.1 Processos de polimerização 11 
2.6.2 Técnicas de conformação para plásticos 12 
3. Conclusão 14 
4. Referências Bibliográficas 15 
1. Introdução 
!
Nas últimas décadas, a descoberta dos polímeros permitiu que materiais 
como aço, vidro e a madeira fossem substituídos em diversas aplicações, isso se 
deve ao seu potencial estrutural e ao auxílio da redução de custos nas cadeias 
produtivas, uma vez que os polímeros podem ser encontrados na natureza ou 
sintetizados a um baixo custo. 
O termo polímero têm origem grega e, como o próprio nome indica, significa 
poli (muitos) e mero (unidade de repetição), isto é, os polímeros são materiais que 
possuem muitas unidades de repetição. 
CANEVAROLO JUNIOR (2006) definiu os polímeros como moléculas de 
massa molar elevada que são formadas por unidades estruturais de repetição 
menores, denominadas monômeros, estes por sua vez podem ser iguais ou de tipos 
diferentes e encontram-se unidos uns aos outros por ligações covalentes, 
resultantes de reações de adição ou de condensação consecutivas. 
Este trabalho tem por finalidade fazer um estudo bibliográfico sobre os 
polímeros, abordando, principalmente, seus aspectos físicos, químicos e mecânicos, 
bem como sua classificação, aplicação e processo de fabricação. 
!
2. Revisão Bibliográfica 
2.1. Propriedades químicas 
Os polímeros são compostos orgânicos, constituídos basicamente por 
moléculas de carbono e hidrogênio, mas também podem conter outros elementos 
não metálicos em sua estrutura, como o nitrogênio, o oxigênio e o enxofre. As 
reações que promovem a junção de seus monômeros são chamadas de reações de 
polimerização e para que esta ocorra é necessário que cada molécula apresente 
pelo menos dois sítios ativos de ligação, permitindo assim o crescimento da cadeia 
do polímero (CANEVAROLO JUNIOR, 2006). 
Os polímeros podem ser divididos em plásticos, borrachas e fibras, a 
depender do tipo de monômero (estrutura química), da quantidade média de meros 
por cadeia e do tipo de ligação covalente promovida durante a polimerização. 
!
�1
2.2.Classificação 
Os polímeros podem ser classificados de acordo com as unidades estruturais 
presentes, a estrutura química da molécula e o método de crescimento da cadeia 
polimérica. Também vamos considerar sua classificação quanto à ocorrência. 
 
2.2.1. Classificação quanto à ocorrência 
 2.2.1.1. Polímeros Naturais 
São a maioria das substâncias encontradas na natureza, ou seja, proveniente 
de animais e vegetais. Entre estas podemos compreender a borracha natural, 
celulose,proteínas e polissacarídeos como o amido (MANO & MENDES, 2004). 
 
2.2.1.2. Polímeros Seminaturais 
São provenientes do tratamento químico dos polímeros naturais, 
modificando assim suas propriedades em relação à substância original. Exemplos 
de polímeros seminaturais são as dextrinas que são obtidas a partir de amidos 
(MANO & MENDES, 2004). 
 
2.2.1.3. Polímeros Sintéticos 
Estão associados aos materiais criados por processos de polimerização 
controlados pelo homem, que apresentam propriedades muito diferentes dos 
produtos encontrados na natureza. (MANO & MENDES, 2004). Um exemplo de 
polímero sintético é o politereftalato de etileno, conhecido popularmente como PET. 
 
2.2.2. Classificação quanto às unidades estruturais presentes 
 Esse tipo de classificação está relacionado aos tipos de monômeros 
envolvidos na formação da cadeia polimérica e classifica os polímeros como 
homopolímeros ou copolímeros. Segundo MANO & MENDES (2004), os 
homopolímeros são aqueles que sua estrutura é formada por apenas uma espécie 
de monômero envolvido, enquanto que os copolímeros apresentam duas ou mais 
unidades de repetição dentro da mesmacadeia polimérica. 
�2
Além dessa classificação, há ainda uma terceira categoria de polímeros que 
são oriundos de misturas entre cadeias poliméricas que são denominadas blendas 
poliméricas. Nestas, os polímeros são combinados a fim de obter-se um material 
novo com propriedades distintas das originais (MANO & MENDES,2004). 
 
2.2.3. Classificação quanto à estrutura química da molécula 
Esse tipo de classificação está relacionado com as características 
tecnológicas nos processos de fabricação dos polímeros e define estes como sendo 
termoplásticos ou plásticos e termofixos. 
Segundo MANO & MENDES (2004), os polímeros que permitem fusão por 
aquecimento e solidificação por resfriamento, em um processo reversível, são 
chamados de termoplásticos, enquanto que os materiais poliméricos que por 
aquecimento ou qualquer outra forma de tratamento assumem estruturas com 
ligações cruzadas, tornando-se insolúveis e infusíveis, são denominados termofixos. 
 
 2.2.3.1. Termoplásticos 
 O termo plástico vem da palavra grega “plastikus” que significa material 
adequado à moldagem. Os termoplásticos são materiais que, embora sólidos à 
temperatura ambiente em seu estado final, quando aquecidos acima da temperatura 
de “amolecimento” tornam-se passíveis de serem moldados por ação isolada ou 
conjunta de calor e pressão (MANO E MENDES, 2004). 
Em sua maioria, são constituídos de cadeias principais lineares ou com 
diferentes níveis de ramificação. Apresentam átomos de carbono ligados por 
ligações covalentes, mas também podem apresentar átomos de nitrogênio, oxigênio 
ou enxofre em sua estrutura. As cadeias por sua vez estão ligadas entre si por 
ligações secundárias, que são rompidas quando aquecidas e aproximadas quando 
resfriadas, permitindo assim que tais polímeros possam ser submetidos a 
reciclagem (SMITH,1998). 
Segundo SMITH (1998), os termoplásticos mais comumente encontrados 
apresentam as seguintes características: baixa densidade, baixa resistência à 
tração, relativa resistência a impactos, sensíveis ao entalhe, capacidade de 
isolamento elétrico, resistência à corrosão e ataque químico. Alguns exemplos de 
�3
polímeros termoplásticos são o Polipropileno (PP), o Polietileno (PE), o 
Politereftalato de Etileno (PET), o policloreto de vinila (PVC) e o poliestireno (PS). 
!
2.2.3.2. Termofixos 
Os termofixos são polímeros que não apresentam amolecimento com o 
aumento da temperatura. A este fato podemos atribuir às ligações covalentes 
cruzadas entre as cadeias poliméricas. Ao aquecer esse tipo de polímero, ele se 
converte à sólidos cada vez mais rígidos que os originais, resultante da cura por 
reações químicas que fornecem novos cruzamentos à estrutura (MANO & 
MENDES, 2004). 
SMITH (1998) afirma que, assim como os termoplásticos, estes polímeros 
também podem apresentar átomos de nitrogênio, oxigênio e enxofre em sua 
estrutura e apresentam as seguintes características: elevada rigidez e estabilidade 
térmica, resistência à deformação sob carga, baixo peso, propriedades de 
isolamento térmico e elétrico, densidade superior a outros materiais plásticos e 
baixa resistência à tração. 
Como exemplos de polímeros termofixos temos os poliésteres insaturados, 
resinas epóxi, resinas fenólicas, etc. 
 
2.2.4. Classificação quanto ao método de polimerização 
 Este tipo de classificação estabelece como critério o mecanismo de reação 
envolvido no crescimento da cadeia polimérica, sendo estes a polimerização por 
crescimento em cadeia, também conhecido como polimerização por adição, e a 
polimerização em etapas, conhecida como polimerização por condensação. 
(CANEVAROLO JUNIOR, 2006). 
!
2.2.4.1. Polímeros de adição 
São formados a partir da polimerização por crescimento em cadeia. Esse tipo 
de reação é caracterizada pelo consumo lento de monômeros e formação de 
polímeros de elevada massa molar. A reação de polimerização é realizada em três 
etapas, em que primeiramente ocorre a formação de espécies reativas; em seguida 
a espécie reativa gerada incorpora moléculas monoméricas à mesma para a 
�4
formação da cadeia polimérica; e finalmente há a desativação do sítio ativo, 
interrompendo a incorporação de mais monômeros (MANO & MENDES, 2004). 
 
2.2.4.2. Polímeros de condensação 
São polímeros formados a partir da polimerização em etapas. Esse tipo de 
reação consiste no consumo rápido de monômeros e formação de subprodutos para 
cada ligação formada na cadeia (CANEVAROLO JUNIOR, 2006). 
Nesse tipo de reação os grupos funcionais reativos existentes nos materiais 
iniciais são condensados e ocorre a eliminação de moléculas de baixa massa 
molecular, como a água. Neste processo o mecanismo é único e não mais em três 
etapas como na reação de adição e são formados polímeros com elevada massa 
molar. (MANO & MENDES, 2004) 
!
2.3. Cristalinidade 
 Em relação à estrutura dos polímeros, estes podem ser classificados como 
amorfos ou semicristalinos. Segundo CALLISTER (2002), por causa de seu 
tamanho e de sua frequente complexidade, os polímeros são parcialmente 
cristalinos, apresentando regiões cristalinas dispersas no material amorfo restante. 
 Quando a forma do polímero aproxima-se de um fio enovelado, sendo a 
distância entre as extremidades da cadeia muito menor que o seu comprimento, 
essa estrutura não apresenta uma ordem estrutural, sendo assim considerada 
amorfa. Exemplos de polímeros amorfos são os poliestirenos, bem como todos os 
polímeros termofixos e 40% dos termoplásticos. Os polímeros amorfos apresentam-
se transparentes e possuem rigidez e fragilidade semelhantes ao vidro (MANUAL 
DO PROFESSOR, 2017) 
 Em contrapartida, os polímeros que apresentam alinhamento de parte de 
suas cadeias em relação às outras, formando uma estrutura organizada, as zonas 
cristalinas, que encontram-se interiorizadas nas zonas amorfas, são denominados 
polímeros semicristalinos. A cristalinidade confere aos polímeros maiores 
densidades e resistências e menores durezas. Exemplos de polímeros deste tipo 
são o polietileno, o polipropileno e as poliamidas, que possuem moléculas em maior 
parte lineares, pouco ramificadas e sem grupos laterais volumosos (MANUAL DO 
PROFESSOR, 2017) 
�5
 Segundo CALLISTER (2002), o grau de cristalinidade dos polímeros depende 
da taxa de resfriamento durante a solidificação , em que nesse processo as cadeias 
adquirem uma conformação ordenada após um determinado tempo de 
processamento. 
!
2.4. Propriedades que caracterizam os materiais 
 A performance adquirida por todo e qualquer material, inclusive os polímeros, 
está estritamente relacionada com uma série de características significativas que 
são classificadas em: propriedades físicas e mecânicas (MANO, 1991). 
!
2.4.1. Propriedades físicas 
De acordo com MANO (1991), as propriedades físicas são aquelas que não 
alteram molecularmente a estrutura dos materiais. Dentre estas, pode-se citar as 
propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e óticas. A avaliação dessas 
propriedades é determinada por meio de protocolos descritos nas normas de cada 
país. No caso do Brasil, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o 
órgão responsável pela elaboração desses protocolos. 
!
2.4.2. Propriedades mecânicas 
As solicitações mecânicas aplicadas aos polímeros são as principais formas 
de se caracterizar as propriedades mecânicas desses materiais. Assim como em 
diversos outros materiais, nos metais, por exemplo, os testes mecânicos aplicado 
aos polímeros são, principalmente, as tensões e deformações. A forma como os 
polímeros responderão a estes testes depende da estrutura química, temperatura, 
tempo econdições de processamento a que esses materiais foram submetidos. 
Além disso, é necessário que ocorram algumas modificações em relação às 
técnicas de ensaio aplicadas aos metais, em especial para materiais que 
apresentam alta elasticidade, como é o caso das borrachas (CANEVAROLO, 2004). 
As propriedades mecânicas dos polímeros podem ser avaliadas de forma 
estática ou dinâmica, atingindo-se ou não a ruptura do corpo de prova. Propriedades 
como módulos de elasticidade, tensão e deformação no escoamento, tensão 
máxima, entre outros parâmetros são medidos sem a necessidade de ruptura do 
�6
material. Entretanto, resistência ao impacto, tensão e deformação de ruptura, 
número de ciclos de vida sob fadiga, etc., são parâmetros determinados no limite da 
resistência destrutiva do polímero. 
A partir dos ensaios mecânicos aplicados aos polímeros, é possível observar 
três tipos de comportamento tensão deformação, como pode ser visualizado na 
Figura 1 
!
Figura 1 - Comportamento tensão-deformação de polímeros. 
Fonte - CALLISTER, 2002. !
Como pode-se observar, a curva representada em A é característica de 
polímeros frágeis, que sofrem fratura enquanto se deformam elasticamente. A curva 
B, por sua vez, demonstra o comportamento apresentado por polímeros plásticos, e 
é bem semelhante àquele apresentado pelos metais. Por fim, o comportamento 
apresentado pela curva C é característico de materiais totalmente elásticos, como é 
o casa das borrachas (um tipo de elastômero). 
A viscoelasticidade é uma característica típica dos polímeros e é definida 
como o fenômeno pelo qual o polímero apresenta características de um fluido e de 
um sólido ao mesmo tempo. Este fenômeno é causado pela estrutura molecular dos 
polímeros. 
A fluência e relaxação de tensão de polímeros são importantes 
características desse tipo de material. Ambas estão fortemente atreladas à 
dependência das propriedades mecânicas dos polímeros com o tempo. O fenômeno 
de fluência é caracterizado pela capacidade do polímero se deformar continuamente 
quando submetido a um peso constante (tração, compressão ou flexão). A relaxação 
de tensão é o fenômeno no qual a amostra polimérica é deformada rapidamente e 
�7
mantida sob deformação constante, e a tensão aplicada para manter essa 
deformação diminui com o tempo (CANEVAROLO, 2004). 
Fatores como o peso molecular, o grau de cristalinidade, a pré-deformação 
por estiramento e o tratamento térmico exercem forte influência nas propriedades 
mecânicas dos polímeros. 
!
2.5 Aplicações 
 O uso de um polímero depende de suas propriedades e pode ser utilizado em 
diferentes aplicações, entre elas embalagens, utensílios domésticos, 
eletrodomésticos, automóveis, indústrias de brinquedos, peças para a indústria 
química, mecânica e elétrica, além de materiais de consumo geral. 
Os polímeros podem ser classificados de acordo com sua finalidade, 
incluindo os plásticos, os elastômeros (ou borrachas), as fibras, os revestimentos, 
os adesivos, as espumas e os filmes (CALLISTER, 2002). 
!
2.5.1 Plásticos 
Os plásticos fazem parte da classe de polímeros mais numerosa e 
diversificada. Possuem diferentes propriedades, havendo plásticos com elevada 
rigidez e fragilidade, enquanto outros são flexíveis. Podem ser termoplásticos ou 
termofixos, entretanto, devem ser empregados abaixo da sua temperatura de 
transição vítrea, ou abaixo da sua temperatura de fusão, ou ainda possuir ligações 
cruzadas suficientes para manter as suas formas (CALLISTER, 2002). 
Apesar da existência de uma grande variedade de plásticos, apenas cinco 
deles representam cerca de 90% do consumo nacional, entre eles temos: 
■ Polietileno (PE): termoplástico de aspecto ceroso, geralmente 
translúcido, mas transparentes sob a forma de filmes. Apresenta boa 
resistência química, tenacidade e moderada resistência à tração. 
Utilizados na forma de filmes e embalagens para as indústrias de 
alimentos e química. 
■ Polipropileno (PP): apresenta baixa resistência ao impacto, 
principalmente à baixas temperaturas, baixa permeabilidade a gases 
em geral, resistência à distorção térmica e à fadiga. São utilizados 
�8
para filmes para embalagens, garrafas esterilizáveis, gabinetes para 
televisores, entre outros. 
■ Poliestireno (PS): termoplástico rígido, duro e transparente. 
Apresentam boa moldabilidade, boa estabilidade dimensional, boas 
propriedades de isolamento elétrico, fácil pigmentação e boa 
resistência química. É muito usado como material para moldagem, 
principalmente em materiais descartáveis. Alguns exemplos de 
utilização são em azulejos, caixas de baterias, painéis de iluminação 
interna e carcaças de utensílios. 
■ Policloreto de vinila (PVC): polímero sintético obtido a partir da 
polimerização por adição do cloreto de vinila. Sem aditivos possui 
baixa resistência ao impacto, então pode-se adicionar resinas ou 
agente plastificantes. No primeiro caso produz-se o PVC rígido 
utilizado na fabricação de caixas, telhas, molduras de janelas e outros. 
No segundo caso, o PVC se torna mais flexível e com maior 
capacidade de deformação, sendo utilizado na fabricação de tubos 
flexíveis, luvas, sapatos, fitas de vedação, capas de chuva, estofados 
para sofás, cortinas, chuveiros, entre outros. 
■ Politereftalato de Etileno (PET): polímero sintético obtido a partir da 
polimerização por condensação do monômero tereftalato de etileno, 
semi-cristalino, possui alta força mecânica, boa resistência química, 
peso leve, excelente claridade e boa propriedade de barreira. É estável 
a uma ampla faixa de temperatura (-60 – 220 °C). Por isso, o PET 
pode ser usado para produtos boil-in-the-bag que são armazenados 
congelados antes de serem reaquecidos. Seu primeiro uso em larga-
escala foi em garrafas para bebidas carbonatadas. Uma desvantagem 
do PET é sua baixa resistência à fusão. Possui uma estreita faixa de 
temperatura de fusão. 
!
2.5.2 Elastômeros 
São polímeros que apresentam maior flexibilidade em função de uma maior 
liberdade dos movimentos das cadeias moleculares, possuindo assim alta 
capacidade de deformação elástica quando sujeitos a esforços mecânicos baixos. 
�9
Suas propriedades são muito diferentes dos polímeros termofixos, embora possuam 
uma estrutura muito semelhante a estes e diferente dos termoplásticos. 
A borracha natural é bastante utilizada em função de suas características. É 
empregada em pneus e sistemas de amortecimento, além de ser utilizada na forma 
de látex na fabricação de luvas cirúrgicas e preservativos. 
O elastômero sintético mais importante é o SBR (copolímero estireno-
butadieno). Possui excelente resistência à abrasão, não possui resistência a óleos, 
ozônio ou intempéries e boas propriedades elétricas. É utilizado nas mesmas 
aplicações que a borracha natural (CALLISTER, 2002). 
!
2.5.3 Fibras 
As fibras são polímeros em que a razão entre o comprimento e as dimensões 
laterais é muito elevada. Para a fabricação das fibras os polímeros são estirados na 
forma de longos filamentos. São utilizadas na indústria têxtil ou empregadas em 
materiais compósitos. Devem ter muitas propriedades físicas e químicas para 
garantir sua boa performance em uso, pois sofrem comumente estiramentos, 
torções, cisalhamentos e abrasões. Portanto devem ser resistentes à tração e à 
abrasão, possuir elevado módulo de elasticidade e boa estabilidade química 
(CALLISTER, 2002). 
!
2.5.4 Revestimentos 
 Os revestimentos são empregados para proteger outros materiais contra a 
corrosão ou deterioração, para melhorar a aparência, e/ou promover isolamento 
elétrico. Alguns polímeros utilizados em revestimentos são tintas, vernizes, esmaltes 
e gomas (CALLISTER,2002). 
!
2.5.5 Adesivos 
Os adesivos são utilizados para unir as superfícies de dois materiais via 
ligação mecânica ou ligação química. Dentre os polímeros sintéticos utilizados como 
adesivos estão: poliuretanas, polissiloxanos (silicones), epóxis, poliimidas, acrílicos 
e materiais à base de borracha. As características desejáveis desses compostos 
�10
são elevadas resistências ao cisalhamento, escamação e fratura (CALLISTER, 
2002). 
!
2.5.6 Filmes 
Os polímeros possuem grande aplicação na forma de filmes finos. São 
utilizados na forma de embalagens na indústria alimentícia, como produtos têxteis 
entre outros. Devem possuir baixa massa específica, alto grau de flexibilidade, 
elevados limites de resistência à tração e ao rasgamento, além de resistência à 
umidade e à produtos químicos e baixa permeabilidade a gases, principalmente ao 
vapor d’água (CALLISTER, 2002). 
!
2.5.7 Espumas 
 As espumas são plásticos que possuem pequenos poros e bolhas de gás 
aprisionados em sua estrutura em proporção elevada. São utilizados poliuretano, 
borracha, poliestireno e cloreto de polivinila com aplicações em almofadas em 
automóveis e mobílias, em embalagens e em isolamentos térmicos (CALLISTER, 
2002). 
!
2.6 Processos de fabricação 
2.6.1 Processos de polimerização 
 O processo de polimerização pode ocorrer por adição ou por condensação. 
De acordo com SMITH (1998), existem diferentes métodos de polimerização, os 
mais importantes são: 
■ Polimerização em solução: O monômero é dissolvido em um solvente não 
reativo em presença de catalisador, a reação libera calor que é absorvido pelo 
solvente, então a velocidade da reação diminui. 
■ Polimerização em volume: O ativador e o monômero são misturados em um 
reator, o qual é aquecido e resfriado conforme as determinações do processo. 
O processo em volume é utilizado em reações de polimerização por 
condensação devido ao baixo calor da reação. 
�11
■ Polimerização em emulsão: O emulsificante é adicionado ao monômero 
promovendo sua dispersão em forma de partículas muito pequenas. Este 
processo ocorre em água. 
■ Polimerização em suspensão: O monômero e o catalisador são misturados, 
então essa mistura é dispersa em suspensão aquosa. O calor liberado pela 
reação é absorvido pela água. Depois de ocorrido a polimerização o produto 
polimerizado é separado e seco. 
A Figura 2 representa o esquema dos processos de polimerização descritos 
anteriormente.	
!
Figura 2 - Polimerização em volume, em solução, em suspensão e em emulsão respectivamente. 
Fonte - Smith, 1998. 
 !
2.6.2 Técnicas de conformação para plásticos 
 De acordo com CALLISTER (2002), os produtos plásticos podem ser 
moldados por vários processos de transformação, onde as diversas resinas 
poliméricas em formato de grânulos, pó ou líquidos, depois de aquecidas e/ou 
catalisadas, podem ser processadas pelos métodos de: 
■ Compressão: O polímero e os aditivos são misturados e colocados entre os 
elementos macho e fêmea do molde, conforme Figura 3. Ambas as partes são 
aquecidas e o molde se fecha, com a movimentação de apenas uma das 
partes. A seguir são aplicados calor e pressão, tornando o plástico viscoso e 
fazendo com que escoe para se ajustar à forma do molde. 
■ Transferência: É uma variação da moldagem por compressão, utilizado para 
polímeros termofixos e peças com geometria complexa. As matérias-primas 
sólidas são primeiramente fundidas em uma câmara de transferência 
aquecida. A seguir o material é injetado no interior da câmara do molde, onde 
a pressão é distribuída uniformemente. 
!
�12
Figura 3 - Equipamento para moldagem por compressão 
Fonte - Callister, 2002. !
■ Injeção: É o método mais utilizado para materiais termoplásticos. A 
quantidade adequada de material é adicionada ao cilindro via moega de 
alimentação com o auxílio de um êmbolo ou pistão. A seguir o material segue 
para uma câmara de aquecimento, onde é forçado ao redor de um espalhador 
de modo a garantir um melhor contato com a parede aquecida. Nesse 
momento o material se funde e forma um líquido viscoso que é impelido 
através de um bico injetor para a cavidade do molde. A pressão é mantida até 
o material se solidificar. Um exemplo de equipamento para moldagem por 
injeção é mostrado na Figura 4. 
!
Figura 4 - Equipamento para moldagem por injeção 
Fonte - Callister, 2002. !
■ Extrusão: É utilizado para a moldagem de materiais termoplásticos viscosos 
de segmentos contínuos com seção transversal de geometria constante. O 
material é colocado em uma moega de alimentação que transfere o material 
para uma rosca sem fim, onde o material peletizado é transportado através de 
�13
uma câmara. Nessa câmara o material é sucessivamente compactado, 
fundido e conformado como uma carga contínua de um fluido viscoso. 
Conforme a massa fundida é forçada através de um orifício na matriz, o 
material é extrusado. A seguir, com o auxílio de sopradores de ar, borrifo de 
água ou por um banho o material é solidificado. Um exemplo de equipamento 
para moldagem por extrusão é mostrado na Figura 5. 
 
Figura 5 - Diagrama esquemático de uma extratora 
Fonte - Callister, 2002. !
■ Sopro: Na moldagem por sopro um tubo de plástico aquecido chamado de 
pré-forma ou parison é injetado no molde, então fecha-se o molde prendendo-
se as extremidades do tubo e este é soprado com ar comprimido para tomar a 
forma do molde. Após o resfriamento, o molde se abre e a peça é ejetada. 
■ Fundição: um material plástico fundido é colocado no interior do molde e 
deixado em repouso para solidificar, tanto os plásticos termoplásticos e os 
termofixos podem ser fundidos. Porém os termoplásticos devem ser 
resfriados para a sua solidificação, no caso dos termofixos a solidificação é 
uma consequência do processo de polimerização. 
!
3. Conclusão 
!
Conhecer as características físicas e químicas dos polímeros permite o 
conhecimento das características mecânicas dos materiais poliméricos. Os 
polímeros têm sido amplamente utilizados em diversas aplicações. Dentre os 
principais materiais de engenharia, nota-se que os poliméricos vêm ganhando 
�14
bastante espaço principalmente no que tange a substituição de materiais ‘clássicos’ 
previamente utilizados, tais como as madeiras, cerâmicos, vidros e metais. Tal 
substituição está relacionada ao fato de que os polímeros possuem características 
como baixo peso, maleabilidade, facilidade de obtenção, menor custo de 
processamento e permitem ajustes de acordo com o objetivo de uso, como ocorre 
nas blendas poliméricas. Além das características mecânicas e econômicas 
favoráveis, os polímeros apresentam alternativas para minimizar impactos 
ambientais a partir de sua reciclagem e reutilização, o que faz com que o seu 
interesse seja cada vez maior nas indústrias. 
!
4. Referências Bibliográficas 
!
CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. John 
Wiley & Sons, Inc., 2002. 
 
CANEVAROLO JÚNIOR, S.V., Comportamento mecânico dos polímeros. In: 
SEBASTIÃO V. CANEVAROLO JR. Ciência dos polímeros: um texto básico para 
tecnólogos e engenheiros. São Paulo: Artliber Editora, 2002. p. 139-168. 
 
CANEVAROLO JUNIOR, S. V. Ciência dos polímeros: um texto básico para 
tecnólogos e engenheiros. São Paulo, 2006. 
 
MANO, E. B.; MENDES, L. C. Introdução a polímeros. São Paulo, 2004. 
 
MANUAL PARA O PROFESSOR. Polímeros e Materiais Poliméricos. Disponível 
em: <http://educa.fc.up.pt/ficheiros/noticias/69/documentos/108/Manual%20Pol
%A1meros%20e%20Materiais%20polimericos%20NV.pdf> Acesso em: 23 maio 
2017 
 
SMITH, William F. Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. 3.ed. Lisboa: 
McGraw-Hill,1998. 892 p. 
!
!
�15
QUESTIONÁRIO 
!
i. Defina polímeros e dê dois exemplos de polímeros naturais e sintéticos. 
São macromoléculas formadas a partir de unidades estruturais menores (os 
monómeros), que apresentam baixa massa molecular os quais, a partir das reações 
de polimerização, vêm a gerar o polímero. Exemplos de polímeros naturais são a 
borracha e a celulose e de polímeros sintéticos temos o politereftalato de etileno 
(PET) e o polietileno (PE). 
!
ii. Assinale V para as proposições verdadeiras e F para as proposições 
falsas. Identifique o erro e os corrija. 
1. (V) Assim como nos materiais metálicos e cerâmicos, as propriedades dos 
polímeros estão relacionadas de maneira complexa aos elementos estruturais 
do material. (Pág. 309, Callister) 
2. (F) Dentro de cada molécula de polímero, os átomos estão ligados entre si 
por meio de ligações interatômicas eletrostáticas. (Pág. 310, Callister - 
Correção: Dentro de cada molécula de polímero, os átomos estão ligados entre si 
por meio de ligações interatômicas covalentes). 
3. (F) As características físicas dos polímeros dependem apenas do seu peso 
molecular. (Pág. 317) 
Correção: As características físicas dos polímeros dependem não apenas do seu 
peso molecular e da sua forma, mas também das diferenças na estrutura das 
cadeias moleculares. (Polímeros lineares, ramificados, com ligações cruzadas, em 
rede). 
4. (V) As propriedades mecânicas dos polímeros são especificadas através de 
muitos dos mesmos parâmetros usados para os metais, isto é, o módulo de 
elasticidade, o limite de resistência à tração e as resistências ao impacto e à 
fadiga. 
5. (F) Os elastômeros são uma classe de polímeros que apresentam baixa 
elasticidade. A vulcanização é uma característica típica desse tipo de material 
e é responsável pelas ligações cruzadas presentes nos elastômeros. (Págs. 
328 e 347, Callister) 
�16
Correção: Os elastômeros são uma classe de polímeros que apresentam alta 
elasticidade. A vulcanização é uma característica típica desse tipo de material e é 
responsável pelas ligações cruzadas presentes nos elastômeros. 
!
iii. Diferencie polímeros termoplásticos de polímeros termofixos, dê 
exemplos de cada um desses polímeros. (Pág. 336, Callister) 
!
iv. Defina o processo de polimerização. Quais são os principais tipos de 
polimerização que ocorrem em materiais poliméricos? 
O processo de polimerização pode ocorrer por adição ou por condensação. Os 
principais métodos são: polimerização em volume, polimerização em solução, 
polimerização em emulsão e polimerização em suspensão. 
!
v. Diferencie o estado cristalino nos polímeros e metais. 
Em metais cristalinos, os átomos individuais se posicionam de acordo com um 
arranjo periódico ou ordenado ao longo de distâncias atômicas relativamente 
grandes. 
Em polímeros cristalinos, a ordem de larga escala resulta da compactação de 
cadeias de polímeros adjacentes.
�17