Relatório Geleca

Prévia do material em texto

SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI/SC 
CURSO TÉCNICO EM PLÁSTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GELECA 
 
 
 
ALAN MALON 
LUCAS FLORIANO VICTOR 
WILLIAN FELIPE TOLLER 
 
 
 
Relatório de aula experimental 
 
 
 
Joinville – SC 
13 de Setembro de 2017 
ALAN MALON 
LUCAS FLORIANO VICTOR 
WILLIAN FELIPE TOLLER 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GELECA 
 
 
 
 
 
 Relatório de aula prática apresentado à 
Unidade Curricular de Ciência e 
Comportamento dos Materiais Plásticos ao 
curso Técnico em Plástico do Serviço 
Nacional de Aprendizagem Industrial – 
SENAI - Unidade Joinville, sob orientação 
do professor Fabricio Borges para fins de 
avaliação. 
 
 
 
 
 
Joinville – SC 
13 de Setembro de 2017 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO 4 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 6 
2.1. CONCEITO DE POLÍMERO 6 
2.2. TERMOPLÁSTICO 6 
2.2.1. CADEIAS LINEARES 6 
2.2.2 CADEIAS RAMIFICADAS 6 
2.3. TERMORRÍGIDOS 7 
2.3.1. CADEIAS CRUZADAS 7 
2.4. ELASTÔMEROS 7 
2.5. LÍQUIDO NÃO-NEWTONIANO 8 
2.6. GELECA 8 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 9 
3.1. MATERIAIS 9 
3.2. REAGENTES 9 
3.3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 9 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 10 
5. CONCLUSÃO 11 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 12 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Existem várias formas de apresentar um novo conteúdo em sala de aula, 
também existem as aulas práticas em laboratórios que aprofundam mais o 
conhecimento e aprendizado de determinado assunto. A teoria é essencial em tudo 
que se aprende, porém, a prática pode-se dizer que caminha lado a lado. As aulas 
práticas funcionam como um catalisador para os conhecimentos adquiridos na teoria, 
e promovem uma melhor fixação de todo o conteúdo. 
Neste relatório serão abordados assuntos referentes a aula pratica em 
laboratório, que teve como finalidade fixar a teoria de introdução dos polímeros e dar 
início a novas aprendizagens. 
O ser humano sempre esteve em busca de mais conhecimento, desde o seu 
surgimento até os dias de hoje, e na ciência da natureza isso não foi diferente já que 
é uma área que abrange muitos assuntos e a aprendizagem é frequente. Em meio a 
esse mundo da ciência, surge os polímeros que estão presentes em itens que fazem 
parte do nosso cotidiano, e a cada dia que se passa surgem mais meios de utiliza-los. 
Para que se possa entender como funciona e toda a teoria de polímero é 
necessário passar por alguns assuntos específicos que facilitam o entendimento 
dessa macromolécula, não podemos falar de polímeros sem conhecer o que são 
termoplásticos e termorrígidos que fazem parte dos polímeros sintéticos e naturais. 
Para entender o quanto é ampla essa área da ciência, dentro dos assuntos de 
termoplástico e termorrígidos existem uma subdivisão que visa explicar como são as 
estruturas desses polímeros. Nos termoplásticos essas subdivisões são conhecidas 
como Cadeias lineares e ramificadas, já nos termorrígidos são as Cadeias cruzadas. 
Também serão abordados assuntos referentes a geléca que é utilizada no brasil 
e no mundo como um brinquedo. Ela possui uma certa elasticidade e no início do 
experimento encontra-se em forma líquida podendo chegar a forma solida, retornando 
a líquida caso seja adicionado muito borato de sódio, é um polímero e faz parte dos 
elastômeros que são conhecidos justamente por sua elasticidade, também 
conhecidos como borrachas. 
 
 
 
 
1.1. OBJETIVO GERAL 
 
Esse relatório tem como objetivo descrever o experimento realizado em 
laboratório, durante a aula de Ciência e comportamento dos materiais plásticos. 
O experimento teve como objetivo aplicar no curso, Técnico em Plástico, os 
conceitos e teorias aprendidos em sala de aula, ver até que ponto os conceitos foram 
compreendidos e aprofundar os conhecimentos de introdução à polímeros. 
 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
2.1. CONCEITO DE POLÍMERO 
Polímero é uma macromolécula composta por muitas unidades de repetição 
denominadas meros, ligadas por ligação covalente. A palavra Polímero provem do 
Grego Polí (muitos) mero (unidades de repetição). Para se produzir um polímero a 
matéria-prima utilizada é chamada de monômero (estrutura química), isto é, uma 
molécula com unidade de repetição (mono). 
 
2.2. TERMOPLÁSTICO 
 
O termoplástico é um polímero que tem como principal característica a sua 
fluidez quando aquecido a altas temperaturas, dessa forma amolece com facilidade 
podendo se moldar nessas condições. Se forem necessárias podem ser feitas novas 
aplicações de temperatura e pressão, tornando assim os termoplásticos 
reaproveitáveis. 
 
2.2.1. CADEIAS LINEARES 
 
Podem ser comparadas como vários fios longos unidos, como se fossem uma 
corda contínua. 
Segundo Canevarolo Jr. (2006, p. 42), “a cadeia polimérica é constituída 
apenas de uma cadeia principal. É formada pela polimerização de monômeros 
bifuncionais, podendo exigir a ajuda de catalisadores estereoespecíficos”. Ou seja, se 
o polímero que for injetado possuir cadeia linear, ele fluirá com mais facilidade 
adquirindo o formato do molde. 
 
2.2.2 CADEIAS RAMIFICADAS 
 
“Possuem pequenos ramos ligados à cadeia principal do polímero. Falando de 
forma figurada, seria como pequenas linhas amarradas à cadeia principal, neste caso, 
ao longo do comprimento da corda.” (Souza, 2017) 
 
Polímeros ramificados são aqueles nos quais as unidades repetitivas estão 
ligadas exclusivamente em um arranjo linear, seja porque no mínimo um dos 
monômeros tem funcionalidade maior que 2 ou porque o processo de 
polimerização em si produz pontos de ramificação em um polímero que é feita 
exclusivamente de monômeros bifuncionais. (RUDIN & CHOI, p. 19,2017). 
 
Nesse caso se o polímero que for injetado possuir cadeia ramificada, há mais 
dificuldade para fluir e adquirir o formato do molde, pois as ramificações podem se 
enroscar, ocasionando assim algum problema no fim do processamento. 
 
 
2.3. TERMORRÍGIDOS 
 
O termorrígido assim como o termoplástico também quando é submetido a 
temperaturas elevadas com uma certa pressão, amolecem e fluem, adquirindo a forma 
do molde. Porém os termorrígidos por reagirem quimicamente formando ligações 
cruzadas e se solidificando, quando são submetidos a novos aumentos de 
temperatura e pressão não são mais influenciados, tornando-se assim materiais 
insolúveis, infusíveis e não-recicláveis. 
 
2.3.1. CADEIAS CRUZADAS 
 
Segundo Canevarolo Jr. (2006, p. 43), “As cadeias poliméricas estão ligadas 
entre si através de segmentos de cadeia unidos por forças primárias covalentes fortes. 
 Essas cadeias tornam esse polímero mais difícil de ser utilizado pois as 
cadeias se amarram umas às outras impedindo seu livre deslizamento. Dentro dessa 
cadeia também pode-se subdividir em polímeros com baixa densidade e alta 
densidade, em função de ligações cruzadas médias por volume unitário. 
 
2.4. ELASTÔMEROS 
 
Michaeli & et al (2005) afirmam que os elastômeros são caracterizados por 
atingir sua estabilidade através de uma reação química, na qual acontece 
encadeamento de matéria-prima, diferente dos termoplásticos que se solidificam 
através de resfriamento. A reação é iniciada através de calor no processamento em 
uma máquina injetora. 
 
Dentre todos os tipos de materiais poliméricos, as borrachas, ou elastômeros, 
se distinguem por sua característica única de permitir grande alongamento, 
seguido instantaneamente de quase completa retração, especialmente 
quando se encontram na condição vulcanizada. Esse fenômeno foi 
primeiramente observado na borracha natural, epassou a ser conhecido 
como elasticidade. A borracha é material considerado de importância 
estratégica, devido ao papel que desempenha principalmente no transporte 
de pessoas, matérias-primas, produtos acabados, alimentos, etc. (MANO & 
MENDES, p. 75, 1999) 
 
2.5. LÍQUIDO NÃO-NEWTONIANO 
 
Nos fluidos não-newtonianos, a velocidade de deformação não é diretamente 
proporcional à tensão de cisalhamento e é dependente do tempo. Esses 
fluidos podem ser classificados em 3 tipos: pseudoplásticos ("pseudoplastic"), 
dilatantes ("dilatant") e fluidos de Bingham ("Bingham fluids'). (MANO & 
MENDES, p. 62, 1999) 
 
 
Ou seja, é um fluido cuja viscosidade varia de acordo com o grau de 
deformação aplicado, a viscosidade não é bem definida. Três exemplos de fluido não-
newtoniano são, o amido de milho com água, ketchup e areia movediça, nesses casos 
mais em especifico da areia movediça, quando é exercida uma forte pressão sobre a 
sua superfície ela se comporta como sólida, mas quando se deixa de exercer pressão 
ela se torna líquida. 
 
2.6. GELECA 
 
É uma massa com consistência típica de um fluido newtoniano, seu estado 
físico fica se alterando conforme a força que é aplicada sobre ela. Podendo chegar a 
fases em que fique sólido ou então líquido. A matéria prima que é utilizada na 
produção da geléca é conhecida como monômero por apresentar apenas uma parte 
da estrutura final (mono). A evaporação deste solvente faz com que as cadeias do 
polímero se aproximem, gerando uma estrutura rígida. 
Para que um polímero se torne mais rígido é adicionado a ele ligantes cruzados, 
que no caso da geléca é utilizado o Borato de sódio como ligante cruzado do 
Poliacetato de vinila (PVA). 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
3.1. MATERIAIS 
 
Os materiais que foram utilizados na experiência: 
● 1 copo descartável de plástico. 
● Cola branca. (PVA) 
● Bórax. (Borato ou Tetraborato de Sódio) 
● Corante. 
● Balão de vidro 1L. 
● 1 pepita. 
● 1 bastão de vidro. 
● 1 espátula. 
 
3.2. REAGENTES 
 
A cola branca (PVA) é um polímero, uma substancia que tem moléculas muito 
longas, ou seja, os átomos ficam grudados um no outro, e assim vão formando 
correntes, onde acontece uma reação química com encadeamento da matéria prima. 
Jogando o bórax faz com que as moléculas grudem umas nas outras, quando isso 
acontece a cola (PVA) que tinha a forma liquida acaba virando uma geléca, se 
tornando sólida e adquirindo uma certa elasticidade. A geleca depois da reação 
química se torna um fluido não-newtoniano, cuja a viscosidade altera conforme o grau 
de pressão aplicado. 
 
3.3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Na primeira fase do experimento foram utilizados 50 gramas de cola branca, 
foram adicionadas em um copo plástico 3 gotas de corante verde, com o bastão de 
vidro foram misturados até adquirir a cor desejada. 
Na segunda fase, aos poucos foram adicionadas pequenas quantias de bórax 
(Borato de Sódio), misturando até que acontecesse a reação química e se tornasse 
sólido, a ponto que não grudasse na palma da mão. 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
A partir dos resultados adquiridos, observou-se que houve uma diferença entre 
a concentração da cola (PVA) com borato de sódio. Aparentemente durante o 
experimento na diluição de bórax com PVA, houve uma inconsistência, onde a reação 
química estava acontecendo de forma acelerada, por um certo momento parecia estar 
se tornando sólida, porém passando por esse estado voltou a tornar-se liquida 
novamente. 
Observando essas reações e dialogando entre o grupo do experimento, pode-
se afirmar que para obter sucesso no experimento é preciso que acrescente aos 
poucos o reagente e observe com atenção a diluição, para encontrar a consistência 
exata e que permaneça no estado sólido. A atenção diante da reação química é a 
parte crucial do experimento, pois se haver descuido pode passar do estado sólido 
para o líquido fazendo com que não obtenha os resultados esperados. 
O grupo também observou que o borato de sódio é a outra parte mais 
importante do experimento, pois é a quantia exata que vai levar ao resultado, 
passando dessa quantia acabará levando a falha também. 
 
5. CONCLUSÃO 
 
Pela observação dos aspectos analisados pode-se concluir que os polímeros 
fazem parte do nosso cotidiano e o seu uso vem sendo utilizado para evolução e 
tecnologia. Levando em consideração o experimento, é visível que a ciência abrange 
uma área muito ampla e quem trabalha e busca conhecimento está sempre em uma 
aprendizagem constante. Por mais simples que seja o experimento, no caso da 
geléca, sempre trará algum resultado que mostra o quanto pode-se aprender e 
continuar aprendendo, e através da pratica aliada a teoria fixou bem o que são os 
elastômeros e todo o processo químico. 
Ao final do experimento percebe-se que atenção e dedicação são sempre um 
fator crucial na obtenção de resultados tanto na teoria quanto na prática, pois foi muito 
empolgante ver as reações acontecendo e ao mesmo tempo a expectativa tomava 
conta de todo o grupo para obtenção do resultado final, podem então dizer que 
objetivo foi completado. A reação química aconteceu de modo que foi perceptível 
desde seu estado liquido até o estado sólido, e com a pigmentação pôde ser obtido 
uma coloração verde, dissolvendo o bórax juntamente com o PVA que antes do 
experimento era só uma cola acabou se tornando uma geleca. 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
SOUZA, Líria Alves de. "Classificação dos polímeros sintéticos"; Brasil Escola. 
Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/classificacao-dos-polimeros-
sinteticos.htm>. Acesso em 08 de setembro de 2017. 
RUDIN, Alfred; CHOI, Philip. Ciência e Engenharia de Polímeros. 3. Ed. São 
Paulo: Elsevier, 2015. 
MICHAELI Walter & et al. Tecnologia dos Plásticos. 1. Ed. São Paulo: Blucher, 
1995. 
CANEVAROLO Jr, Sebastião V. Ciência dos Polímeros. 2. Ed. São Paulo: Artliber, 
2006. 
MANO, Eloisa Biasotto; MENDES, Luís Cláudio. Introdução a Polímeros. 2. Ed. 
São Paulo: Blucher, 1999.