aditivos utilizados em polímeros

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ADITIVOS UTILIZADOS EM 
POLÍMEROS
• visam melhorar as propriedades dos 
polímeros, bem como em alguns casos 
baratear o custo do produto final. 
•
Fonte principal: Apostila CBIP- Curso Básico 
Intensivo De Plástico, realização: jornal do 
plástico e Riopol
• Os aditivos mais usados para polímeros 
são as cargas, plastificantes, 
antioxidantes, agentes de vulcanização, 
corantes, retardantes de chama, agentes 
antiestática, lubrificantes, modificadores 
de impacto e agentes de expansão. 
• Outros aditivos também empregados 
são abrasivos, catalisadores, 
ativadores, aceleradores, agentes de 
acoplamento, extensores e auxiliares 
de processamento, biocidas e 
compatibilizantes
Características dos principais aditivos 
usados para polímeros.
• 1. CARGAS
As cargas ou enchimentos são aditivos 
adicionados aos plásticos para otimizar as 
propriedades a um custo mínimo, 
possuindo finalidades específicas. As 
cargas podem ser divididas em cargas 
diluentes ou de reforço.
• As cargas de reforço, como o negro de fumo e 
as fibras de vidro ou carbono, melhoram a 
resistência mecânica das peças fabricadas. Já 
as cargas diluentes ou inertes são 
incorporadas ao polímero visando diminuir os 
custos de produção, pois estes aditivos, como 
serragem ou talco, são mais baratos que as 
resinas. As cargas também podem ser 
classificadas de acordo com sua composição 
química em orgânicas ou inorgânicas.
2. Plastificantes 
• Os plastificantes são compostos, não voláteis, 
de alto PONTO DE FUSÃO e de moderado a 
baixo peso molecular, que aumentam a 
flexibilidade e o escoamento e, 
conseqüentemente, a processabilidade dos 
polímeros. A adição de plastificantes reduz as 
forças intermoleculares e aumenta o volume 
livre do pol’imero.
• Esses aditivos possuem três funções 
básicas: diminuir a temperatura de 
processamento do polímero para valores 
menores do que sua temperatura de 
decomposição, modificar as 
propriedades do produto final 
(flexibilidade) e alterar as propriedades 
de processamento. 
Plastificantes para plásticos
• Os plastificantes para plásticos são aditivos, 
quase sempre ftalatos que dão a plásticos 
duros como o PVC a flexibilidade e 
durabilidade desejadas. Podem ser baseados 
em ésteres de ácidos policarboxílicos com 
álcoois alifáticos lineares ou ramificados de 
cadeia moderadamente grande. 
• Os plastificantes trabalham incrustando-se 
entre as cadeias de polímeros espaçando-as 
(incrementando o "volume livre"), diminuindo 
assim de forma significativa a temperatura de 
transição vítrea para o plástico fazendo-o mais 
suave. Alguns plastificantes se evaporam e 
tendem a concentrar-se em um espaço 
fechado; o "odor a carro novo" é causado 
predominantemente plastificantes que se 
evaporam no interior do veículo.
Baseados em ftalatos
• Os plastificantes baseados em ftalatos são usados 
em situaçõs onde se requer boa resistência à 
água e aos azeites. Alguns plastificantes ftálicos
são:
• Bis(2-etilhexil)ftalato (DEHP), usado em materiais 
de construção, embalagens para alimentos, 
brinquedos, instrumental médico e filme plástico
• Diisononilftalato (DINP), se encontra em jardins, 
sapatos, brinquedos e materiais de construção
• Bis(n-butil)ftalato (DnBP, DBP), usado nos 
plásticos de celulose, filme para uso em 
alimentos, adesivos, perfumes e também em 
cosméticos como esmaltes de unhas, xampu, 
protetor solar...
• Butilbencilftalato (BBzP), se encontra nos pisos de 
vinil, cones de tráfego, cintas transportadoras, 
couro artificial... Diisodecilftalato (DIDP), usado 
para revestimento de cabos, pára-lamas de 
veículos, sapatos, carétes, etc. Di-n-octilftalato
(DOP o DnOP), se usa em pisos, carpetes, 
revestimentos de computadores e explosivos 
potentes. Junto com o DEHP é um dos 
plastificantes mais comuns, mas se suspeita que 
cause câncer
3. Modificadores de Impacto
• Alguns polímeros apresentam baixa resistência ao 
impacto, sendo quebradiços como, por exemplo, 
o poliestireno, poliamidas, PVC. Com o objetivo 
de diminuir esta característica, alguns polímeros 
flexíveis como NR, NBR, ABS e EVA têm sido 
incorporados a alguns polímeros, (blenda),como 
o poliestireno ou o poli(cloreto de vinila) para 
aumentar a sua resistência ao impacto.
• Os principais modificadores de impacto 
utilizados em formulações de PVC rígido 
são: MBS (metacrilato de metila-
butadieno-estireno), ABS (acrilonitrila-
butadieno-estireno), modificadores 
acrílico, CPE (polietileno clorado), 
copolímeros com EVA (etileno-acetato de 
vinila) e copolímeros com ACR (borracha 
acrílica). 
• Todos têm índices de refração sensivelmente 
diferentes do PVC. A incorporação dos 
mesmos na formulação do composto resulta 
na perda de transparência do produto. Assim, 
em compostos de PVC rígido para aplicação 
em produtos transparentes (por exemplo, 
frascos e filmes para embalagens), o índice de 
refração do modificador de impacto deve ser 
o mais próximo possível ao do PVC.
4. Antioxidantes
•
Os antioxidantes têm por objetivo retardar ou 
evitar o processo de degradação dos polímeros 
orgânicos em presença de oxigênio e calor, 
principalmente durante o seu processamento, 
aumentando o tempo de vida útil dos produtos. 
Alguns polímeros como o polipropileno, que 
possuem ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO TERCIÁRIO, 
sofrem oxidação facilmente formando radicais 
livres, que causam a degradação do material.
MECANISMO DA OXIDAÇÃO DOS 
ELASTÓMEROS
• Iniciação
RH -----------R* + H* 
• Propagação
R* + O2 -----------ROO*
ROO* + R - H ----------- ROOH + R*
ROOH -----------RO* + HO
2ROOH ----------- RO*+ ROO* + H2O 
• Terminação
R* + ROO* -----------ROOR
2R* ----------- R-R 
• Para uma dada substância ser usada 
como antioxidante necessita satisfazer 
alguns requisitos, tais como, ser capaz de 
inibir oxidação sob todas as condições de 
armazenamento, processamento e 
serviço, ser permanente, não tingir o 
polímero, não descorar o artefato 
durante o processamento. 
• Quando exposto à luz, não afetar 
negativamente as propriedades da matriz 
polimérica, ser atóxico e inodoro. A 
adição de um antioxidante pode ser 
realizada parcialmente durante o 
processo de obtenção do polímero, 
sendo, o restante, incorporado durante a 
granulação.
ANTIOXIDANTES QUÍMICOS E FÍSICOS
• Os antioxidantes podem dividir-se em químicos e 
físicos. No primeiro grupo temos genericamente 
três tipos de compostos usados: aminas 
secundárias, fenólicos e fosfitos [1] ou aminas, 
fenóis e tioesteres [2]. Em geral as aminas tendem 
a alterar a cor (são “staining”) e por isso os 
antioxidantes à base delas são praticamente só 
usados em borrachas pretas, existindo quatro 
classes de aminas largamente usadas: as 
naftilaminas, as difenilaminas, as parafenileno-
diaminas e as di-hidroquinolinas.
• Os antioxidantes fenólicos que são “non 
staining” são mais utilizados em produtos 
manufacturados de cor clara, podendo 
agrupar os mais usados em dois grupos, 
derivados de monofenol e derivados de 
bisfenol. Por último os antioxidantes à base de 
fosfitos têm a sua maior aplicação como 
estabilizadores na polimerização do SBR [
• Quanto ao segundo grande grupo, 
antioxidantes físicos, eles são usados em 
produtos manufacturados que, em serviço, 
sofrem pequenos ou nenhum movimento. São 
ceras que migram (“bloom”) para a superfície, 
formam uma camada protectora, evitando 
assim que a superfície seja afectada pelo 
oxigénio, ozono, etc... .
5. Retardantes de Chama
•
Muitos plásticos como PE, nylon, PS queimam 
com facilidade, sendo um inconveniente para 
a indústria de construção, móveis e vestuário. 
Para minimizar ou evitar este problema foram 
desenvolvidos os retardantes de chama. Os 
retardantesde chama são aditivos que 
alteram o comportamento de termoplásticos 
ou termorrígidos quando expostos à chama
• Quando alguma coisa se queima - ou se 
decompõe termalmente, como dizem os 
cientistas - há dois tipos de resíduos: um gás, 
que é o que gera a chama, e uma parte sólida 
carbonizada. Quando tentam criar um plástico 
que não queima, o objetivo dos cientistas é 
gerar a maior quantidade possível de resíduo 
carbonizado - o que significa menos chama e 
menos compostos químicos voláteis sendo 
liberados na atmosfera.
• A maioria dos plásticos se queima muito 
rapidamente. O polipropileno, por exemplo, tem 
uma taxa de geração de resíduo sólido 
carbonizado igual a zero. Para diminuir esse risco, 
a indústria adiciona compostos químicos 
"retardadores de queima", normalmente 
moléculas halogenadas que contêm elementos 
altamente reativos, como cloro ou bromo. Eles 
são muito eficientes nesse papel, mas, por outro 
lado, têm levantado crescentes preocupações 
quanto ao seu impacto ambiental e sobre a saúde 
humana.
• Um retardante de chama deve ser de fácil 
incorporação, atóxico, possuir baixo custo, ter 
um efeito durável, não deve afetar as 
propriedades físicas e mecânicas da resina, 
apresentar alta estabilidade térmica, ou seja, 
não deve se decompor nas temperaturas de 
processamento, não deve afetar a coloração 
nem o processo de polimerização e não deve 
ser volátil, quando introduzido durante a 
polimerização.
• Os principais retardantes de chama são 
compostos clorados ou bromados, tri-
hidreto de alumínio, trióxido de 
antimônio, fosfatos orgânicos, ésteres do 
ácido fosfórico. Apesar da eficiência 
desses retardantes, ainda não existe um 
polímero que não seja inflamável ou que 
retarde a penetração da chama.
6. Lubrificantes
Os lubrificantes são aditivos utilizados para auxiliar o 
processamento dos plásticos, melhorando as propriedades de 
escoamento, além de reduzir a aderência do material fundido 
às superfícies dos moldes e das máquinas de moldagem. Para 
uma substância ser usada como lubrificante, ela não deve: 
modificar as propriedades mecânicas do polímero, ser volátil 
na temperatura de processamento, afetar a estabilidade à luz 
e às intempéries, migrar para a superfície durante o 
processamento e armazenamento ou causar descoramento e 
degradação do polímero. Os lubrificantes mais utilizados são 
ésteres, álcoois, amidas e ácidos graxos, estearatos metálicos, 
ceras, polietilenos, óleos minerais, silicones e hidrocarbonetos 
halogenados.
7. Estabilizadores
Os estabilizadores são compostos químicos capazes 
de interferir nos processos físicos e químicos de 
degradação induzida pela luz ultravioleta ou pelo 
calor. A energia ultravioleta proveniente da radiação 
solar possui um COMPRIMENTO DE ONDA na faixa 
de 280 a 400 nm, que corresponde à energia entre 
72 a 100 kcal. Esta energia é forte o suficiente para 
quebrar ligações covalentes nos polímeros 
orgânicos, tornando o material amarelado e 
quebradiço. 
• Os estabilizadores de luz ultravioleta 
absorvem esta energia evitando a quebra das 
ligações químicas no polímero.
• Os principais estabilizadores de luz ultravioleta 
para polímeros são aminas impedidas 
estericamente e derivados da 2-hidroxi-
benzofenona, compostos organo-níquel, 2-
hidroxi-fenil-benzotriazol, negro de fumo, 
salicilatos, monobenzoatos de resorcinol e p-
hidroxi-benzoatos. 
• Os estabilizadores térmicos são usados 
principalmente no PVC que, ao ser aquecido, 
pode sofrer decomposição liberando CLORETO DE 
HIDROGÊNIO, formando ligações duplas. O 
polímero torna-se escuro e quebradiço, além de 
perder suas propriedades elétricas. Este aditivo 
absorve e neutraliza o cloreto de hidrogênio 
liberado durante a decomposição do PVC, bem 
como evita esta degradação. Os estabilizadores 
térmicos mais utilizados são difeniluréia, sais 
orgânicos e inorgânicos de chumbo, derivados 
orgânicos de bário, cádmio, cálcio e zinco e 
derivados orgânicos de estanho.
8. Corantes
Os corantes são substâncias que modificam as cores 
dos artefatos. A cor é produzida por absorção ou 
reflexão seletiva de certos comprimentos de onda 
que constituem a luz branca. Os corantes são 
classificados como pigmento
Um corante deve ser barato, resistente a 
intempéries, produtos químicos e à migração, 
estável à luz e ao calor, de fácil dispersão, além de 
possuir baixa densidade e absorção de óleos e 
plastificante, possuir brilho e alta resistência da cor. 
9. Agentes de Cura
Os agentes de cura ou vulcanização são utilizados quando 
se deseja realizar a cura de alguns termorrígidos, como as 
resinas fenólicas ou epoxídicas e na vulcanização dos 
elastômeros. A vulcanização é essencial para que os 
elastômeros adquiram suas propriedades elásticas. 
Durante a cura, esses agentes formam ligações cruzadas 
entre as cadeias do polímero, fazendo com que adquiram 
uma estrutura tridimensional. O enxofre é o agente de 
cura mais comum, mas os peróxidos, óxidos metálicos e 
alguns compostos difuncionais também são muito 
empregados.
10. Agentes de Expansão
Os agentes de expansão ou esponjamento são 
aditivos usados na produção de polímeros sob a 
forma celular ou expandidos, como a espuma ou o 
isopor. A expansão desses polímeros ocorre devido 
à formação de gás, quando o aditivo incorporado se 
decompõe ao ser aquecido durante o 
processamento. Os agentes de expansão mais 
empregados são compostos orgânicos 
nitrogenados, como hidrazidas, azocompostos, 
carbonato de amôneo, compostos nitrosos.
11.Agentes Antiestáticos
• Durante o seu uso, a maioria dos plásticos geram 
uma carga eletrostática indesejável em sua 
superfície. Os agentes antiestáticos impedem a 
criação ou o armazenamento de eletricidade 
estática em produtos obtidos a partir de 
termoplásticos. Os antiestáticos são 
principalmente compostos de amônia 
quaternária, ésteres fosfáticos e ésteres de 
poliglicóis de ácidos graxos, sorbitol e glicerina. 
Esses aditivos possuem o inconveniente de serem 
ineficazes durante longo tempo.