Exercícios Polímeros

Prévia do material em texto

UNIPAM – CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS
Curso de Graduação em Engenharia Civil
Tecnologia de Materiais de Construção II - Professora: Me. Sheilla Pereira Vieira Exercícios – Valor 1,5 pontos.
POLÍMEROS
Dar o conceito de polímeros.
São materiais compostos de origem natural ou sintética que apresentam massa molar elevada, formadas pela repetição de um grande número de unidades estruturais básicas ( meros), apresentam:
boa resistência à corrosão,
 baixa massa específica, 
boas características de isolamento térmico,
 isolamento elétrico.
Descreva os processos de reação por polimerização (adição ou condensação).
Os polímeros são produzidos por meio das reações de polimerização (por adição ou condensação) pelas quais um ou mais monômeros sob adequada pressão e temperatura formam o material polimérico.
A reação de polimerização é um dos tipos mais importantes de composição de macromoléculas e, em geral, ocorre entre compostos de dupla ligação que se combinam quimicamente. Esse tipo de reação pode ser dividido basicamente em dois grupos: polimerização por adição e a polimerização por condensação.
Na polimerização por adição, a macromolécula final é formada pela junção de monômeros todos idênticos entre si. Nesse grupo, o monômero apresenta obrigatoriamente uma ligação dupla entre carbonos, no mínimo. No decorrer do processo de polimerização, ocorre o rompimento da ligação π, dando origem a duas novas ligações simples. A maior parte dos polímeros produzidos pela indústria mundial se dá pelo processo de adição, como exemplo disso, podemos citar:
Polietileno – formado pela união de várias moléculas de etileno. Essa substância é muito utilizada na fabricação de recipientes para líquidos, objetos domésticos, sacolas plásticas, brinquedos e capas para fios elétricos.
PVC (policloreto de vinila) – produto da junção de moléculas de cloreto de vinila, muito empregado na produção de tubos para encanamentos, discos, sapatos plásticos, filmes para embalagens, entre outros.
Já na polimerização por condensação, o polímero é composto pela combinação de dois ou mais monômeros distintos entre si, ocorrendo a eliminação de moléculas mais simples, como, por exemplo, a água, nitrito (NH3), ou ácido clorídrico (HCl). Nesse tipo de polimerização, os monômeros não apresentam necessariamente duplas ligações entre os carbonos, no entanto, é preciso apresentar dois tipos diferentes de grupos funcionais. Na natureza, podem ser encontrados importantes polímeros de condensação, tais como:
Amido – composto pela condensação de milhares moléculas de glicose (C6H12O2), com a perda de uma molécula de água. Trata-se da principal fonte de energia das plantas e das algas.
Proteínas – macromolécula formada pela junção de várias moléculas de aminoácidos, também eliminando uma molécula de água.
Por meio da reação de polimerização, podem ser formados, ainda, os copolímeros. Esse grupo é composto pela união de dois ou mais monômeros diferentes, e essa reação pode ser tanto de adição quanto de condensação. Os principais exemplos da ocorrência desse processo são a buna-N e a buna-S, borrachas sintéticas especiais usadas na fabricação de pneus e mangueiras para líquidos corrosivos.
Explique como são classificados os materiais poliméricos.
Termoplásticos: São polímeros que podem ser reprocessados quando aquecidos novamente, podendo ser remoldados. Este processo pode ser repetido inúmeras vezes, contudo, a cada reprocessamento, há perda de algumas propriedades, que podem ser compensadas se realizarmos a mistura com material virgem. Representa 90% da produção mundial, tem baixo custo, facilidade de processamento e baixa resistência mecânica. Exemplo: Polietileno (PE): (Polietileno de baixa densidade (PEBD), Polietileno de alta densidade (PAED)), Poliestireno (PS), Poliestireno expandido (EPS), Polipropileno (PP), Policloreto de vinila (PVC), Policarbonato (PC), Politetrafluoretileno (PTFE) (Teflon), Polimetilmetacrilato (PMMA), Poliacetato de vinila (PVA).
Termofixos: São aqueles que amolecem e fluem quando submetidos a uma dada temperatura e pressão adquirindo a forma do molde e posterior solidificação. Novas aplicações de temperatura e pressão não exercem influência no material, tornando-os infusíveis, insolúveis e não recicláveis. Exemplos: Resina epoxi, resina de formaldeído, polidimetilsiloxano (silicones), poliamidas (nylon).
Polímeros elastoméricos ou borrachas: São materiais que na temperatura ambiente podem apresentar deformações muitas vezes superiores ao seu comprimento original e recuperação elástica total quando a tensão é retirada. 
• Borracha natural: obtido do coágulo do látex da seringueira. 
• Estireno-butadieno (SBR): pneus de automóveis e concreto polimérico.
Para cada classificação dos polímeros cite os principais exemplos de aplicação na construção civil.
Os polímeros usados na construção civil são cada vez mais importantes para este setor. A utilização de polímeros tem contribuído para diminuir os custos de construção e para aumentar a qualidade da obra final.
Polietileno (PE): Polietileno de baixa densidade (PEBD): Pode ser usado para revestimento de tubos.
Polietileno de alta densidade (PAED): Pode ser usado em vasos sanitários.
Poliestireno (PS): Elevada dureza, rigidez e baixo custo, resistência à tração elevada. Na construção civil pode ser usado o Poliestireno expandido (EPS), pegando como exemplo o isopor, que pode ser como elemento de vedação em lajes.
Polipropileno (PP): Com moderada resistência mecânica e boa resistência química, na construção civil pode ser usado em tubos e conexões.
Policloreto de vinila (PVC): Isolante elétrico, térmico e acústico, baixa permeabilidade a gases e líquidos, baixo consumo de energia na fabricação, boa resistência à oxidação e à corrosão e baixa combustibilidade (autoextinção: não propaga chama). Exemplos: tubos, conexões, conduites.
Policarbonato (PC): Boa estabilidade dimensional, resistência ao escoamento e às intempéries, além de boa transparência. Exemplo: substituição do vidro em cobertura e fechamentos.
Politetrafluoretileno (PTFE) (Teflon): Melhor resistente à corrosão por agentes químicos, baixo coeficiente de atrito, bom isolante elétrico, baixa condutibilidade térmica, faixa de temperatura de utilização entre 200°C até +260°C. Na construção civil pode ser usado na vedação de esquadrias metálicas, na fixação de revestimentos e como apoios deslizantes de estrutura.
Polimetilmetacrilato (PMMA): Com grande semelhança ao vidro, porem com custo bastante elevado.
Poliacetato de vinila (PVA): Tem baixa propriedades mecânicas, em contrapartida, elevada adesividade, aplicado na forma de emulsão em tintas interiores e cola branca.
Resina epóxi: necessitam de um catalisador para que ocorra a polimerização do material e consequentemente o endurecimento. Na construção civil pode ser usado em:
 • Injeção de fissuras e trincas, 
• União de aço e concreto em reforços, 
• União de concreto em diferentes idade em reforços, 
• Argamassas para preenchimentos em elementos de concreto,
 • Adesivos para união de argamassas e concretos em reparos.
Resina de formaldeído: resina fenólica, fórmica, baquelite, resina aminada e resina melamínica. As resinas fenólicas são empregadas nos laminados plásticos (fórmica) e no revestimento de chapas de madeira modificada (duraplac).
Polidimetilsiloxano (Silicones): Apresenta boa resistência elétrica, antiaderência, elevadas resistências químicas e térmicas, resistência ao intemperismo, baixa tensão superficial e repelência à água. Exemplos: Óleos, pastas e graxas, resinas, gomas e borrachas. Na construção civil pode ser utilizado as resinas para hidro-repelência em concreto, tijolos à vista, pedras, gesso, etc., que protegem contra a formação de fungos e mofos. 
Poliamidas (Nylon): Com propriedades próximas aos metais, possui capacidade de fazer fios de grande resistência, porém é um material higroscópico. 
Na construção civil pode ser aplicada como Fibras de orgânicas paraconcreto e argamassas:
Fibras de plástico como o polipropileno e o nylon , são misturadas ao concreto fresco para melhorar algumas propriedades deste material:
 • Minimizar a retração 
• Aumento na tenacidade.
Com a redução da retração, reduz:
 • Microfissuração 
 • Permeabilidade.
Aumenta a resistência química e a durabilidade do concreto.
Policloropreno (CR) (Neoprene): elevada resistência ao envelhecimento, às intempéries, ao ataque químico e do ozônio, dificilmente inflamável. Utilizado em aparelhos de apoio em pontes, viadutos e algumas estruturas pré-fabricadas.
Polietileno Clorossulfonado (CSM) (Hypalon): propriedades superiores ao neoprene, e cores diferentes.
Isobutileno isopreno (IIR): resistente a intempéries e ao envelhecimento, baixa permeabilidade. Utilizada como mantas poliméricas para impermeabilização de estruturas.
Quais são as principais vantagens e desvantagens dos materiais poliméricos na construção civil?
Desde as primeiras aplicações de materiais poliméricos pelo homem, o avanço no campo da pesquisa e também das tecnologias de processamento dos mesmos, permitiu que os polímeros fossem empregados em diversos segmentos da indústria, aproveitando-se de suas propriedades, e adequando-as às necessidades de cada aplicação. Na indústria da construção civil este avanço permitiu, entre outras coisas, a substituição de materiais clássicos como o vidro e a madeira, exibindo, à primeira vista, a promessa de diminuição do impacto ambiental gerado pela extração destes produtos naturais. Por outro lado, muitos polímeros são gerados a partir de outras fontes naturais, como o petróleo, que também constitui uma fonte de matéria prima não renovável, sendo que a maioria dos produtos naturais, desde que extraídos de forma sustentável, podem ser plenamente renováveis. A possibilidade de pré-fabricação dos componentes produzidos com materiais poliméricos permite a diminuição do desperdício e geração de resíduos no canteiro. No entanto, na posição de segundo maior consumidor de materiais poliméricos no mundo, com aproximadamente 13,5% desta quantidade destinada à construção civil, não se deve desconsiderar a geração de resíduos, uma vez que não se tratam, em geral, de materiais biodegradáveis. Mesmo assim, demonstra-se que é completamente possível a reciclagem de boa parte destes resíduos sem perda das características iniciais dos materiais poliméricos, ressaltando a possibilidade de total reaproveitamento dos mesmos, entretanto, o processo de reciclagem dos polímeros é o mais caro, pois envolve seleção do material. Finalmente, conclui-se que os polímeros constituem uma fonte importantíssima de materiais para a solução de problemas técnicos de projeto mas sua aplicação deve ser orientada de forma sustentável, coexistindo com soluções a partir de materiais naturais de forma a permitir o equilíbrio do meio ambiente.
Dar o conceito de resinas epóxi. Cite as principais utilizações.
Resina epóxi e um tipo de polímero termofixo, necessitam de um catalisador para que ocorra a polimerização do material e consequentemente o endurecimento. 
Principais utilizações :
• Injeção de fissuras e trincas,
 • União de aço e concreto em reforços,
 • União de concreto em diferentes idade em reforços, 
• Argamassas para preenchimentos em elementos de concreto,
 • Adesivos para união de argamassas e concretos em reparos.
Apresente o monômero correspondente aos seguintes polímeros:
Polietileno: etileno (eteno)
Poliestireno: resultante da polimerização do monômero de estireno
Polipropileno: Propeno
Policloreto de vinila:  dicloreto de etileno
Polimetilmetacrilato: éster metil propenoato de metila
Politetrafluoretileno: Tetrafluoroetileno 
Poliacetato de vinila: acetato de vinila
Resina epoxi : bisfenol
Silicone: diclo-dimetil-silano ou o dicloro-diefenil-silano
Policloropreno: Cloropreno , nome comum para o composto orgânico 2-cloro-1,3-butadieno
Isobutileno isoprene: Estireno e Butadieno
REFERÊNCIAS
BAUER, L. A. Falcão. Materiais de construção. 5. ed. Volume 2. Rio de Janeiro: LTC, 1994. 960 p. Número de chamada: 691 M425m v. 2. Capítulos sugeridos:
O plástico na construção
ISAIA, Geraldo Cechella (Org.). Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais. 2. ed. Volume 2. São Paulo: IBRACON, 2010. 1773 p. Número de chamada: 691 M418m v.2 LI. Capítulos sugeridos:
Propriedades dos polímeros
Materiais e produtos poliméricos