EQW112 - Relatório 3 - Polimeros

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1. Introdução 
 
 São consideradas polímeros, as moléculas relativamente grandes, de pesos 
moleculares da ordem de 103 a 106, em cuja estrutura se encontram, repetidas, unidades 
químicas simples conhecidas como meros. Esses meros são responsáveis pelo grau de 
polimerização. Quando há mais de um tipo de mero na composição do polímero, este é 
designado copolímero e os monômeros que lhe dão origem, comonômeros. 
 O Poliuretano (denominado pela sigla PU) é um polímero que compreende uma 
cadeia de unidades orgânicas unidas por ligações uretânicas. É composto pela reação entre 
isocianatos e polióis. 
 É amplamente usado em espumas rígidas e flexíveis, em elastómeros duráveis e em 
adesivos de alto desempenho, em selantes, peças de plástico rígido etc. 
 
 
2. Objetivos e Motivações 
 
 O experimento, em si, objetivava a produção de espuma (poliuretano) para fins 
demonstrativos. E demonstrar sua viabilidade pelos seguintes motivos: 
 Possui baixo custo de fabricação e venda. 
 Possui características únicas, como flexibilidade e rigidez juntas. 
 Exerce o papel de isolante elétrico, térmico e acústico no caso do poliuretano. 
 Leveza maior se comparada à do metal. 
 Resistência à corrosão. 
 Pode ser fundido, diferentemente de outros tipos de polímeros. 
 
 
 
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3. Caracterização (Compilação de Dados) 
 
 Em suma, o poliuretano (PU) é um composto polimérico resultante da reação de 
dois compostos. Seu caráter único é advindo de suas múltiplas propriedades e aplicações, 
tendo uma resposta positiva no mundo das mercadorias. 
 Além disso, a produção de poliuretano é feita da forma menos ofensiva ao meio 
ambiente. Um exemplo disso é uma das bases da formação do PU é o poliol, reagente que 
veem sido desenvolvido de maneira sustentável. 
 Com isso, a expectativa é que a venda e compra de PU’s aumente nos próximos 
anos. O desenvolvimento de tecnologias limpas e a procura cada vez maior por elas fazem 
com que esse polímero ganhe cada vez mais força em diversas indústrias e no comércio. 
 
 
4. Processos existentes e escolha de Tecnologia Limpa 
 
 Os poliuretanos são extremamente versáteis, podendo ser classificados basicamente 
como espumas rígidas, espumas flexíveis, elastômeros e tintas. 
 Os sistemas principais de obtenção de poliuretanos são quatro: 
 
Sistema bicomponente de cura ao ar: 
POLIOL + POLIISOCIANATO = POLIURETANO 
 
Sistema monocomponente de cura com a umidade do ar: 
POLIISOCIANATO + H20 = POLIURETANO + CO2 
 
Sistema monocomponente de cura em estufa: 
POLIISOCIANATO BLOQUEADO + POLIOL = POLIURETANO + AGENTE 
BLOQUEANTE 
 
Sistema não reativo em secagem física: 
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POLIURETANO EM SOLUÇÃO + AR OU 
CALOR = POLIURETANO + SOLVENTE 
 A variedade de densidades e de durezas no poliuretano pode ser explicada pela 
mudança no tipo de monômero usado e de acordo com a adição de substâncias que 
modifiquem suas propriedades. 
 Diferentes técnicas são usadas para o processamento dos elastômeros de PU como: 
moldagem por vazamento, centrifugação (rotação); moldagem por injeção e reação (RIM), 
spray, injeção e extrusão dos TPUs e moagem e vulcanização como as borrachas 
convencionais. A tecnologia dos TPUs é utilizada para a fabricação em grande escala, de 
peças como coifas, juntas e frisos, para a indústria automotiva; chuteiras para futebol. Para 
a fabricação em menor escala, de peças técnicas, ou revestimento de tubos e cilindros, a 
moldagem por vazamento é adequada. Os sistemas altamente reativos são empregados 
moldagem rotacional de rolos e em aplicações por spray. Finalmente, os processados por 
moagem e vulcanização são os menos utilizados, devido ao maior custo. 
 Segundo a Abiquim (2009, p. 2), 
A tecnologia possui limites, mas, dentro deles, a produção de PU é feita da forma menos 
agressiva possível. Além disso, polióis com base em matérias-primas renováveis vêm 
sendo desenvolvidos e utilizados por diferentes empresas, e impulsionam investimentos em 
pesquisas. Hoje, a principal matéria-prima utilizada é a soja. Sua utilização vem sendo 
feita com sucesso por alguns fabricantes, mas há ainda muitos estudos e pesquisas em 
curso para outras fontes renováveis como o girassol e a canola. 
A produção sustentável envolve tecnologia, meio ambiente mas, principalmente, pessoas. 
Por isso, o trabalho de comunicação e de conscientização é considerado fundamental pela 
Comissão Setorial de PU e pelas empresas que a formam. O desenvolvimento sustentável 
será possível com a dedicação contínua dos líderes atuais - comprometidos em buscar 
tecnologias limpas, em adotar as práticas mais adequadas e em produzir com o menor 
impacto ambiental possível - e com a formação de gestores interessados em manter esse 
compromisso no futuro. 
 
 De acordo com o CORREIO DO POVO (2007), 
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O Brasil produz, em média anualmente, cerca de 335 mil toneladas de poliuretano. Até 
2012 este número deverá chegar a 441 mil toneladas apresentando uma evolução média de 
4,7% ao ano. Em apenas algumas décadas o produto passou a fazer parte de vários aspectos 
do cotidiano das pessoas, como: na indústria de colchões, móveis, veículos, construção 
civil, refrigeração, tecidos, esporte e lazer, calçadista, mineração, naval, e mais 
recentemente, em aplicações para designs de computadores e adesivos aeroespaciais. 
 
 
5. Reações Químicas 
 
 O poliuretano é uma substância polimérica que comporta um conjunto de uretanas, 
que são formadas a partir da reação entre poliol, componente orgânico que possui mais de 
um grupo hidróxido (-OH) por molécula, e isoceanato, componente que contém o grupo 
isocianato -N=C=O agregado a um radical orgânico ou hidrogênio. 
Dessa forma: 
 
 
 
6. Desenho de Aparelhagem em Bancada 
 
 O poliuretano é o resultado da poliadição de um poliisocianeto e um poliol, 
formando uma estrutura macromolecular. Resultando em um produto com propriedades 
interessantes que interessam o mercado em geral. 
 O experimento feito em laboratório pode ser dividido em 3 etapas, em pequena 
escala. 
 
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1ª etapa: Nessa primeira fase do processo houve a adição de poliol e do isocianeto, na 
proporção de 1:1, em um recipiente, que no caso, foi um copinho de café. A 
proporcionalidade é crucial para o resultado final, logo que uma maior quantidade de um 
determinado reagente muda a consistência, cor e aparência do pruduto. 
 
2ª etapa: Essa etapa é a da mistura. Uma mistura mais rápida ou mais lenta mexe 
diretamente com a velocidade de crescimentos do poliuretano e a porosidade. 
 
3ª etapa: Ao final da segunda etapa vemos que a reação que o ocorre é exotérmica e 
depois de alguns minutos a mistura começa a ganhar volume. O resultado final é 
dependente da como foi feito a primeira e a segunda etapa, seguir as regras rigorosamente 
é imprescindível para um bom resultado. 
 
 
7. Aplicações 
 
 O poliuretano, na forma de espuma rígida (compensado), é isolante térmico e até 
mesmo acústico. 
 É usado como revestimento em construções. 
 O poliuretano compõe preservativos mais resistentes que os de látex. E os deixa 
mais finos e confortáveis. 
 Nos carros, é usado como enchimento de assentos. 
 
 
8. Perspectivas Industriais 
 
 A indústria de polímeros, pelo fato de ser diversificada e seus produtos serem de 
grande utilidade em vários ramos do mercado, vem crescendo continuamente. Um 
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polímero que tem sido alvo de grande interesseno mercado é o poliuretano (PU), 
desenvolvidos por Otto Bayer em 1937. 
 
 Com um aumento de produção de 10 milhões de toneladas em 2000 e um consumo 
de 13,6 milhões de toneladas em 2005, os PU’s ocuparam, nesse intervalo de tempo (2000-
2005), a sexta posição dos plásticos mais vendidos do mundo, reiterando suas 
versatilidades e seu uso indiscutível na indústria. Tendo uma grande demanda 
principalmente na América do norte, Europa e Continente Asiático. 
 
 
Figura 1: Demanda mundial de PU por Região e por produto (1000 g). Disponível em: 
<http://www.poliuretanos.com.br/Cap1/11mercado.htm> 
 
 Com relação aos poliuretanos as perspectivas são de que ganhem mais e mais 
espaço na área de construção civil. As construções sustentáveis e sua redução do consumo 
energético caracterizado pelo isolamento térmico desse polímero. 
 
 Há também um evidente crescimento e futuro na área de colchões e mobiliários, 
sendo uns dos fins que mais consomem poliuretano. A inovação das propriedades 
viscoelásticas atribuídas ás espumas trazem ao consumidor mais conforto e, portanto uma 
maior procura, tendo aplicações tanto nos bens pessoais como também na indústria de 
saúde. 
 
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 Além do desenvolvimento de um poliuretano de alto desempenho que resiste 
fervorosamente ás mudanças bruscas de temperatura sem perda de propriedades. Sendo um 
objeto de grande valor para qualquer indústria. 
 
 Para os polímeros em geral as perspectivas estão intimamente ligadas à 
sustentabilidade e reciclagem. O uso e desenvolvimento de polímeros nessa área têm 
prometido abrir as portas para um futuro com menos poluição e mais facilidade. Como por 
exemplo, a proposta de desenvolvimento de painéis de plástico fotovoltaicos que inovam 
tanto no padrão estético do aparelho quanto na facilidade de movimentação e no custo, 
tornando a energia solar muito mais acessível e diminuindo o gasto de energia. Além de 
popularizar uma energia limpa, ou seja, o uso de combustíveis fósseis e a consequente 
emissão de gases poluentes diminuiriam. 
 
 
9. Conclusão 
 
 A polimerização do poliuretano é uma reação exotérmica, que oferece calor 
suficiente para que ocorra a evaporação do agente de expansão e o consequente aumento 
de volume da espuma. A parte da espuma que fica exposta para fora do copinho se oxida, 
se enrijecendo. 
 As características adquiridas pelo poliuretano dependem da proporcionalidade entre 
os reagentes, podendo produzir substâncias com mais ou menos rigidez. Assim, como a 
quantidade usada na produção, o tempo do processo também afeta o comportamento do 
poliuretano, pois, depois de produzido, o material deve ficar em repouso por um período 
determinado (em torno de 24 horas) para que se possa ser removido do copinho de prático, 
mantendo sua consistência. 
 
 
 
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10. Referências Bibliográficas 
 
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