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13.Processo de fabricação de Açúcar e Álcool
13.1 Aspectos Gerais
Quais são os procedimentos e processos u�lizados na fabricação desses produtos? A safra da cana-de-açúcar é sazo iniciando em maio e terminando em novembro. Neste período ocorre o amadurecimento da cana devido a fatores climá�cos como falta de umidade, luminosidade e frio. Com o amadurecimento, as canas passam a ser cortadas de forma planejada.
13.2 Corte da cana
Através do controle e planejamento dos canaviais, é montado um programa de corte baseado na maturação da can Dessa forma, tem-se áreas com cana plantada que vão estar próprias para o corte em momentos diferentes, o que permite seu manejo. O corte feito manualmente representa 50% da cana colhida. Os outros 50% são colhidos por colhedeiras.
13.3Transporte
O transporte da lavoura até a unidade industrial é feito por caminhões. Cada carga transportada, pesa aproximadam 16 toneladas. Hoje há caminhões com capacidade de até três ou quatro carrocerias em conjunto, aumentando mui capacidade do transporte. Depois de cortada e transportada para a Usina, a cana-de-açúcar é enviada para a moag onde se inicia o processo de fabricação do açúcar e do álcool.
13.4 PROCESSO
13.4.1 Moagem
A cana que chega à unidade industrial é processada o mais rápido possível. Este sincronismo entre o corte, transpo moagem são muito importantes, pois a cana é uma matéria prima sujeita a contaminações e conseqüentemente de deterioração. A moagem diária é de 9.000 toneladas.
Antes da moagem, a cana é lavada nas mesas alimentadoras para re�rar a terra proveniente da lavoura. Após a lava a cana passa por picadores que trituram os colmos, preparando-a para a moagem. Neste processo as células da can abertas sem perda do caldo. Após o preparo, a cana desfibrada é enviada à moenda para ser moída e extrair o cald moenda, a cana desfibrada é exposta entre rolos subme�dos a uma pressão de aproximadamente 250 kg/cm², expulsando o caldo do interior das células. Este processo é repe�do por seis vezes con�nuamente. Adiciona-se águ numa proporção de 30%. A isto se chama embebição composta, cuja função é embeber o interior das células da ca
13.5 FABRICAÇÃO DE AÇÚCAR
13. 5.1 Tratamento de caldo
O caldo extraído na moenda, chamado de caldo misto, é um caldo impuro, sendo necessário passar, por um proces clarificação para re�rada de sólidos em suspensão. O caldo é sulfitado e caleado. Este processo é chamado de dosa A adição de enxofre e cal facilita a floculação das substâncias coloidais.
Após a dosagem, o caldo é aquecido a 107ºC em aquecedores ver�cais e enviado aos clarificadores que retêm o ca por aproximadamente 3 horas em regime con�nuo. Neste tempo de retenção, ocorrem reações de floculação e precipitação do material em suspensão que são re�rados na forma de lodo. O caldo clarificado e limpo segue o pro para evaporação e o lodo irá para filtração à vácuo onde é recuperada a sacarose ainda existente.
13.5.2 Filtração do lodo
Como o lodo ainda é rico em sacarose, é feito uma filtração nos filtros rota�vos à vácuo para succionar o material líquido, chamado de caldo filtrado, que sofrerá novo tratamento de clarificação. O material sólido re�do nas telas d filtros é denominado torta de filtro. Esta torta é enviada à lavoura, sendo u�lizada como adubo.
13.5.3 Caldo clarificado
O caldo clarificado ob�do da decantação do caldo é enviado para a evaporação.
13.5.4 Evaporação
O caldo clarificado com aproximadamente 15ºBrix entra em um conjunto de evaporadores de múl�plo efeito para re�rada de maior parte da água, concentrando até cerca de 65ºBrix, tomando consistência de um xarope. Este xaro bombeado aos tachos de cozimento para a cristalização do açúcar.
13.5.5 Cozimento A
Os tachos de cozimento são equipamentos que con�nuam a evaporação do xarope, tornando o meio supersaturad dando as condições necessárias à cristalização da sacarose. O produto ob�do neste cozimento é a massa A. Esta ma A é uma mistura de cristais de açúcar e o seu correspondente licor-mãe (mel), de onde foi ob�da a cristalização do açúcar.
13.5.6 Cozimento B
No cozimento B é onde formamos os cristais para o cozimento A. Os tachos de cozimento B recebem o mel A e por
processo de nucleação, produz-se os pequenos cristais, de modo controlado e padronizado. Este processo é fundamental na qualidade do produto final, onde todos os cristais são induzidos a uma formação conjunta e unifor chamado de semeamento total. A massa B, da mesma forma que a massa A, é uma mistura de cristais de açúcar e correspondente licor-mãe (mel) de onde foram ob�dos os cristais.
13.5.7 Centrifugação da massa A
A massa A é um produto que contém cristais de aproximadamente 0,5mm envolvidos numa película de mel. Na centrifugação ocorre a separação do mel, denominado mel A, que irá para os tachos de cozimento B, e açúcar propriamente dito, que é enviado ao secador de açúcar.
13.5.8 Centrifugação da massa B
A massa B é um produto que contém cristais de aproximadamente 0,2mm e melaço. Na centrifugação, os cristais sã separados do mel B (ou melaço) onde o magma (cristais de açúcar B) será u�lizado como núcleo para o cozimento melaço é enviado para a fabricação do álcool.
13.5.9Secagem do açúcar
Nesta etapa o açúcar passa no secador para a re�rada da umidade con�da nos cristais. Na saída do secador, o açúc enviado por esteiras sanitárias até a moega de açúcar (reservatório próprio para açúcar), de onde é feito o ensacamento.
13.5.10 Ensacamento
O açúcar é ensacado em sacos de 50 kg ou em contêineres ("big-bag") de 1000 kg.
13. 6 FABRICAÇÃO DE ÁLCOOL
A fabricação de álcool, é uma unidade anexa, portanto o processo de moagem de cana é o mesmo já descrito.
13. 6.1 Tratamento do Caldo
Parte do caldo é desviado para tratamento específico para fabricação álcool. Este tratamento consiste em aquecer caldo a 105ºC sem adição de produtos químicos, e após isto, decantá-lo. Após decantação, o caldo clarificado irá pa
O vinho com 9,5% em álcool é enviado aos aparelhos de des�lação. A Usina produz em média 35O m³ de álcool / d em dois aparelhos, um com capacidade nominal para 120 m³/dia e outro para 150 m³/dia. Produz-se álcool neutro, industrial e carburante, sendo o álcool neutro o produto de maior produção, 180 m³/dia. O álcool neutro é des�nad indústria de perfumaria, bebidas e farmacêu�ca. Na des�lação do vinho resulta um subproduto importante, a vinhaça. A vinhaça, rica em água, matéria orgânica, nitrogênio, potássio e fósforo, é u�lizada na lavoura para irrigação da cana, na chamada fer�rrigação. 13.6.8 Qualidade Todas as etapas do processo são monitoradas através de análises laboratoriais de modo a assegurar a qualidade fin dos produtos. As pessoas envolvidas passam por treinamentos específicos, capacitando-as a conduzir o processo d forma segura e responsável, garan�ndo a qualidade final de cada etapa que envolve a fabricação de açúcar e álcoo
14 Petróleo
Como funciona o refino de petróleo
- Introdução
- Petróleo bruto
- Produtos derivados do petróleo bruto
- O processo
- Des�lação fracionada
- Processamento químico
7.Tratando e misturando as frações ob�das no refino de petróleo
14.1Introdução
Vários filmes - como "Assim Caminha a humanidade", "Armageddon" e "A Família Buscapé" - mostram imagens do petróleo como um líquido espesso e escuro jorrando para o alto ou fluindo de uma plataforma de perfuração. Mas quando você coloca gasolina no carro, já deve ter percebido que ela é clara. Além disso, há muitos outros produtos que derivam do petróleo, incluindo giz de cera, plás�cos, óleo para aquecimento, combus�vel de jato, querosene, fibras sinté�cas e pneus. Como é possível obter gasolina e todos esses outros produtos a par�r do petróleo bruto?
14.2 Petróleo bruto Petróleo bruto é o termo para o
Em média, o petróleo bruto contém os seguintes elementos ou compostos:
- carbono - 84%
- hidrogênio - 14%
- enxofre - de 1 a 3% (sulfeto de hidrogênio, sulfetos, dissulfetos, enxofre elementar)
- nitrogênio - menos de 1% (compostos básicos com grupos amina)
- oxigênio - menos de 1% (encontrado em compostos orgânicos como o dióxido de carbono, fenóis, cetonas e ácidos carboxílicos)
- metais - menos de 1% (níquel, ferro, vanádio, cobre, arsênio)
- sais - menos de 1% (cloreto de sódio, cloreto de magnésio, cloreto de cálcio) óleo não processado. Ele também é conhecido apenas como petróleo. O petróleo bruto é um combus�vel fóssil , o que significa que ele é formado pelo processo de decomposição de matéria orgânica, restos vegetais, algas, alguns �pos de plâncton e restos de animais marinhos
- ocorrido durante centenas de milhões de anos na história geológica da Terra. Os �pos de petróleo bruto podem apresentar cores diferentes , de claros a negro, assim como viscosidades diferentes , que podem ser semelhantes à água ou quase sólidas.
O petróleo bruto é o ponto de par�da para muitas substâncias diferentes porque contém hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos são moléculas que contém hidrogênio e carbono e existem em diferentes tamanhos e estruturas, com cadeias ramificadas e não ramificadas e anéis.
Duas caracterís�cas são importantes nos hidrocarbonetos:
- eles contêm muita energia. Muitos dos produtos derivados de petróleo bruto como a gasolina, óleo diesel, parafina sólida e assim por diante são úteis graça a essa energia;
- eles podem ter formas diferentes. O menor hidrocarboneto é o metano (CH 4 ), um gás mais leve do que o ar. Cadeias mais longas contêm cinco carbonos ou mais e são líquidos; já nas cadeias muito longas há hidrocarbonetos sólidos, como a cera. Ao ligar quimicamente cadeias de hidrocarbonetos ar�ficialmente, obtemos vários produtos, que vão da borracha sinté�ca até o náilon e o plás�co de potes para alimentos.
As principais classes de hidrocarbonetos em petróleo bruto incluem:
fórmula geral: Cn H (^) 2n+2 (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 20)
as moléculas são cadeias ramificadas ou não
em temperatura ambiente podem ser gases ou líquidos, dependendo da molécula
exemplos: metano, etano, propano, butano, isobutano, pentano, hexano
fórmula geral: C 6 H 5 - Y (Y é uma molécula mais longa e não ramificada que se conecta a anéis benzênicos)
estruturas em anel, com um ou mais anéis
os anéis contêm seis átomos de carbono, com ligações duplas e simples alternando-se entre os carbonos
gralmente são líquidos
exemplos: benzeno, na�aleno
fórmula geral: Cn H (^) 2n (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 20)
- na�a : intermediário que irá passar por mais processamento para produzir gasolina
mistura de alcanos de 5 a 9 átomos de carbono
faixa de ebulição: de 60 a 100°C
- gasolina : combus�vel de motores
líquido
mistura de alcanos e cicloalcanos (de 5 a 12 átomos de carbono)
faixa de ebulição: de 40 a 205°C
- querosene : combus�vel para motores de jatos e tratores, além de ser material inicial para a fabricação de outros produtos
líquido
mistura de alcanos (de 10 a 18 carbonos) e aromá�cos
faixa de ebulição: de 175 a 325°C
- gasóleo ou diesel des�lado : usado como diesel e óleo combus�vel, além de ser um intermediário para fabricação de outros produtos
líquido
alcanos contendo 12 ou mais átomos de carbono
faixa de ebulição: de 250 a 350°C
- óleo lubrificante : usado para óleo de motor, graxa e outros lubrificantes
líquido
alcanos, cicloalnos e aromá�cos de cadeias longas (de 20 a 50 átomos de carbono)
faixa de ebulição: de 300 a 370°C
- petróleo pesado ou óleo combus�vel : usado como combus�vel industrial, também serve como intermediário na fabricação de outros produtos
líquido
alcanos, cicloalcanos e aromá�cos de cadeia longa (de 20 a 70 átomos de carbono)
faixa de ebulição: de 370 a 600°C
- resíduos : coque, asfalto, alcatrão, breu, ceras, além de ser material inicial para fabricação de outros produtos
sólido
compostos com vários anéis com 70 átomos de carbono ou mais
faixa de ebulição: mais de 600°C
Você pode ter notado que todos esses produtos têm tamanhos e faixas de ebulição diferentes. Os químicos �ram vantagem dessas propriedades ao refinar o petróleo. O Processo
Como já mencionamos, um barril de petróleo bruto é composto por diversos �pos de hidrocarbonetos. O refino de petróleo separa tudo isso em várias substâncias úteis. Para isso, os químicos seguem algumas etapas.
- A maneira mais an�ga e comum de separar os vários componentes (chamados de frações ) é usar as diferenças entre as temperaturas de ebulição. Isso é chamado de des�lação fracionada. Basicamente, esquenta-se o petróleo bruto deixando-o evaporar e depois condensa-se este vapor.
- Técnicas mais novas usam o processamento químico , térmico ou catalí�co em algumas das frações para criar outras, em um processo chamado de conversão. O processamento químico, por exemplo, pode quebrar cadeias longas em outras menores. Isso permite que uma refinaria transforme óleo diesel em gasolina, de acordo com a demanda por gasolina.
- As refinarias devem tratar as frações para remover as impurezas.
- As refinarias combinam as várias frações (processadas e não processadas) em misturas para fabricar os produtos desejados. Por exemplo, as diferentes misturas de cadeias podem criar gasolinas com diferentes índices de octanagem.
Refinaria de petróleo
Os produtos são armazenados no local até que sejam entregues aos diferentes compradores, como postos de gasolina, aeroportos e fábricas de produtos químicos. Além de fazer produtos baseados no petróleo, as refinarias também devem tratar os dejetos envolvidos nos processos para minimizar a poluição do ar e da água.
14.4 Des�lação fracionada
Colunas de des�lação em uma refinaria de petróleo
Os vários componentes do petróleo bruto têm tamanhos, pesos e temperaturas de ebulição diferentes. Por isso, o primeiro passo é separar esses componentes. E devido à diferença de suas temperaturas de ebulição, eles podem ser facilmente separados por um processo chamado de des�lação fracionada. Veja abaixo as etapas.
- Aquecer a mistura de duas ou mais substâncias (líquidos) de diferentes pontos de ebulição a alta temperatura. O aquecimento costuma ser feito com vapor de alta pressão para temperaturas de cerca de 600°C.
- A mistura entra em ebulição formando vapor (gases). A maior parte das substâncias passam para a fase de vapor.
- O vapor entra no fundo de uma coluna longa ( coluna de des�lação fracionada ) cheia de bandejas ou placas.
ela possuem muitos ori�cios ou proteções para bolhas a fim de permi�r a passagem do vapor
as placas aumentam o tempo de contato entre o vapor e os líquidos na coluna
elas ajudam a coletar os líquidos que se formam nos diferentes pontos da coluna
há uma diferença de temperatura pela coluna (mais quente embaixo, mais frio em cima)
- O vapor sobe pela coluna.
- Conforme o vapor sobe pelas placas da coluna, ele esfria.
coqueamento : os resíduos da torre de des�lação são aquecidos a temperaturas acima de 482°C até que se quebrem em óleo pesado, gasolina e na�a. Ao final do processo, sobra um resíduo pesado, quase puro, de carbono ( coque ). O coque é limpo e vendido.
Catalisadores usados no craqueamento ou reforma catalí�ca
- Catalí�co : usa um catalisasor para aumentar a velocidade da reação de craqueamento. Os catalisadores incluem a zeólita, hidrossilicato de alumínio, bauxita e alumino-silicatos.
craqueamento catalí�co fluido ("fluid cracking catalysis", FCC) : um catalisador fluido aquecido (538°C) craqueia gasóleo pesado em óleo diesel e gasolina;
hidrocraqueamento : semelhante ao craqueamento catalí�co fluído, mas usa um catalisador diferente, temperaturas menores, pressão maior e gás hidrogênio. Ele craqueia o óleo pesado em gasolina e querosene (combus�vel de aviação).
Após vários hidrocarbonetos terem sido craqueados em outros menores, os produtos passam por mais uma coluna de des�lação fracionada para separá-los.
Reforma Algumas vezes, é preciso combinar hidrocarbonetos menores para fazer outros maiores. Este processo é chamado de reforma. O principal processo á a reforma catalí�ca , que u�liza um catalisador (pla�na, mistura pla�na-rênio) para transformar na�a de baixo peso molecular em compostos aromá�cos, usados na fabricação de produtos químicos e para misturar na gasolina. Um subproduto importante dessa reação é o gás hidrogênio, usado para o hidrocraqueamento ou vendido.
Um reformador combina cadeias de hidrocarbonetos
Alquilação Às vezes, as estruturas de moléculas em uma fração são rearranjadas para produzir outra. Isso normalmente é feito por meio de um processo chamado alquilação. Na alquilação, compostos de baixo peso molecular, como o propileno e o buteno, são misturados na presença de um catalisador como o ácido fluorídrico ou ácido sulfúrico (um subproduto da remoção de impureza de muitos produtos do petróleo). Os produtos da alquilação são hidrocarbonetos ricos em octanas , usados em �pos de gasolina para reduzir o poder de detonação (consulte O que é octano para mais detalhes).
Reorganizando cadeias
Agora que vimos como as diferentes frações são alteradas, vamos discu�r como elas são tratadas e misturadas para fabricar os produtos que são comercializados.
Uma refinaria de petróleo é uma combinação de todas essas unidades.
- Tratando e misturando as frações ob�das no refino de petróleo
Frações des�ladas e processadas quimicamente são tratadas para que as impurezas como compostos orgânicos contendo enxofre, nitrogênio, oxigênio, água, metais dissolvidos e sais inorgânicos sejam removidas. O tratamento costuma ser feito ao passar as frações pelas seguintes etapas:
- uma coluna de ácido sulfúrico remove hidrocarbonetos insaturados (os que possuem ligações duplas carbono-carbono), compostos de nitrogênio, compostos de oxigênio e sólidos residuais (alcatrão, asfalto)
- uma coluna de absorção preenchida com agentes secantes para remover a água
- tratamento para remover o enxofre e compostos de enxofre
Plás�cos produzidos a par�r de frações de petróleo refinado
Após o tratamento das frações, elas são resfriadas e misturadas para formar vários produtos, tais como:
- gasolina de vários �pos, com ou sem adi�vos
- óleos lubrificantes de diferentes pesos moleculares e �pos (por exemplo, 10W-40, 5W-30)
- querosene de vários �pos
- combus�vel de aviação
- óleo diesel
- óleo combus�vel
- diferentes �pos de produtos químicos para a produção de plás�cos e outros polímeros
15.Gás
15.1 O que é o Gás Natural? O Gás Natural é uma mistura de gases, extremamente leve, com aproximadamente 90 % de metano. É encontrado em abundância na natureza, na maioria das vezes associado ao petróleo, exis�ndo também poços apenas de gás natural. Antes de ser distribuído por gasodutos, o gás passa por uma unidade industrial denominada Unidade de Processamento de Gás Natural (UPGN), na qual são re�rados componentes condensáveis e mais pesados. O resultado desse processamento é um combus�vel seco, limpo e
com caldeiras recuperadoras de calor, o gás pode ter dupla função: geração de energia elétrica e produção de vapor. Esse processo tem o nome de cogeração e, por sua segurança operacional e economia, vem sendo u�lizado por diversas indústrias no País e no mundo.
15.3QUAIS AS VANTAGENS DO GÁS NATURAL PARA O VEÍCULO?
ECONOMIA
Além de economizar em combus�vel você economiza na manutenção do veículo.
Exemplo prá�co de economia com a u�lização do Gás natural: Um carro Omega/gasolina, rodando em média 200 km por dia, faz 7,4 km/litro de combus�vel, com uma despesa mensal de R$ 444,00. O mesmo carro com gás natural faz uma média de 11 km por m³, com uma despesa de R$ 170,00 por mês. O que eqüivale a economia média mensal de R$ 275,00 , ou seja, 62%.
O gás Natural é um combus�vel seco e por isso não dilui o óleo lubrificante no motor do veículo. Sua queima não produz depósitos de carbono nas partes internas do motor, o que aumenta a vida ú�l e o intervalo da troca de óleo.
Diminuição da freqüência na troca do escapamento do veículo , pois a queima do gás natural não provoca formação de compostos de enxofre, diminuindo a corrosão.
SEGURANÇA É o mais seguro de todos os combus�veis
Por ser mais leve que o ar, o gás natural, em caso de vazamentos, se dissipa na atmosfera, reduzindo o risco de explosões e incêndios. Todo o abastecimento é realizado sem que o produto entre em contato com o ar, evitando-se assim qualquer possibilidade de combustão.
Os cilindros e componentes do Kit de conversão carregados no veículo são projetados para suportar a alta pressão em que o gás é armazenado. Estes cilindros possuem a capacidade de resis�r a choques, colisões e até mesmo ao impacto de projéteis de armas de fogo.
Baixa emissão de poluentes
Combus�vel ecologicamente correto
A queima do gás natural é muito mais completa do que a da gasolina, álcool ou diesel. Por isso, os veículos que a u�lizam emitem menos poluentes , tais como óxidos nitrosos (NOX), dióxido de Carbono ( CO2) e principalmente monóxido de carbono (CO). Assim, o gás natural é uma grande opção de combus�vel nos grandes centros urbanos , ajudando no controle dos níveis de poluição e melhorando a qualidade de vida das pessoas.
COMO CONVERTER OS VEÍCULOS PARA A UTILIZAÇÃO DO GÁS NATURAL?
Para u�lização do gás natural veicular é necessário que você converta seu carro em uma das empresas credenciadas pelo Inmetro. Somente elas fornecem o "Cer�ficado de Homologação de Montagem" do kit. Este documento atesta que todas as normas técnicas estabelecidas pela ABNT foram cumpridas permi�ndo que o veículo seja legalizado junto do Departamento de trânsito local.
Kit e Distribuidoras: Os veículos originalmente projetados para rodar com gasolina ou álcool recebem um kit especial que os torna bi-combus�vel, ou seja, os carros podem rodar com gás natural ou com o combus�vel original. O kit consiste de diversos equipamentos incluindo um ou mais cilindros de gás. O motorista escolhe o combus�vel acionando um simples botão instalado no painel do veículo (chave comutadora).
15.4 A industria Petroquímica
A indústria petroquímica é uma subdivisão da indústria química. Ela u�liza a na�a (derivado do petróleo, ob�do através do refino) ou gás natural, como matéria-prima básica. Maranhão (1998) define a indústria petroquímica como a indústria química que u�liza o petróleo como matéria-prima. A par�r de processos sofis�cados, as moléculas originais dos hidrocarbonetos, existentes no petróleo ou gás, são quebradas, recombinadas ou modificadas, dando origem a uma série de produtos, que, por sua vez, serão “a base química” de outras indústrias – calçadista, de tecidos, plás�cos, pneus, �ntas, alimentos, embalagens etc. (D’ÁVILA, 2000) Alguns produtos podem ser ob�dos tanto através de processos petroquímicos quanto a par�r de outras matérias-primas, que não o gás natural e o petróleo, a exemplo do polie�leno, cuja base é o carvão vegetal ou álcool. Além disso, muitas empresas que fabricam produtos químicos, também fabricam petroquímicos, o que dificulta a obtenção de dados separados de uma ou outra indústria e de seus produtos finais. São três os estágios, ou gerações, da a�vidade petroquímica : a) as indústrias de 1ª geração, petroquímica básica (Copesul, União e Braskem), responsáveis pela produção dos insumos principais: eteno (cuja produção brasileira, segundo D’Ávila [2002], representa 3% da mundial), propeno, butadieno etc.; b) as indústrias de 2ª geração que transformam os produtos básicos, através de processos de purificação e adição de outros materiais em produtos petroquímicos finais, a exemplo do polipropileno, polivinicloreto, poliésteres etc.; c) e as indústrias de 3ª geração, onde os produtos resultantes da indústria de 2ª geração são quimicamente ou fisicamente modificados, dando origem a produtos de consumo.
O eteno pode ser produzido tanto através da na�a quanto do etano, derivado do gás natural. Entretanto, o custo de aquisição da na�a é superior ao do etano. Para Rodrigues (2000), a indústria petroquímica é caracterizada por uma situação de oligopólio e de baixa integração ver�cal na cadeia de produção, situação diferente nos EUA, onde grande parte das unidades fabris produz o eteno, matéria-prima necessária para o seu processo.
16. Polímero
16.1 Definição
Os polímeros são compostos químicos de elevada massa molecular, resultantes de reações químicas de polimerização.
Os polímeros são macromoléculas formadas a par�r de unidades estruturais menores (os monómeros). O número de unidades estruturais repe�das numa macromolécula é chamado grau de polimerização. Em geral, os polímeros contêm os mesmos elementos nas mesmas proporções rela�vas que seus monômeros, mas em maior quan�dade absoluta.
Polímeros
os Polímeros são compostos orgânicos e também reações de di�cil execução em laboratório, tanto que, até a primeira metade do século XIX acreditava-se na chamada Teoria da Força Vital enunciada por Berzelius. Até o século XIX somente era possível u�lizar polímeros produzidos naturalmente, pois não havia tecnologia disponível para promover reações entre os compostos de carbono. Isso caracteriza a 1ª fase da história dos polímeros.
Na 2ª fase Friedrich Wöhler, discípulo de Berzelius, derruba a teoria da Força Vital. Com essa derrubada as pesquisas sobre química orgânica se mul�plicam. Em 1883 Charles Goodyear descobre a vulcanização da borracha natural. Por volta de 1860 já havia a moldagem industrial de plás�cos naturais reforçados com fibras, como a goma-laca e a gu�a-percha. Em 1910 começa a funcionar a primeira fábrica de rayon nos EUA e em 1924 surgem as fibras de acetato de celulose.
Na 3ª Fase, Henri Victor Regnault polimeriza o cloreto de vinila com auxílio da luz do sol, EINHORN & BISCHOFF descobrem o policarbonato. Esse material só voltou a ser desenvolvido em 1950 e finalmente em [1970], BAEKELAND sinte�za resinas de fenol-formaldeído. É o primeiro plás�co totalmente sinté�co que surge em escala comercial.
16.6 Elastômeros (Borrachas)
Classe intermediária entre os termoplás�cos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elas�cidade, não sendo rígidos como os termofixos. Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão.
16.7 Aplicações
O plás�co é um dos materiais que pertence à família dos polímeros, e provavelmente o mais popular. É um material cada vez mais dominante em nossa era e o encontramos frequentemente em nosso dia a dia.
Por exemplo Na maioria das vezes não se faz uma polimerização direta, mas com terminais de extremidades para a descaregação de energia total. Mesmo que o polímero não se decomponha facilmente ( geralmente levam décadas para isso), os polímeros são bastante usados nos afazeres de casa, nas construções, nas indústrias e etc.
Por que há balde em plás�co e não de chapa metálica ou madeira, como an�gamente? Resposta: O plás�co é mais leve que os outros materiais. Os compósitos poliméricos são usados em aplicações estruturais devido a uma combinação favorável de baixa massa específica e desempenho mecânico elevado. Para que carregar um pesado balde metálico se o plás�co torna o balde leve e estável o suficiente para transportar água?
Por que os fios elétricos são reves�dos de plás�co e não mais de porcelana ou tecido isolante, como an�gamente? Resposta: O reves�mento plás�co é mais flexível que a porcelana. Também é bem mais robusto e resistente às intempéries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o isolamento elétrico que é absolutamente vital neste caso.
Por que as geladeiras são reves�das internamente com plás�co? Resposta: O plás�co é robusto o suficiente e é um ó�mo isolante térmico, exigindo menor esforço do compressor para manter os alimentos congelados.
Por que o CD é feito de plás�co? Resposta: O plás�co u�lizado neste caso – policarbonato (ou, abreviadamente, PC) - é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que é mais leve e é bem menos frágil.
16.8 Exemplos
Polímeros termoplás�cos (Polímeros de adiçao)
Aplicações: Cd´s, garrafas, recipientes para filtros, componentes de interiores de aviões, coberturas translúcidas, divisórias, vitrines, etc.
Aplicações: Esquadrias, chapas, reves�mentos, molduras, filmes, estofamento de automóveis, em móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis, isolamento em refrigeradores industriais e domés�cos, polias e correias.
- PVC - Policloreto de vinila ou cloreto de polivinila
Aplicações: Telhas translúcidas, portas sanfonadas, divisórias, persianas, perfis, tubos e conexões para água, esgoto e ven�lação, esquadrias, molduras para teto e parede.
Aplicações: Grades de ar condicionado, gaiútas de barcos (imitação de vidro), peças de máquinas e de automóveis, fabricação de gavetas de geladeira, brinquedos, isolante térmico, matéria prima do isopor.
Aplicações: brinquedos, recipientes para alimentos, remédios, produtos químicos, carcaças para eletrodomés�cos, fibras, sacarias (ráfia), filmes orientados, tubos para cargas de canetas esferográficas, carpetes, seringas de injeção, material hospitalar esterilizável, autopeças (pára- choques, pedais, carcaças de baterias, lanternas, ventoinhas, ven�ladores, peças diversas no habitáculo), peças para máquinas de lavar.
- Polie�leno Tere�alato (PET)
Aplicações: Embalagens para bebidas, refrigerantes, água mineral, alimentos, produtos de limpeza, condimentos; reciclado, presta-se a inúmeras finalidades: tecidos, fios, sacarias, vassouras.
- Plexiglas - é conhecido como vidro plás�co.
Polímeros termoendureciveis (termofixos) (polimeros de condensaçao)
- Baquelite: usada em tomadas, telefones an�gos e no embu�mento de amostras metalográficas.
- Poliéster: usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, dentre outros, na forma de plás�co reforçado (fiberglass).
Elastômeros (borrachas)(Copolímeros)
- Poliisopreno - borracha semelhante à natural
- Buna S
Aplicações: pneus, câmaras de ar, vedações, mangueiras de borracha.
- Buna N ou perbunan
- Neopreno ou policloropreno
16.9 Reciclagem
Alguns polímeros, como termofixos e borrachas, não podem ser reciclados de forma direta, pois não existe uma forma de refundí-los ou depolimerizá-los.
Na maioria das vezes a reciclagem de termoplás�cos não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade. Somente plás�cos consumidos em massa, como o PE e PET , apresentam bom potencial econômico. Outro problema é o fato de os plás�cos reciclados serem encarados como material de segunda classe.
Quando a reciclagem não é possível a alterna�va é queimar os plás�cos, transformando-os em energia. Porém os que apresentam halogênio, como o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso não ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenação antes da queima.
16.10 Polímeros são moléculas gigantes que apresentam unidades que se repetem.
A substância inicial é chamada de monômero e sua repe�ção 2x, 3x .... nx dá origem ao:
( 2x ) dímero, ......... ( 3x ) trímero ......... ( nx ) polímero - mais de 100 unidades,
