Sintese do processamento de polimeros, Slides de Engenharia de Materiais

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SÍNTESE E PROCESSAMENTO DE

POLÍMEROS

Equipe: Eudes Rodrigues Renato Bezerra

SUMÁRIO

 Polimerização

 Aditivos para polímeros

 Técnicas de conformação para Plásticos

 Fabricação de Elastômetros

 Fabricação de Fibras e Filmes

A reação de polimerização pode ser feita de duas formas diferentes, polimerização por adição e por condensação.  Polimerização por Adição A polimerização de adição (às vezes chamada de polimerização por reação em cadeia) é um processo pelo qual as unidades de monômero são anexadas uma de cada vez em forma de cadeia para formar um macromolécula linear. Três estágios distintos - iniciação, propagação e término. Durante a etapa de iniciação, um centro ativo capaz de propagar é formado por uma reação entre uma espécie de iniciador (ou catalisador) e o monômero.

A propagação envolve o crescimento linear da cadeia polimérica pelo sequencial adição de unidades monoméricas a esta molécula ativa de cadeia crescente. Mil unidades A propagação pode terminar de maneiras diferentes. Primeiro, os fins ativos de duas cadeias de propagação podem se unir para formar uma molécula. A outra possibilidade de terminação envolve duas moléculas em crescimento que reagem para formar duas “correntes mortas”.

 Polimerização por condensação A polimerização por condensação (ou reação em etapas) é a formação de polímeros por reações químicas intermoleculares em etapas, que podem envolver mais de uma espécie de monômero. Por exemplo, considere a formação do poliéster poli (tereftalato de etileno) (PET), a partir da reação entre etilenoglicol e ácido tereftálico.

ADITIVOS PARA POLÍMEROS

Substâncias estrangeiras chamadas aditivos são intencionalmente introduzidas para melhorar ou modificar propriedades mecânicas, químicas e físicas num grau muito maior e, assim, tornar o polímero mais útil. Aditivos típicos incluem materiais de enchimento, plastificantes, estabilizantes, corantes e retardadores de chama.

PLASTIFIANTES

A flexibilidade, ductilidade e tenacidade dos polímeros podem ser melhoradas com o auxílio de aditivos chamados plastificantes. Sua presença também produz reduções na dureza e rigidez. Plastificantes são geralmente líquidos com baixa pressão de vapor e baixa pesos moleculares. Plastificantes são comumente usados em polímeros que são intrinsecamente frágeis à temperatura ambiente, como poli (cloreto de vinila) e alguns dos copolímeros de acetato. O plastificante reduz a temperatura de transição vítrea, para que, em condições ambientais os polímeros possam ser usados em aplicações requerendo uma flexibilidade e ductilidade.

ESTABILIZADORES

Alguns materiais poliméricos, sob condições ambientais normais, estão

sujeitos a deterioração rápida, geralmente em termos de integridade

mecânica. Aditivos que neutralizam processos deteriorativos são chamados de

estabilizadores.

 Uma forma comum de deterioração resulta da exposição de radiação

ultravioleta (UV)]. A radiação ultravioleta interage e causa uma separação

de algumas das ligações covalentes ao longo das cadeias moleculares. A

estabilização UV pode ser corigida adicionando um material absorvente de

UV, em uma camada fina na superfície atundo como filtro solar.

A outra é adicionar materiais que reagem com as ligações quebradas pela

radiação UV antes que eles possam participar de outras reações que levam

a danos adicionais ao polímero.

 Outro tipo importante de deterioração é a oxidação é uma consequência

da interação química entre o e as moléculas poliméricas. Estabilizadores

consomem oxigênio antes de atingir o polímero impedindo a oxidação.

RETARDANTES DE CHAMAS

A inflamabilidade dos materiais poliméricos é uma grande preocupação, especialmente na fabricação de têxteis e brinquedos infantis. A maioria dos polímeros é inflamável em sua forma pura; As exceções incluem aquelas contendo cloro ou flúor, tais como poli (cloreto de vinilo) e politetrafluoroetileno. A resistência podem ser aumentados por aditivos que podem funcionar interferindo no processo de combustão através do fase gasosa, ou iniciando uma reação de combustão diferente que gere menos calor e assim reduzindo a temperatura.

TÉCNICAS DE CONFORMAÇÃO PARA

PLÁSTICOS

Fatores que dependem para a conformação:  se o material é termoplástico ou termorrígido  Se for termoplástico, ele depende da temperatura na qual ele amolece  Da estabilidade atmosférica do material que está sendo conformado  Da geometria e do tamanho do produto acabado

MOLDAGEM POR COMPRESSÃO E POR

TRANSFERÊNCIA

Na moldagem por compressão, a quantidade apropriada de polímeros e aditivos necessários completamente misturada, é colocada entre os elementos macho e fêmea do molde. Ambas as peças do molde são aquecidas, fazendo com que o plástico se torne viscoso e escoe para se conformar à forma do molde. Esta técnicas é utilizada tanto para polímero termoplástico quanto para termorrígido. Na moldagem por transferência as matérias-primas sólidas são, em primeiro lugar, fundidas em câmara de transferência aquecida. Utilizada com polímeros termorrígidos e para peças com geometrias complexas.

MOLDAGEM POR INJEÇÃO

É a técnica mais amplamente utilizada para fabricação de matérias termoplásticos. Essa moldagem ocorre da seguinte maneira, a quantidade correta de material peletizado é alimentada a partir de um funil de alimentação para o interior do cilindro, pelo movimento de um êmbolo ou pistão. Essa carga é empurrada para frente, para o interior de uma câmara de aquecimento, onde é forçada ao redor de um espalhador, de modo a ter melhor contato com a parede aquecida. Como resultado, o material termoplástico se funde para formar um líquido viscoso. Em seguida, o plástico fundido é impelido, novamente pelo movimento do êmbolo, através de um bico injetor, para o interior da cavidade do molde; a pressão é mantida até que o material moldado tenha se solidificado. Finalmente, molde é aberto, a peça é ejetada, o molde é fechado e todo o ciclo é repetido.

MOLDAGEM POR SOPRO

A moldagem por sopro ocorre com da seguinte maneira um parison é colocado em um molde bipartido que apresenta a configuração desejada para o recipiente. A peça oca é conformada pelo sopro de ar ou de vapor sob pressão no interior do parison, forçando as paredes do tubo a se conformarem aos contornos da cavidade do molde. Tanto a temperatura quanto a viscosidade do parison devem ser cuidadosamente reguladas.

FUNDIÇÃO

Esta técnica pode ser feita tanto para plásticos termoplásticos e quanto para termorrígidos. O material plástico fundido é vertido no interior de um molde e deixado solidificar. A solidificação dos termoplásticos ocorre mediante o resfriamento a partir do estado fundido, já nos termorrígidos o endurecimento é consequência do verdadeiro processo de polimerização ou cura, realizada geralmente em uma temperatura elevada.