Termoplástico - Thermoplastic

Um termoplástico , ou plástico termo - amolecedor , é um material de polímero plástico que se torna flexível ou moldável a uma certa temperatura elevada e solidifica com o resfriamento.

A maioria dos termoplásticos tem alto peso molecular . As cadeias de polímero se associam por forças intermoleculares , que se enfraquecem rapidamente com o aumento da temperatura, produzindo um líquido viscoso. Neste estado, os termoplásticos podem ser remodelados e são normalmente usados ​​para produzir peças por várias técnicas de processamento de polímero, como moldagem por injeção , moldagem por compressão , calandragem e extrusão . Os termoplásticos diferem dos polímeros termofixos (ou "termofixos"), que formam ligações químicas irreversíveis durante o processo de cura. Os termofixos não derretem quando aquecidos, mas normalmente se decompõem e não se reformam com o resfriamento.

Gráfico tensão-deformação de um material termoplástico

Acima de sua temperatura de transição vítrea e abaixo de seu ponto de fusão , as propriedades físicas de um termoplástico mudam drasticamente sem uma mudança de fase associada . Alguns termoplásticos não cristalizam totalmente abaixo da temperatura de transição vítrea, retendo algumas ou todas as suas características amorfas. Plásticos amorfos e semi-amorfos são usados ​​quando alta clareza óptica é necessária, já que a luz é fortemente espalhada por cristalitos maiores que seu comprimento de onda. Plásticos amorfos e semi-amorfos são menos resistentes ao ataque químico e ao cracking por estresse ambiental porque não possuem uma estrutura cristalina.

A fragilidade pode ser diminuída com a adição de plastificantes , o que aumenta a mobilidade dos segmentos da cadeia amorfa para diminuir efetivamente a temperatura de transição vítrea. A modificação do polímero por meio da copolimerização ou da adição de cadeias laterais não reativas aos monômeros antes da polimerização também pode diminuí-lo. Antes que essas técnicas fossem empregadas, as peças de plástico para automóveis freqüentemente rachavam quando expostas a baixas temperaturas. Estas são moléculas de cadeia longa lineares ou ligeiramente ramificadas, capazes de amolecer repetidamente no aquecimento e endurecer no resfriamento.

Acrílico

A indústria de acrílico de hoje pode ser dividida em dois mercados multibilionários distintos: de um lado, o mercado de ácidos poliacrílicos (PAA) e seus derivados de éster (PAc), e de outro, o mercado de poli (metacrilato de metila) (PMMA). O PMMA também é conhecido por nomes comerciais como Lucite, Perspex e Plexiglas. Ele serve como um substituto robusto do vidro para itens como aquários, botões, visores de capacete de motocicleta, janelas de aeronaves, portas de observação de submersíveis e lentes de luzes externas de automóveis. É amplamente utilizado para fazer sinais, incluindo letras e logotipos. Na medicina, é usado no cimento ósseo e na substituição de lentes oculares. A tinta acrílica consiste em partículas de PMMA suspensas em água.

Por muitas décadas, o PMMA tem sido o éster metacrílico predominante produzido em todo o mundo. Os principais participantes no mercado de PMMA são Mitsubishi Rayon (Japão), Arkema SA (França), LG MMA (Coreia do Sul), Chi Mei Corp. (Taiwan), Sumimoto Chemical Company Ltd (Japão), Evonik Industries (Alemanha), BASF ( Alemanha), Dow Chemical Company (EUA), AkzoNobel (Holanda), Quinn Plastics (Reino Unido) e Cytec Industries (EUA). Com relação ao mercado de PAA e PAc, os principais fabricantes são Nippon Shokubai Company Ltd. (Japão), Arkema SA (França) e Dow Chemical Company (EUA)

abdômen

Acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é um terpolímero sintetizado a partir de estireno e acrilonitrila na presença de polibutadieno . O ABS é um material leve que apresenta alta resistência ao impacto e tenacidade mecânica. Apresenta poucos riscos à saúde humana sob manuseio normal. É usado em muitos produtos de consumo, como brinquedos, eletrodomésticos e telefones.

Nylon

O nylon pertence a uma classe de polímeros chamados poliamidas . Tem servido como substituto principalmente do cânhamo, algodão e seda, em produtos como pára-quedas, cordas, velas, coletes à prova de balas e roupas. As fibras de náilon são úteis na fabricação de tecidos, cordas, tapetes e cordas musicais, ao passo que, na forma a granel, o náilon é usado para peças mecânicas, incluindo parafusos de máquina, engrenagens e invólucros de ferramentas elétricas. Além disso, é utilizado na fabricação de materiais compósitos resistentes ao calor.

PLA

O ácido polilático (polilactídeo) é um poliéster alifático termoplástico compostável derivado de recursos renováveis , como amido de milho (nos Estados Unidos), polpa de beterraba (na Europa), raízes de tapioca , chips ou amido (principalmente na Ásia) ou cana-de-açúcar . É um dos materiais usados ​​para impressão 3D com técnicas de modelagem por deposição fundida (FDM).

Polibenzimidazol

A fibra de polibenzimidazol (PBI, abreviação de Poly- [2,2 '- (m-fenilen) -5,5'-bisbenzimidazol]) é uma fibra sintética com um ponto de fusão muito alto. Possui estabilidade térmica e química excepcional e não acende imediatamente. Foi descoberto pela primeira vez pelo químico americano de polímeros Carl Shipp Marvel na busca de novos materiais com estabilidade superior, retenção de rigidez e tenacidade em temperatura elevada. Devido à sua alta estabilidade, o polibenzimidazol é usado para fabricar roupas de proteção de alto desempenho, como equipamentos de bombeiro, trajes espaciais para astronautas, luvas de proteção para altas temperaturas, roupas de soldadores e tecidos para paredes de aeronaves. Nos últimos anos, o polibenzimidazol encontrou sua aplicação como membrana em células a combustível.

Policarbonato

Os termoplásticos de policarbonato (PC) são conhecidos sob marcas comerciais como Lexan, Makrolon, Makroclear e arcoPlus. Eles são facilmente trabalhados, moldados e termoformados para muitas aplicações, como componentes eletrônicos, materiais de construção, dispositivos de armazenamento de dados, peças automotivas e de aeronaves, soquetes de verificação em próteses e vidros de segurança. Os policarbonatos não possuem um código de identificação de resina exclusivo. Itens feitos de policarbonato podem conter o monômero precursor bisfenol A (BPA). Susceptível à luz ultravioleta, a exposição resulta em amarelecimento (a degradação é especialmente visível em faróis que perderam ou não tinham revestimento protetor adequado).

Poliéter sulfona

Poliéter sulfona (PES) ou polissulfona é uma classe de termoplásticos especialmente projetados com alta estabilidade térmica, oxidativa e hidrolítica e boa resistência a ácidos minerais aquosos, álcalis, soluções salinas, óleos e graxas.

Polioximetileno

Polioximetileno (POM), também conhecido como acetal, [2] poliacetal e poliformaldeído, é um termoplástico de engenharia utilizado em peças de precisão que requerem alta rigidez, baixo atrito e excelente estabilidade dimensional. Tal como acontece com muitos outros polímeros sintéticos, ele é produzido por diferentes firmas químicas com fórmulas ligeiramente diferentes e vendido por nomes como Delrin, Celcon, Ramtal, Duracon, Kepital e Hostaform.

Poliéter éter cetona

O poliéter éter cetona (PEEK) é um polímero termoplástico orgânico incolor da família da poliariletercetona (PAEK), utilizado em aplicações de engenharia. Foi originalmente introduzido pela Victrex PLC, então ICI (Imperial Chemical Industries) no início dos anos 1980. Possui propriedades atrativas como boa resistência à abrasão, baixa inflamabilidade e emissão de fumaça e gases tóxicos.

Polieterimida

Polieterimida (PEI), produzida por uma nova reação de deslocamento de nitro envolvendo bisfenol A, 4, 4'-metilenodianilina e anidrido 3-nitroftálico, tem alta temperatura de distorção térmica, resistência à tração e módulo. Eles são geralmente usados ​​em peças elétricas e eletrônicas de alto desempenho, aparelhos de micro-ondas e peças automotivas sob o capô.

Polietileno

O polietileno (polietileno, polietileno, PE) é uma família de materiais semelhantes classificados de acordo com sua densidade e estrutura molecular. É também conhecido como poli e é obtido pela polimerização de adição de etileno. Pode ser de baixa densidade ou alta densidade dependendo do processo usado em sua fabricação. É resistente à umidade e à maioria dos produtos químicos. É flexível à temperatura ambiente (e baixa temperatura) e pode ser selado termicamente. Por ser um plástico barato, é feito em grandes quantidades para atender à demanda. Por exemplo:

  • o polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMWPE) é resistente e resistente a produtos químicos. É usado para fabricar peças de máquinas móveis, rolamentos, engrenagens, juntas artificiais e alguns coletes à prova de balas.
  • Polietileno de alta densidade (HDPE), plástico reciclável no. 2, é comumente usado como jarros de leite, garrafas de detergente líquido para roupas, móveis de jardim, recipientes de margarina, latas portáteis de gasolina, sistemas de distribuição de água potável, tubos de drenagem de água e sacolas de supermercado.
  • O polietileno de média densidade (MDPE) é usado para embalagens de filmes, sacos e tubos e conexões de gás.
  • O polietileno de baixa densidade (PEBD) é flexível e é usado na fabricação de garrafas squeeze, tampas de jarro de leite, sacolas para lojas de varejo e polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) como filme plástico para transporte e manuseio de caixas de bens duráveis, e como o cobertura alimentar doméstica comum.

Óxido de polifenileno

O óxido de polifenileno (PPO), que é obtido a partir do radical livre, polimerização de acoplamento oxidativo de crescimento em etapas de 2,6-xilenol, tem muitas propriedades atraentes, como alta distorção por calor e resistência ao impacto, estabilidade química a ácidos minerais e orgânicos e baixa absorção de água. O PPO é difícil de processar e, portanto, a resina comercial (Noryl) é feita pela mistura de PPO com poliestireno de alto impacto (HIPS), que serve para reduzir a temperatura de processamento.

Sulfeto de polifenileno

O sulfeto de polifenileno (PPS) obtido pela polimerização por condensação de p-diclorobenzeno e sulfeto de sódio, possui excelente resistência química, boas propriedades elétricas, excelente retardamento de chama, baixo coeficiente de atrito e alta transparência à radiação de microondas. O PPS é usado principalmente em aplicações de revestimento. Isso é feito pulverizando uma pasta aquosa de partículas de PPS e aquecendo a temperaturas acima de 370 ° C. Graus particulares de PPS podem ser usados ​​em moldagem por injeção e compressão a temperaturas (300 a 370 ° C) nas quais as partículas de PPS amolecem e sofrem reticulação aparente. As principais aplicações de PPS moldado por injeção e compressão incluem utensílios de cozinha, rolamentos e peças de bombas para serviços em vários ambientes corrosivos.

Polipropileno

Polipropileno (PP) é útil para tais produtos diversos como recipientes de plástico reutilizáveis alimentares, microondas e lava-louças recipientes de plástico , tecido de revestimento, almofada sanitária revestimento e revestimento, cordas, tapetes, molduras de plástico, os sistemas, os tubos baterias de carro , para o isolamento eléctrico cabos e filtros para gases e líquidos. Na medicina, é usado no tratamento de hérnias e na fabricação de equipamentos médicos resistentes ao calor. As folhas de polipropileno são usadas para pastas e embalagens de papelaria e caixas de armazenamento transparentes. O polipropileno é definido pelo plástico reciclável número 5. Embora relativamente inerte, é vulnerável à radiação ultravioleta e pode degradar-se consideravelmente sob a luz solar direta. O polipropileno não é tão resistente ao impacto quanto os polietilenos (HDPE, LDPE). Também é um pouco permeável a gases e líquidos altamente voláteis.

Poliestireno

O poliestireno é fabricado em várias formas e com diferentes aplicações. O poliestireno extrudado (PS) é utilizado na fabricação de talheres descartáveis, caixas de CD e DVD, modelos plásticos de automóveis e barcos e caixas para detectores de fumaça. A espuma de poliestireno expandido (EPS) é usada na fabricação de materiais de isolamento e embalagem, como "amendoim" e espuma moldada usada para amortecer produtos frágeis. Os copolímeros de poliestireno são usados ​​na fabricação de brinquedos e embalagens de produtos.

Cloreto de polivinila

O cloreto de polivinila (PVC) é um material leve e resistente que é durável, bastante rígido e versátil e é resistente a ácidos e bases. Grande parte é utilizada pela indústria da construção, como revestimentos de vinil, canos de esgoto, calhas e telhas. Também é convertido em formas flexíveis com a adição de plastificantes, tornando-o útil para itens como mangueiras, tubos, isolantes elétricos, casacos, jaquetas e estofados. O PVC flexível também é utilizado em produtos infláveis, como camas d'água e brinquedos para piscinas. O PVC também é um material comum em bonecos de vinil , especialmente em países como o Japão , onde o material é amplamente utilizado nas chamadas bonecos de Sofubi . Como o PVC se dobra facilmente e tende a ser dobrado durante o transporte, um método para mitigar essa deformação é aquecer o plástico até que ele se torne móvel e, em seguida, reformar o material no formato desejado.

O PVC é produzido em muitas modificações específicas para afetar suas propriedades químicas e físicas. No policloreto de vinila plastificado (pPVC), os plastificantes são adicionados à matéria-prima antes da moldagem para torná-la mais flexível ou maleável. No início, os aspectos de saúde e ambientais disso eram mal compreendidos e, após estudos, ocorreram substituições e proibições de produtos. A forma original é freqüentemente referida como cloreto de polivinila não plastificado (uPVC), que é o tipo mais comumente usado para instalações como água, esgoto e encanamento de transporte de esgoto.

A modificação química freqüentemente produz mudanças mais drásticas nas propriedades. O cloreto de polivinila clorado (CPVC) é produzido através da exposição do PVC à contínua reação de cloração de radical livre que originalmente formula o polímero de PVC. A reação de cloração continua a adicionar átomos de cloro à estrutura do hidrocarboneto do polímero até que a maioria das aplicações comerciais atinja uma faixa percentual entre 56 e 74% de cloro total. Este aumento no teor de cloro elementar contribui para o aumento da expressão do CPVC de características baseadas no cloro, como durabilidade química, resistência a ácidos, bases e sais; suscetibilidade a compostos à base de amônia, aromáticos, ésteres, cetonas; estabilidade química; resistência à transferência de energia térmica. O CPVC é comumente usado em sistemas de distribuição de água, produtos químicos, quente e frio para aplicações residenciais, comerciais e industriais.

Fluoreto de polivinilideno

O fluoreto de polivinilideno, PVDF , pertence à classe dos termoplásticos fluoropolímeros e é conhecido por sua alta inércia química e resistência. O PVDF é obtido através da polimerização do monômero de fluoreto de vinilideno. O termoplástico PVDF é fabricado em folhas e tubos para usos de engenharia, bem como pós e revestimentos que podem ser dissolvidos em solventes e aplicados na superfície do produto. O PVDF é amplamente utilizado na indústria química como tubulação para produtos químicos agressivos e líquidos de alta pureza. O material PVDF é usado na construção, transporte, processos químicos, eletricidade, baterias, águas residuais e tratamento.

Politetrafluoroetileno (Teflon)

O politetrafluoroetileno (PTFE) é um fluoropolímero sintético de tetrafluoroetileno, comumente reconhecido pela marca Teflon . O PTFE é hidrofóbico : os líquidos aquosos não umedecem o material, pois os fluorocarbonos demonstram forças de dispersão London atenuadas devido à alta eletronegatividade do flúor. Isso também apóia seu uso em revestimentos de utensílios de cozinha. O polímero tem um dos coeficientes de atrito mais baixos de qualquer sólido e, portanto, é comumente usado para rolamentos e suporte de peças mecânicas móveis.

Veja também

Referências

links externos