apostila polímeros

apostila polímeros

(Parte 1 de 2)

Prof. Joséde A. Freitas Jr. Ministério da Educação

Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia

MATERIAIS I –Química Aplicada

(TC-030) Polímeros

Prof. Joséde AlmendraFreitas Jr. freitasjose@t erra.com

Prof. Joséde A. Freitas Jr. Universidade Federal do Paraná

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POLÍMEROS A aplicação dos polímeros na construção civil:

Produtos utilizados háum bom tempo: •Tubos de PVC,

Diversas aplicações mais recentes:

•Colas de alto desempenho a base de epoxi, poliéster e meta-acrilato •Tubos de polieltilenoreticulado

•Selantesde poliuretano, etc.

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POLÍMEROS – Definição:

Moléculas longas, de cadeias orgânicas, compostas por repetição de monômeros.

Genericamente plásticos = polímeros sintéticos.

"plastikos”-adequado para moldagem“poli”–muitos
“mono”-um“meros”-parte

Palavras gregas:

Moldados através de vários processos: por compressão, por transferência, por injeção, por extrusão etc. Sempre aplicando calor e pressão, juntos ou independentemente.

Resinas contêm carbono e derivam de: Carvão, celulose, petróleo, ar, sal marinho, vegetais, substâncias gordas, etc.

Amolecem àquente com ou sem pressão.

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POLÍMEROS – Definição: Três grupos:

Term ofixos Polimerizac/ calor na moldagem. Grande quantidade de ligações cruzadas nas moléculas. Não remoldadepois de polimerizado, se aquecido decompõe.

Termoplásticos Amolecem ao calor e endurecem no resfriamento. Processo reversível, mas degrada o material. Pode fundir novamente c/ calor ou dissolução em solventes.

Elastômeros Grupo àparte de polímeros, apresentam grande elasticidade. Borrachas sintéticas.

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POLÍMEROS – Formação:

As resinas são formadas por macromoléculas. (longas cadeias de átomos).

As cadeias se unem formando fibras.

Macromoléculas são obtidas por reações de polimerização.

Tipos de polimerização:

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POLÍMEROS – Formação:

Poliadição: Endurecimento por reações de adição de pequenas moléculas com resina, sem nenhuma eliminação de substância.

Exemplo: monômero bivalente de vinil

Monômeros idênticos bivalentes se unem em grande número p/ formar uma macromolécula (polímero linear).

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Polímeros lineares de poliadição POLÍMEROS :

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Polímeros lineares de poliadição POLÍMEROS :

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POLÍMEROS – Formação:

Poliadição – Copolímeros:

2 tipos de monômeros diferentes e bivalentes se associam em grande número p/ formar macromoléculas chamadas copolímeros lineares.

Todas as formações lineares são resinas termoplásticas.

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Copolíme ros POLÍMEROS – Formação:

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POLÍMEROS – Formação: Policondensação:

Quando elimina um resíduo de reação entre moléculas.

A união de monômeros bivalentes e trivalentes possibilita moléculas tridimensionais gigantes que caracterizam as resinas termofixas.

A repetição do módulo estrutural na macromolécula chama-se índice de polimerização, (varia de alguns milhares ao milhão).

O índice de policondensaçãose situa em centenas a alguns milhares. Policondensados são:

•Termoplásticos quando lineares (poliamidas:Nylon). •Termofixos quando tridimensionais (cresóis-formóis: Baquelite).

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Aditivos para Resinas:

Cargas:em baixa qtd. nos termoplásticos, maior nos termofixos. Adicionadas p/ baixar de custo. Podem melhorar características. Resist. mecânica melhora c/ cargas fibrosas: fios, fibras vegetais, etc. Resist. ao calor aumenta c/: amianto, fibra de vidro, ardósia, etc. Resist. Elétrica aumenta c/: adição de mica, sílica, etc.

Plastificantes:substâncias de fraca volatilidade, que se adicionam p/ modificar as prop. plásticas ou elásticas da matéria. Cânfora p/ celulóide, óleos e ftalatosp/ PVC. Conforme a quantidade obtêm-se dura, semi-dura ou branda.

Estabilizantes:Acrescentados p/ evitar a deterioração do material plástico sob o efeito agentes nocivos: calor, oxigênio ou raios UV. Comuns: derivados de estanho, bário, cádmio ou chumbo.

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Aditivos para Resinas:

Corantes:pigmentos orgânicos ou minerais.

Brancos:sulfato de barita, giz, talco, branco de titânio Pretos: negro-de-furno e gr afite Amarelo:amarelo de cromo Escuros:zarcão de alumínio, peróxido de ferro Vermelhos:zarcão de chumbo e vermelho de cádmio Verde:óxido verde de cromo Gris:ardósia em pó Metálicos: ouro, prata, alumínio, etc.

Aceleradores:ativam a policondensaçãodos Termofixos.

Inibidores:retardam a policondensação.

Aditivos diversos:desodorantes, antiestáticos, lubríficantes, agentes espumantes, fungic idas.

Solventes:utilizados para conferir p/ resina mobilidade temporária, permitindo a transformação por trefilação(álcool, éter).

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Primeiros que apareceram no mercado foram extraídos da caseína (albumina do leite) ou da celulose.

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Posteriormente provenientes do carvão mineral, petróleo, calcário e outros.

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Bolas de ping-pong

Filmes fotográficos e de cinema

Um dos primeiros plásticos.

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Resinas de condensação:

Polimerização e endurecimento em três fases:

Estado A: Produto a condensar élíquido ou pó. Monômero solúvel no álcool e na acetona.

Estado B: Sob a catalisador, estápronto p/ ser moldado, a solubilidade diminui. Aumenta grau de policondensação, a duração da compressão na moldagem éreduzida (1 min. por m de parede).

Estado C: Condensação completa durante a moldagem por compressão, sob o efeito do calor (170 o C)e da pressão.

Produto acabado: duro, insolúvel, infusível.

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Resinas de condensação -Moldagem:

Prensa Prensagem

Bicomponentes líquidos

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TERMOFIXOS: Resinas de condensação:

Características seguintes:

Lacas, estratificados, isolantes elétricos ...

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TERMOFIXOS:Resinas de condensação

Base écondensação de fenol e de formol. Excelentes qualidades mecânicas, físicas, químicas e elétricas (exceto em muito altas freqüências).

Utilizadas principalmente para as aplicações industriais. Inconvenientes: cor escura e liberta um odor de fenol.

Telefone de baquelite

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TERMOFIXOS:Resinas de condensação

Resinas epóxi:

Epoxiou poliepoxido-polímero termofixoque endurece (polimerizae cria ligações cruzadas) quando misturado com catalisador.

O produto são resinas sólidas, duras e infusíveis.

Mais comuns a partir de reação entre epiclorohidrinae bisfenol-A .

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TERMOFIXOS: Resinas epoxi

Pintur as: Tintas de baixa permeabilidade e alta resistência àabrasão. Pinturas a pópor fusão contra corrosão de vergalhões de aço p/ C.A. Pinturas de pisos e paredes altamente duráveis e impermeáveis.

Adesivos epóxi: Suportam e endurecem sob a água. Adesivos estruturais ou resinas de engenharia. Usados onde a alta resistência énecessária. (Até80 MPaem 24h)

Piso industrial

Cola epóxi comum

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Pintura epóxi p/ proteção de armaduras:

Corrosão do aço éprincipal patologia em estruturas de C.A, p/ proteção do aço, em ambientes agressivos, película epóxi nos vergalhões.

Impermeabiliza e isola eletricamente as armaduras.

Pintura a termo fusão em pósobre as armaduras jámontadas. Vergalhões jateados, pintados e depois aquecidos p/ polimerização.

RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil

Armaduras pintadas com epoxi

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Chumbadores químicos:

Fixa armaduras em orifícios feitos em concreto endurecido. Alta aderência. Grande resistência mecânica. Endurecimento em minutos.

RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil

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Argamassas de polímeros sem cimento Portland:

Argamassas de polímeros como aglomerantes, com ou sem agregados. Materiais de alto custo e uso limitado. Situações que necessitam de: •Alta resistência mecânica (até80 MPaem algumas horas)

•Alta aderência (aço, concretos antigos,mantas de fibras de carbono)

RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil

Colagem de peças prémoldadas de ponte com argamassa epóxi tixotrópica

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Argamassas de polímeros sem cimento Portland:

Aplicações: •Reparos estruturais de pequeno volume

•Colagem de reforços estruturais de aço ou fibra de carbono

•Execução de revestimentos impermeáveis, atésubaquáticos.

RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil

Assentamento de estrutura metálica com grauteàbase de epóxi.

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Injeção de epoxiem trincas: Finalidade estrutural –deixar a estrutura monolítica

RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil

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Injeção de epoxiem trincas: Finalidade estrutural –deixar a estrutura monolítica

RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil

Aspecto das fissuras já seladas.

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Pisos epoxi: Revestimento de alta resistência aplicado em camadas tornando o piso liso e com elevada resistência mecânica e química.

Combinações de compostos poliméricos epoxis, agregados a cargas minerais.

Acabamento liso ou antiderrapante.

RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil

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Pisos epoxi:

Aplicações: Cozinhas industriais, áreas comerciais, industriais, laboratórios, depósitos, galpões, pisos de concreto, áreas com tráfego intenso e pesado, postos de gasolina, industrias alimentícias, superfícies metálicas.

RESINAS EPOXI:Aplicações na construção civil

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TERMOFIXOS:Resinas de condensação

Resinas de poliéster:

Neste polímero todas as unidades de repetição são idênticas.

Fibras têxteis -Dacron(50% das fibras sintéticas em vestimentas). Fitas magneticas-Mylar–p/ gravação de som, vídeos e dados.

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RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil

Geotêxtil não tecido:

Têxtil de fibras de: poliéster, polipropilenoou PETreciclado, cortadas em filamentos contínuos, distribuídos aleatoriamente. Mantas permeáveis p/ filtro, drenagem, reforço e proteção.

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Geotêxtil não tecido: RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil

Filtro em sistemas de drenagrem em: aterros, pavimentos, fundações de edifícios, muros de contenção e represas.

Separação entre o material nobre da base e o solo ruim do subleito, garantindo a manutenção da integridade da estrutura do pavimento.

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Geotêxtilnão tecido: Reforço de muros e taludes RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil

Em estruturas de contenção proporcionam grande redução no volume de movimentação deterra e um expressivo ganho de área útil. Facilidade, rapidez de execução e baixo custo.

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Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV): RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil

PRFV ou fiberglass, compósito a partir da aglomeração de filamentos flexíveis de vidro com resina poliéster (ou outra) e catalisador p/ polimerização.

Éaltamente resistente, excelentes propriedades mecânicas.

Peças com grande variedade de formatos e tamanhos, tais como cascos de barcos, fuselagens de aviões, caixas d'água, piscinas, recipientes de armazenamento,carrocerias de automóveis, na construção civil e etc...

Fossas sépticas Resinas:

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Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV): RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil

Resinas:

Poliéster:

•Ortoftálica(Comum): cor escura, p/ caixas d'água, piscinas, banheiras, orelhões, barcos, latarias de automóveis, etc.

•OrtoftálicaCristal: Transparente, p/ de telhas translúcidas, vitrôs.

•OrtoftálicaFlexível: combinada c/ resina comum, p/ maior flexibilidade.

•Isoftálicae Isoftálicacom NPG -p/ resistência contra as intempéries.

•Éster Vinílicas: p/ ambientes corrosivos, reservatórios de produtos químicos e altas temperaturas.

Epóxi: •P/ peças especiais, menor peso e maior resistência.

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Plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV): RESINAS POLIÉSTER:Aplicações na construção civil

Fibras de vidro com resina poliéster

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TERMOFIXOS:Resinas de condensação

Polietileno tereftalato (PET): Termoplástico, éum tipo de poliéster, feito de etileno glicole ácido tereftálicopela divisão de moléculas de água.

As unidades são reunidas para fazer o grupo éster. Com ligações cruzadas produz plástico transparente e limpo utilizado em garrafas para bebidas. Embalagens baratas, leves, resistentes e recicláveis. Excelente barreira para gases e odores.

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TERMOFIXOS:Resinas de condensação

Silicones:

Extraídos de areia SiO, quartzo, ou sal NaCI.

Cadeias c/ uma dezena de átomos de silício:

Óleos c/ viscosidade muito estável a temperaturas de –40 a + 40 o C.

(óleos minerais sofrem variações duzentas vezes maiores).

Cadeias c/ dois mil ou mais átomos de silício:

Material elástico , tipo borracha. Bom isolamento elétrico, resistente aos agentes químicos, suporta variações de temperatura, de -60 a + 360 o C, mantêm consistência até200 o C.

Aplicações na construção civil:

•Selantesp/ juntas • Películas hidrorrepelentes

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TERMOFIXOS:Resinas de condensação

Silicones:

Tipos de silicone: •Ácidos: Acético

•Neutros: Oxímicos;Alcoólicos e Amínico

Em concreto ou argamassas de cimento/cal: não usar silicones acéticos. (solvente = ácido acético).

Ácido reage c/ compostos básicos do cimento ou da cal.

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