Resina termoplástica – o que é e suas aplicações

As resinas sintéticas são polímeros preparados via processos de polimerização por adição ou por condensação. São amplamente utilizadas, na forma de soluções ou dispersões, na produção de tintas (a resina é o veículo responsável pelo brilho e pelas propriedades físicas do filme após a secagem) e adesivos.

Uma segunda classificação refere-se ao tipo de comportamento após a aplicação:

  • Resina Termofixa: Resinas que sob a ação do calor sofrem um processo de reticulação interna (crosslinking), o que é tecnicamente chamado de processo de cura. O filme final é insolúvel em solventes.
    • Este processo de cura é promovido através do uso de grupos funcionais reativos (sistemas mono ou poli componentes). Ex: cura do filme de uma resina acrílica hidroxilada com uma resina melamina-formaldeído a 140 °C (processo utilizado na maioria das montadoras de veículos do Brasil).
  • Resina Termoplástica: Resinas cujo processo de formação de filme ocorre exclusivamente pela secagem física (evaporação de solventes). Se o filme final for exposto aos solventes adequados será solubilizado novamente. Geralmente são utilizadas resinas acrílicas com alta temperatura de transição vítrea (Tg), comumente chamadas “lacas acrílicas”.
      • Este tipo de sistema não é muito utilizado na produção de tintas devido a sua baixa performance quanto a resistência aos solventes e a excessiva emissão de VOC (sigla para Volatile Organic Compounds, ou compostos orgânicos voláteis). Estas resinas precisam ter um peso molecular muito alto, o que demanda uma quantidade excessiva de solventes a fim de obter uma viscosidade de aplicação adequada.

 

  • O que é POLIETILENO?Polietileno é um polímero parcialmente cristalino, flexível, cujas propriedades são acentuadamente influenciadas pela quantidade relativa das fases amorfa e cristalina.

Os polietilenos são inertes face à maioria dos produtos químicos comuns, devido à sua natureza parafínica, seu alto peso molecular e sua estrutura parcialmente cristalina. Em temperaturas abaixo de 60°C, são parcialmente solúveis em todos os solventes.

Em condições normais, os polímeros etilênicos não são tóxicos, podendo inclusive ser usados em contato com produtos alimentícios e farmacêuticos, no entanto certos aditivos podem ser agressivos. No passado, o polietileno era classificado pela sua densidade e pelo tipo de processo usado em sua fabricação. Atualmente, os polietilenos são mais apropriadamente descritos como polietilenos ramificados e polietilenos lineares.

Dependendo das condições reacionais e do sistema catalítico empregado na polimerização, cinco tipos diferentes de polietileno podem ser produzidos:

        • Polietileno de baixa densidade (PEBD ou LDPE)
        • Polietileno de alta densidade (PEAD ou HDPE)
        • Polietileno linear de baixa densidade (PELBD ou LLDPE)
        • Polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM ou UHMWPE)
        • Polietileno de ultra baixa densidade (PEUBD ou ULDPE)

 

PEBD – Polietileno de Baixa Densidade

Ver Tabela

O processo de produção de PEBD utiliza pressões entre 1000 e 3000 atmosferas e temperaturas entre 100 e 300°C. Temperaturas acima de 300°C geralmente não são utilizadas, pois o polímero tende a se degradar. Vários iniciadores (peróxidos orgânicos) têm sido usados, porém o oxigênio é o principal. A reação é altamente exotérmica e assim uma das principais dificuldades do processo é a remoção do excesso de calor do meio reacional. Essa natureza altamente exotérmica da reação a altas pressões, conduz a uma grande quantidade de ramificações de cadeia, as quais têm uma importante relação com as propriedades do polímero.

O PEBD tem uma combinação única de propriedades: tenacidade, alta resistência ao impacto, alta flexibilidade, atóxico, transparente, boa processabilidade, estabilidade e propriedades elétricas notáveis.

Apesar de ser altamente resistente à água e a algumas soluções aquosas, inclusive a altas temperaturas, o PEBD é atacado lentamente por agentes oxidantes.

A permeabilidade à água do PEBD é baixa quando comparada a de outros polímeros. A permeabilidade a compostos orgânicos polares como álcool ou éster é muito mais baixa do que aos compostos orgânicos apolares como heptano ou éter dietílico.

O PEBD pode ser processado por extrusão, moldagem por sopro e moldagem por injeção. Assim sendo, é aplicado como filmes para embalagens industriais e agrícolas, filmes destinados a embalagens de alimentos líquidos e sólidos, filmes laminados e plastificados para alimentos, embalagens para produtos farmacêuticos e hospitalares, brinquedos e utilidades domésticas, revestimento de fios e cabos, tubos e mangueiras.

 

PEBDL – Polietileno de Baixa Densidade Linear

Ver Tabela

Polietileno linear de baixa densidade (PELBD) é um copolímero de etileno com uma α-olefina (propeno, 1-buteno, 1-hexeno ou 1-octeno). O PELDB apresenta estrutura molecular de cadeias lineares com ramificações curtas  e distribuição de peso molecular estreita quando comparada com a do polietileno de baixa densidade (PEBD).

As ramificações de cadeia curta têm influência, tanto no PELBD como no PEBD, sobre a morfologia e algumas propriedades físicas tais como, rigidez, densidade, dureza e resistência à tração.

As propriedades de filmes de PELBD são atribuídas a sua linearidade e cristalinidade. A estrutura molecular do PEBDL é essencialmente linear devido ao tipo de catalisador usado. Sua cristalinidade, embora muito menor que a do PEAD, é maior do que a do PEBD. Essa maior cristalinidade em adição à linearidade das cadeias poliméricas, afetam positivamente as propriedades mecânicas dos filmes sem causar decréscimo em suas características ópticas. Comparado ao PEAD, o PEBDL apresenta resistência à tração e dureza mais baixas, conforme aumenta o teor de ramificações, e exibe maior resistência ao impacto e ao rasgamento (filmes).

O PEBDL é um termoplástico com elevada capacidade de selagem a quente, sendo muito utilizado em embalagens de gêneros de primeira necessidade, substituindo o PEBD em várias aplicações.

É utilizado em filmes para uso industrial, fraldas descartáveis e absorventes, lonas em geral, brinquedos, artigos farmacêuticos e hospitalares, revestimento de fios e cabo.

A extrusão de filmes tubulares fornece materiais para embalagem de aves e de pão. Em misturas com PEAD ou com PEBD, o PELBD é utilizado em sacaria industrial, embalagem para ração animal e filme agrícola. A extrusão de filmes planos fornece produtos para serem utilizados em plástico bolha.

O PEBDL poder ser utilizado para injeção de tampas para utilidade domésticas, recipientes, artigos flexíveis e peças de uso geral.

 

PEAD – Polietileno de Alta Densidade

Ver Tabela

A linearidade das cadeias e conseqüentemente a maior densidade do PEAD fazem com que a orientação, o alinhamento e o empacotamento das cadeias sejam mais eficientes; as forças intermoleculares (Van der Waals) possam agir mais intensamente e, como consequência, a cristalinidade seja maior que no caso do PEBD. Sendo maior a cristalinidade, a fusão poderá ocorrer em temperatura mais alta.

Devido à cristalinidade e à diferença de índice de refração entre as fases amorfa e cristalina, filmes de PEAD (obtido via catalisadores Ziegler-Natta ou Phillips) finos são translúcidos, menos transparentes do que o PEBD (obtido via radicais livres), que é menos cristalino.

Enquanto as propriedades elétricas são pouco afetadas pela densidade e pelo peso molecular do polímero, as propriedades mecânicas sofrem uma forte influência do peso molecular, do teor de ramificações, da estrutura morfológica e da orientação.

A orientação das cadeias poliméricas exerce um forte efeito sobre as propriedades mecânicas do polímero. Materiais fabricados com PEAD altamente orientado são aproximadamente dez vezes mais resistentes do que os fabricados a partir do polímero não orientado, pois a orientação aumenta o empacotamento das cadeias e conseqüentemente aumenta a rigidez do polímero.

Em geral, o PEAD exibe baixa reatividade química.

À temperatura ambiente PEAD não é solúvel em nenhum solvente conhecido, apesar de muitos solventes, como xileno, por exemplo, causarem um efeito de inchamento. Sob altas temperaturas, PEAD se dissolve em alguns hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos. O PEAD é relativamente resistente ao calor.

O PEAD é utilizado em diferentes segmentos da indústria de transformação de plásticos, abrangendo os processamentos de moldagem por sopro, extrusão e moldagem por injeção.

– Injeção
Pelo processo de injeção, o PEAD é utilizado para a confecção de baldes e bacias, bandejas para pintura, banheiras infantis, brinquedos, conta-gotas para bebidas, jarros d’água, potes para alimentos, assentos sanitários, bandejas, tampas para garrafas e potes, engradados, bóias para raias de piscina, caixas d’água, entre outros.

– Sopro
Enquanto que pelo processo de sopro, destaca-se a utilização na confecção de bombonas, tanques e tambores de 60 a 250 litros, onde são exigidas principalmente resistência à queda, ao empilhamento e a produtos químicos, frascos e bombonas de 1 a 60 litros, onde são embalados produtos que requeiram alta resistência ao fissuramento sob tensão. Também é utilizado na confecção de frascos que requeiram resistência ao fendilhamento por tensão ambiental, como: embalagens para detergentes, cosméticos e defensivos agrícolas, tanques para fluído de freio e outros utilizados em veículos e na confecção de peças onde é exigido um produto atóxico, como brinquedos.

– Extrusão
Por extrusão, é aplicado em isolamento de fios telefônicos, sacos para congelados, revestimento de tubulações metálicas, polidutos, tubos para redes de saneamento e de distribuição de gás, emissários de efluentes sanitários e químicos, dutos para mineração e dragagem, barbantes de costura, redes para embalagem de frutas, fitas decorativas, sacos para lixo e sacolas de supermercados.

Algumas indústrias brasileiras já estão explorando um novo nicho do mercado, um tipo (grade) específico de polietileno de alta densidade para moldagem por sopro de tanques de combustível e outro para “containeres” de mil litros.

O PEAD e o PEBD têm muitas aplicações em comum, mas em geral, o PEAD é mais duro e resistente e o PEBD é mais flexível e transparente. Um exemplo da relação de dureza e flexibilidade está no fato de que o PEAD é utilizado na fabricação de tampas com rosca (rígidas) e o PEBD na de tampas sem rosca (flexíveis).

 

 

PEUAPM ou UHMWPE -Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular

Ver Tabela

O processo de polimerização do PEUAPM emprega um catalisador Ziegler-Natta similar ao utilizado para o PEAD convencional.

O PEUAPM é um polietileno de alta densidade (0,93-0,94 g/cm3), branco e opaco, com uma temperatura de transição vítrea (Tg) que varia entre –100 °C e –125°C e uma temperatura de fusão (Tm) de 135°C, com cristalinidade em torno de 45%.

A longa cadeia molecular, a alta densidade e a ausência de ramificações em sua estrutura conferem ao PEUAPM propriedades, tais como: resistência à abrasão maior que a dos outros termoplásticos, boa resistência à corrosão, alta resistência à fadiga cíclica, alta resistência à fratura por impacto, alta resistência ao tenso fissuramento, alta resistência química, alta dureza e baixo coeficiente de atrito.

As características de resistência à abrasão, ao impacto e a produtos químicos, autolubrificação, baixo coeficiente de atrito, absorção de ruídos e outras já mencionadas, tornam o PEAUPM particularmente adequado para uso em aplicações diversificadas:

  • Mineração: revestimentos, misturadores, raspadores, mancais e tubos.
  • Indústria Química: tubos, bombas, válvulas, filtros, gaxetas, misturadores, revestimentos de tanques metálicos e de concreto.
  • Indústria Alimentícia e Bebidas: guias para linhas de embalagem, transportadores, roletes, bicos de enchimento, bombas e cepos de corte.
  • Papel e Celulose: tampas de caixa de sucção, réguas e perfis.
  • Indústria Têxtil: tacos, guias, mancais e redutores de ruído.
  • Outras aplicações: galvanoplastia, transportadores industriais, artigos esportivos, ortopédicos e cirúrgicos.

PEUBD ou ULDPE- Polietileno de Ultra Baixa Densidade

É um polietileno com densidade aproximadamente igual a 0,865 g/cm3 e oferece maior resistência, mais flexibilidade e melhores propriedades ópticas em relação ao PELBD.
O principal uso do PEUBD é como resina modificadora, principalmente para polietileno de alta (PEAD) e baixa (PEBD) densidades e polipropileno (PP). A adição de PEUBD aos polietilenos e ao PP melhora a resistência ao impacto, a flexibilidade e a resistência ao rasgamento desses polímeros.

Estas resinas são ideais para produzir filmes para embalagens de líquidos, pois além de evitar infiltrações e derramamentos, a embalagem apresenta alta resistência ao rasgo. O processamento de filmes planos é feito por sopro ou extrusão.

 

O que é POLIPROPILENO?

O polipropileno é um dos plásticos de maior venda e que mostra a maior taxa de crescimento anual no mundo, devido às suas excepcionais propriedades e versatilidade de aplicação e uso. O polipropileno é um termoplástico semicristalino, produzido através da polimerização do monômero propeno, usando um catalisador estereoespecífico formando cadeias longas. Entre as inúmeras propriedades deste material, podem ser destacadas as seguintes:

 

    • A densidade do polipropileno é da ordem de 0,905 g/cm3, uma das mais baixas entre todos os materiais plásticos disponíveis comercialmente. Isto permite obter peças com baixo peso.
    • Apresenta elevada rigidez, superior à maioria dos plásticos comerciais.
    • Boa resistência ao impacto à temperatura ambiente para todos os tipos de polipropileno.
    • Excelente transparência.
    • Elevada resistência à fadiga por flexão.
    • Alta dureza superficial.
    • Elevada resistência química, não sendo atacado pela grande maioria de produtos químicos à temperatura ambiente.
    • Baixíssima absorção de água.
    • Baixa permeabilidade ao vapor de água.
    • Baixíssima condutividade elétrica.

Existem  três tipos principais de PP: homopolímeros, copolímeros randômicos e copolímeros heterofásicos.

Cada tipo tem aplicações específicas e podem ser modificados e adaptados às diversas utilizações, através das técnicas de formulação ou compostagem.

 

Polipropileno Homopolímero – PPHomo

Ver Tabela

Resistente à altas temperaturas. Pode ser esterilizado com raios gama e óxido de etileno. Abaixo de 80ºC tem boas resistências químicas contra ácidos e bases e poucos solventes orgânicos podem dissolvê-lo à temperatura ambiente. Possui excelente resistência elétrica e mecânica. Torna-se frágil e quebradiço à temperaturas abaixo de 0ºC. Utilizado em filamentos contínuos para cordas e tapetes, não tecidos pelo processo spunbound e melt blownpara fraldas, produtos hospitalares, absorventes, utilidades domésticas, tampas com lacre, artigos soprados em geral (água mineral, detergente, etc.), extrusão de chapas para termoformagem de copos, embalagem de alimentos, filmes de BOPP, sacarias, etc.

Polipropileno Copolímero – PPCopo

Ver Tabela

Possui excelente resistência mecânica a baixas temperaturas. Mais flexível e resistente do que o PP Homopolímero. Sua resistência é aumentada quando modificado com borracha termoplástica. Entretanto, sua resistência química é inferior ao do PP homopolímero. Usado em tampas, baldes, brinquedos, utilidades domésticas, peças automobilísticas e eletrodomésticos, caixa de bateria, containers, móveis de jardim, etc.

Polipropileno Randômico – PPRaco

Ver Tabela

Indicado para o processo de moldagem por injeção. Possui baixa transferência de odor e sabor, apresenta boa processabilidade, alta produtividade, excelente transparência e brilho e ótimo balanço rigidez/impacto. Utilizado em utilidades domésticas, embalagens para cosméticos, freezer e recipiente de alta transparência.

 

O que é PVC?

O PVC é considerado um polímero amorfo ou de baixa cristalinidade, sendo que essa propriedade varia conforme as condições de polimerização.

A grande versatilidade do PVC atribui-se principalmente à necessidade e à capacidade de incorporação de aditivos antes de sua transformação no produto final.

O grande teor de cloro presente na estrutura molecular do PVC lhe confere alta polaridade, o que aumenta sua afinidade e permite sua mistura com uma grande gama de aditivos. Através da escolha e da dosagem adequadas dos componentes da formulação, podem-se obter materiais poliméricos feitos sob medida para aplicações específicas. Dessa maneira, o PVC pode ter suas características alteradas dentro de um amplo espectro de propriedades, variando desde o rígido ao extremamente flexível, tornando-o o mais versátil dentre os polímeros termoplásticos1,2,17.
Dentre os principais aditivos que podem ser incorporados ao PVC, destacam-se: plastificantes, estabilizantes, antiestáticos, lubrificantes, pigmentos, espumantes e modificadores de impacto.

Características

Ver Tabela

Dentre as principais características do PVC destacam-se:

    • Leveza (1,4 g/cm3), o que facilita seu manuseio e aplicação;
    • Resistência à ação de fungos, bactérias, insetos e roedores;
    • Resistência à maioria dos reagentes químicos;
    • Bom isolamento térmico, elétrico e acústico;
    • Resistência a choques;
    • Impermeabilidade a gases e líquidos;
    • Resistência às intempéries (sol, chuva, vento e maresia);
    • Durabilidade: sua vida útil em construções é superior a 50 anos;
    • Não propagação de chamas: é auto-extinguível;
    • Versatilidade e é ambientalmente correto;
    • 100% reciclável e reciclado;
    • Fabricação com baixo consumo de energia.

Podem-se citar como principais aplicações do PVC e de suas formulações, vários segmentos presentes no mercado, abaixo relacionados:

Embalagens – podem ser rígidas ou flexíveis e transparentes ou opacas, variando desde bolsas de sangue e blisters para a indústria farmacêutica, até grandes silos de estocagem. Passando por materiais de higiene e limpeza, frascos para cosméticos, filmes para proteção de alimentos, garrafas de água mineral, materiais para indústria automobilística, entre vários outros.  Nos segmentos de laminados e espalmados, a versatilidade do PVC permite tanto a confecção de couro sintético, quanto de lonas para as mais diversas aplicações

Calçados – confecção de solados e outros componentes, expandidos ou compactos.

Construção civil – tubos, conexões, perfis, fios e cabos, eletrodutos, forros e revestimentos residenciais.

 

O que é PET?

O PET – Poli (Etileno Tereftalato) , conhecido pela sigla em inglês PET, é classificado quimicamente como um polímero poliéster termoplástico. O PET é produzido industrialmente por esterificação direta do ácido tereftálico purificado (PTA) com monoetileno glicol (MEG). Ou seja, esses dois elementos (PTA e MEG) são misturados, formando uma pasta que, durante o processo de fabricação, reagirão entre si, passando por cristalização e formando o PET como conhecemos: grãos brancos e opacos.

 

Resina PET

A resina PET para embalagens rígidas é caracterizada por possuir uma viscosidade intrínseca (VI) maior do que a do PET para aplicações de filmes e fibras. A viscosidade intrínseca, comumente expressa em dl/g, é diretamente proporcional ao peso molecular.

A resina PET é um dos mais recentes materiais para embalagem. Embora seja largamente utilizada em todo o mundo para a fabricação de embalagens, notadamente garrafas para bebidas carbonatadas (refrigerantes, águas com gás, cervejas, etc.), tem várias outras utilidades, sendo encontrada em diversos segmentos de mercado.

O alto desempenho em resistência mecânica, brilho e transparência, faz desse termoplástico o preferido de muitos setores. A leveza do PET permite produzir garrafas e frascos de alta capacidade volumétrica, com perfeita manutenção da segurança em todas as etapas (envase, empacotamento, distribuição, utilização final pelo consumidor).

Os benefícios ambientais proporcionados pelas embalagens de PET no pré-consumo são:
– Redução do desperdício de produtos e embalagens – já que não se quebram mesmo após quedas consideráveis;
– Extrema redução nas emissões durante o transporte;
– Economia de água no envase de refrigerantes e outras bebidas, por dispensar a lavagem de cascos vazios – como ilustração, são necessários 6 litros de água para cada litro de refrigerante produzido em sistemas de embalagens retornáveis, enquanto o sistema que utiliza as garrafas recicláveis de PET precisam de apenas 2 litros.

 

O que é POLIESTIRENO?

O poliestireno é um homopolímero resultante da polimerização do monômero de estireno. Trata-se de uma resina do grupo dos termoplásticos, cuja característica reside na sua fácil flexibilidade ou moldabilidade sob a ação do calor, que a deixa em forma líquida ou pastosa. É a matéria-prima dos copos descartáveis, de lacres de barris de chope de várias outras peças de uso doméstico, além de embalagens.

O poliestireno expandido (EPS), mais conhecido no Brasil pelos nomes comerciais isopor e estiropor, é um plástico celular e rígido com variedade de formas e aplicações, e que apresenta-se como uma espuma moldada constituída por um aglomerado de grânulos. É bastante utilizado em construção civil e na confecção de caixas térmicas para armazenamento de bebidas e alimentos. Sua presença no mercado consumidor, onde sua participação tem sido crescente, é fortalecida por sua leveza, sua capacidade de isolamento térmico e seu baixo custo. Para sua produção, a matéria prima passa por um processo de transformação física constituída de três etapas: pré-expansão, armazenamento intermediário e moldagem.

Suas principais características são:

  • Fácil processamento por moldagem a quente.
  • Fácil coloração.
  • Baixo custo.
  • Semelhante ao vidro.
  • Elevada resistência a álcalis e ácidos.
  • Baixa densidade e absorção de umidade.
  • Baixa resistência a solventes orgânicos, calor e intempéries.

 

Existem quatro tipos básicos de poliestireno:

PS cristal

Homopolímero amorfo, duro, com brilho e elevado índice de refração. Pode receber aditivos lubrificantes para facilitar processamento. Usado em artigos de baixo custo, notadamente peças descartáveis, tais como copos.

PS resistente ao calor

Maior P.M., o que torna seu processamento mais difícil. Variante ideal para confecção de peças de máquinas ou automóveis, gabinetes de rádios e TV, grades de ar condicionado, peças internas e externas de eletrodomésticos e aparelhos eletrônicos, circuladores de ar, ventiladores e exaustores.

PS de alto impacto

Contém de 5 a 10% de elastômero (borracha), que é incorporado através de mistura mecânica ou diretamente no processo de polimerização através de enxerto na cadeia polimérica. Obtém-se desse modo uma blenda. Muito usado na fabricação de utensílios domésticos (gavetas de geladeira) e brinquedos.

PS expandido

Espuma semi-rígida com marca comercial Isopor®. O plástico é polimerizado na presença do agente expansor ou então o mesmo pode ser absorvido posteriormente. Durante o processamento do material aquecido ele se volatiliza, gerando as células no material. Baixa densidade e bom isolamento térmico. Aplicações: bandejas para embalagem de hortifruti, protetor de equipamentos, isolantes térmicos, pranchas para flutuação, geladeiras isotérmicas, etc.

 

O que é EVA?

Copolímero de Etileno Acetato de Vinila é produzido a partir do processo de autoclave da ExxonMobil, projetado para possuir várias características que atendam às necessidades dos clientes. É utilizado nas etiquetas adesivas tipo hot melt e que foram desenvolvidas em 1998 pela primeira vez, na Coreia, isolamento  de fios elétricos, em substituição ao PVC, etc. Utilizando tecnologia de última geração, as condições de polimerização são otimizadas de forma a atender à necessidade de cada produto e sua utilização, com ênfase no aumento de  produtividade e propriedade dos produtos. A operação de todo o processo é controlada automaticamente, assegurando a homogeneização dos produtos.

 

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