Aula 4a Polimeros-plásticos

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Polímeros 

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I



 AULA 4a – POLÍMEROS E PLÁSTICOS 



Polímeros 









governa governa o comportamento comportamento dos plásticos

  

melhoram melhoram desempenho desempenho



Cargas 

melhoram melhoram desempenho desempenho diminuem dimi nuem custo

  3

Classificaç Class ificação ão dos plástic plásticos os



2

Conseqüência das ligações baixa baixa Rmec Rmec e E intermolecul intermoleculares ares fracas sensíveis sensíveis à temperatur temperaturaa facilmente facilmente moldáveis moldáveis baixo peso específico específico resistente resistentess à corrosão corrosão eletrolítica isolantes isolantes elétricos elétricos baixa baixa resist resistênc ência ia à intempérie intempériess e ponto ponto de fusão fusão poliestireno

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Termoplásticos 





Características 

Aditivos





H H H H | | | | -C--C--C--C| | | | H H H H

plásticos borrachas adesivos

Polímeros-plásticos

Plásticos



Normalment Normalmentee são orgânicos orgânicos (cadeias (cadeias de C e H)

 poly + meros

H H | | C=C | | H H

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Polímero(s) +  Aditivos +  Cargas





Leonardo F. R. Miran 1o semestre semestre - 2007



Macromoléculas formad formadas as pelo pelo encad encadeam eamen ento to de outras outras pequenas pequenas

Termoplásticos Elastoméricos Termofixos

aquecidos tornam-se plásticos, já que as molécul moléculas as vibram vibram e enfraquec enfraquecem em as ligações ligações secundárias



moldad moldados os + de 1 vez vez sem perder perder as propriedades propriedades Ligação Ligação entre entre cadeias cadeias



Sensív Sensíveis eis à tempera temperatur turaa





5

van der der Waals Waals

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Termoplástico Termo plásticoss Amorf Amorfos os e “Crist “Cristalinos” alinos” 



Amorfos





Cristalinos

vítreo

Polietileno: parcialment parci almentee cristal cristalino ino

Plásticos cristalinos:

Termoplásticos

> densidade e resistência mecânica que os amorfos e menos sensíveis a ação da temperatura.

Amorfo: < redução de volume abaixo da Tg.

  o   c    i    f    í   c   e   p   s    E   e   m   u    l   o    V

cristalino

 

  

Cristalino: < redução de volume abaixo da Tfusão, que é bem definida.

Temperatura

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Elastoméricos

Tf

Tg

8

Termofixos

>>> deforma deformação ção elástic elásticaa em temp. temp. ambiente ambiente cadeia polim polimérica érica espiralada: espiralada: possibilita possibilita grande grande deformação >>> deformação viscoplástic viscoplásticaa Moles Difícil Difícil reciclagem reciclagem

 

duros duros e quebradiços quebradiços ligaçõ ligações es covale covalentes ntes entre entre cadeias cadeias  

 

elevada elevada energia energia para romper romper as ligações ligações polímeros polím eros são queimados queimados antes de se tornarem tornarem moldáveis mold áveis:: não podem ser remoldados remoldados

comportam comportamento ento plástico plástico quando quando aquecidos aquecidos difícil reciclagem

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Polímeros x Deformação

Degradação Degradaç ão de polím polímeros eros

 termofixo

termoplástico

 Agentes Radiação UV Ozônio, oxigênio Temperatura Agentes biológicos Solventes

elastomérico não vulcanizado

      o        ã       s       n       e        T

Deformação

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Mecanismos Quebra de ligações Perda de voláteis Degradam plastificantes Inchamento Dissolução 12

Efeit Ef eitoo da Tem Temper perat atura ura  

Efeito Efe ito dos agen agentes tes bio biológ lógico icoss 

Quebra Quebra de cadeias cadeias Volati Volatiza za aditiv aditivos os de baixa baixa massa massa molecular, causando:    

Ataque Ataque às cadeia cadeiass pequen pequenas as 



Liberação Liberação de gases às vezes vezes tóxicos tóxicos Perda de massa Retração e microfissuras microfissuras Fragilização



aditivos: plastificantes e pigmentos

 

Ensaio:  

enterrar enterrar amostra amostra verificar verificar perda perda de Rmec

Afetam propriedade propriedadess





Manchamento Perda de resistência resistência Fragilização

Exemplos   

Fungos Fungos em fachadas Enterrados Água do mar

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Cloretoo de Polivini Cloret Polivinila la (PVC)

Avaliaç Aval iação ão da Dura Durabil bilidad idadee 

Ensaios Ensaios acelerados acelerados 





Indicadore Indicadoress de degradação

Câmara Câmara de UV

Envelhecime Envelhecimento nto natural natural   

fatores fatores ambientais ambientais estações de envelhecimento Pequenos Pequenos corpos corpos de prova prova

Envelhecimento nto em uso  Envelhecime 

condições condições reais de uso

    



resistência resistência a impacto resist. a tração deformação deformação na ruptura ruptura análise de cor cor espectrofot espectrofotometri ometriaa ao infravermelho transmissão transmissão de luz

Termoplást Termoplástico, ico, obtido obtido a partir do acetileno acetileno e do cloreto cloreto de H Baixo custo custo e baixa baixa absorç absorção ão de umida umidade de  Baixo Principais usos: usos:  Principais 

   

 15

Vantagens Vantagens sobre as canalizações canalizações metálicas: metálicas: baixo preço, facilidade facilidade de manuse manuseio, io, imuni imunidade dade à corrosão corrosão 16

Poliestireno (PS)

Poliestiren Polie stirenoo expandido expandido - Isopor

Termoplásticos Superfíciess brilhantes brilhantes e polidas polidas  Superfície Baixa resist resistênci ênciaa ao calor calor  Baixa  Quebradiço  Poliestireno de alto impacto

Polím Polímero ero em forma forma de esfera esferass que é compr comprimi imido do em um molde molde por por um gás gás que dila dilata ta quan quando do aque aqueci cido do Cortado ado em placa placass por por um fio aquec aquecid idoo a 150 oC  Cort Extremamente leve  Extremamente  Usos:





Chuveiros, sifões, junções, válvulas, etc. Tubulações Tubulações de água (quente: (quente: CPVC), CPVC), esgoto e eletricidade eletricidade Esquadrias, revestimentos Coberturas: Coberturas: telhas telhas de plástico plástico (Elvic), (Elvic), em diversas diversas cores, cores, opacas ou translúcid translúcidas as (permitem (permitem ilumi iluminação nação natural) natural)



Alguns Alguns assentos assentos de vaso sanitário, sanitário, bancos bancos e armários: armários: maciços, maciços, praticamente praticamente inquebráv inquebráveis eis e inalteráve inalteráveis is à ação de ácidos ácidos



 17

Pisos flutuantes, flutuantes, decoração, decoração, forros, forros, sanduíche sanduíche em paredes paredes divisórias, divisórias, isolamen isolamento to acústico acústico e térmico térmico (entre -200 e 75 75 oC) em espess espessura ura > 20 mm

Problem Problemas as na recicl reciclagem agem 18

Polietileno (PE)

Polipropileno(PP) 

Termoplást Termoplástico, ico, alta ou baixa densidade densidade Flexível, barato, barato, baixa baixa Rmec e ao calor  Flexível,  Usos







Características   

Lonas Lonas azulad azuladas as ou transp transparen arentes tes para para proteç proteção ão de materiais materiais e equipamen equipamentos tos contra contra umid umidade, ade, intempéries intempéries e poeira, poeira, além de baldes, baldes, sacos sacos de lixo

  

Termoplástico Essencialmente linear → altamente cristalino (60-70%) Densidade: 0,90 Alta Rtração, rigidez e dureza Excelente Rquímica Boa estabilidade estabilidade térmica (até 90ºC) Usos:  

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Náilon 

Termoplástico



Plástico Plástico nobre, nobre, de alta alta qualidade qualidade



Uso  

Fibras Fibras de vidro vidro com resina resina poliés poliéster ter,, epóxi ou melami melamina na Pode ter resist resistênc ência ia superi superior or à chapa chapa de aço  Pode  Usos 





Reforço Reforço nas telhas telhas plásti plásticas cas de fibra fibra de vidro vidro (Filon (Filon)) Buchas Buchas para para fixaçã fixaçãoo (Fishe (Fisher) r) Cordas, escovas

 



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

Termoplástico científico: polimetacrilato de metila  Nome científico: Plástico nobre, nobre, de alta alta qualidade qualidade  Plástico  Usos 

  

Estruturais Painéis Painéis de vedação, paredes paredes divisórias divisórias Pias, bebedouros, lavatórios Formas Formas reaproveitáv reaproveitáveis eis para concreto concreto (acabamento (acabamento liso) Coberturas: Coberturas: Domos Domos do edifício edifício de Geografi Geografiaa e História História da USP: 6.000 m 2 Disneylândia: “Casa do Futuro”; motéis pré-moldados nos EUA, protótip protótipoo de casa pré-fabricad pré-fabricadaa na FESC FESC

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Resinas alquídicas, fenólicas, viníli vin ílicas cas e epóxis epóxis

Acrílicos



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Fiberglass





Telhas e domos, chapas de alta transparência Pickups, big-bag, cerdas para vassouras e escovas, embalagens p/ alimentos, garrafões de água mineral, pastas e scolares, copos descartáveis, fitas adesivas, sacarias, eletrodomésticos

Alquídicas e fenólicas (termofixas) e vinílicas vinílicas (termoplástica)    

Substituiçã Substituiçãoo ao vidro vidro Box para banheiros banheiros Paredes Paredes divisórias divisórias Domos Domos acrílicos acrílicos para ilumi iluminação nação e ventilação ventilação de grandes grandes superfícies superfícies cobertas cobertas



Epóxi (termofixo): (termofixo):   

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Vinílicas: pisos (Vulcapiso, Paviflex), tinta PVA Fenólicas: laminados plásticos (Fórmica, Formiplac) Alquídicas: vernizes, esmaltes sintéticos, a óleo óleo Baquelite (fenol formaldeído): tomadas, interruptores Epicloridrina e bisfenol Dureza, Rabrasão, Rquímica, Rmec, durabilidade, elasticidade Adesivo, selantes, revestimento de reservatórios, pavimentação, pavimentação, chumbamentos, grauteamentos, grauteamentos, revestimentos revestimentos especiais 24

Hypalon Hypa lon e neoprene neoprene

Silicones

Elastômeros Resistênciaa à intempérie intempéries, s, ozônio, ozônio, luz luz solar solar e  Resistênci calor  Usos

Elastômero Obtidoss a partir partir do Si  Obtido  Usos



 





Impermeabilizações Apoio de estruturas, juntas de expansão, base antivibrató antivibratória, ria, vedação vedação de paredes paredes de vidro vidro e esquadrias esquadrias (neoprene) (neoprene)

 

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Proteção Proteção de superfície superfíciess sujeitas sujeitas a intempéries intempéries (ozônio, (ozônio, temp., temp., etc.) Confere Confere a superfície superfície aplicada aplicada proprieda propriedade de hidrofug hidrofugante ante Selantes de vidros, chuveiros, chuveiros, pias, banheiras, vasos sanitários, ralos, juntas de construções 26