Uma das três classes de materiais estudados na Engenharia, são os materiais poliméricos. Esse grupo tomou conta do desenvolvimento tecnológico a partir do século passado, e hoje está presente nas mais diversas aplicações, sejam elas as cotidianas ou as de maior complexidade. Mas o que possibilita essa versatilidade dos polímeros?
Os polímeros que ocorrem naturalmente, como madeira, borracha, lã, algodão, couro e seda foram por séculos utilizados para confecção das mais variadas peças. Após a Segunda Guerra, foi possibilitado o avanço na produção de polímeros sintéticos a baixos custos, fazendo com que peças de madeira e de metálicas fossem substituídas por plásticos.
Afinal, o que são os materiais poliméricos?
Os polímeros nada mais são do que repetições de monômeros, formando cadeias moleculares extensas, unidas intramolecularmente por ligações covalentes e entre si por ligações secundárias. Dentro dessa classe de materiais, há 3 principais divisões de grupos que possuem propriedades distintas devido às suas interações moleculares:
termoplásticos, termofixos e elastômeros.
Os termoplásticos amolecem quando são aquecidos, processo que pode ser reversível. Em geral são bastante macios e flexíveis, apresentando um comportamento quando submetidos à uma tensão de tração semelhante ao dos metais. São exemplos dessa classe: polietileno (PE), poliestireno (PS), PET e cloreto de polivinila (PVC).
Os termofixos apresentam grande número de ligações cruzadas, o que faz com que eles não amoleçam quando aquecidos. São, em geral, mais duros, rígidos e resistentes em comparação aos termoplásticos. Borrachas vulcanizadas, epóxis e resinas fenólicas compõe esse grupo.
Os elastômeros, classe das borrachas, apresentam um baixo módulo de elasticidade, o que permite que eles apresentem altas taxas de deformação a baixos valores de tensão. Esses materiais são amorfos, ou seja, sua estrutura não é ordenada, e a rotação de suas ligações é facilitada. Um processo que altera as propriedades dos elastômeros é a
vulcanização (adição de átomos de enxofre), que aumenta a resistência à tração, dureza e o módulo de elasticidade.
Cada material tem sua forma de ser fabricado, dependendo do tipo de polímero, formato, tamanho, complexidade, etc. Para saber mais sobre o assunto, acesse nosso conteúdo sobre Processamento de Materiais Poliméricos. Vale destacar que a temperatura desempenha um papel fundamental no comportamento dos materiais poliméricos. À medida que a temperatura varia, o polímero tem sua viscosidade modificada, o que altera sua deformação e suas
propriedades.
Aplicações dos polímeros
Por terem uma gama variada em suas propriedades, os polímeros podem ter aplicações diversificadas.
- REVESTIMENTOS – Tintas, vernizes, gomas-lacas e látexes são utilizados para revestir superfícies, com o intuito de proteger o item de deterioração, proporcionar isolamento elétrico, além de melhorar a aparência.
- ADESIVOS – Caracterizada por mecanismos mecânicos e químicos, a adesão é a união de dois materiais. Silicones, epóxis e acrílicos são os principais materiais poliméricos utilizados para cumprir essa função.
- FILMES – Muito presentes em nosso cotidiano, em sacos de embalagens e produtos têxteis, filmes finos são feitos a partir de polímeros como polietileno, polipropileno, celofane e acetato de celulose. É importante que o material seja leve, flexível, resistente à tração e ao rasgo, além de resistente ao ataque por umidade e baixa permeabilidade a
alguns gases, como vapor d’água. O desenvolvimento de filmes biodegradáveis a partir de polímeros naturais é uma área de pesquisa muito importante devido às questões ambientais. No Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos há linhas de pesquisa nesse setor. - ESPUMAS – Poliuretano, poliestireno e PVC são geralmente empregados para estofamentos e isolamento termo acústico.
Também alteram as propriedades dos polímeros a presença de aditivos em sua composição, tais como estabilizantes, corantes, retardantes de chama, cargas e plastificantes. O processo de conformação desses materiais também pode ser impactante nas suas propriedades. Na indústria dos polímeros, os métodos mais utilizados são injeção, extrusão e moldagem por sopro.
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