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Plásticos
PANORAMA
O plástico é o termo comum geral para uma ampla gama de materiais sólidos amorfos orgânicos sintéticos ou semisintéticos adequados para a fabricação de produtos industriais. Os plásticos são tipicamente polímeros de alto peso molecular e podem conter outras substâncias para melhorar o desempenho e / ou reduzir custos. A palavra Plastic deriva do grego (plastikos) que se destina à moldagem, e (plastos) que significa moldado. Refere-se à sua maleabilidade ou plasticidade durante a fabricação, que permite que eles sejam moldados, pressionados ou extrudados em uma enorme variedade de formas, como filmes, fibras, placas, tubos, garrafas, caixas e muito mais. A palavra comum de plástico não deve ser confundida com o plástico adjetivo técnico, que é aplicado a qualquer material que sofra uma mudança permanente de forma (deformação plástica) quando forçado além de um determinado ponto. O alumínio, por exemplo, é plástico nesse sentido, mas não um plástico no senso comum; em contraste, em suas formas acabadas, alguns plásticos irão quebrar antes de deformar e, portanto, não são de plástico no sentido técnico.

Existem dois tipos de plásticos: termoplásticos e termossutíveis.
  • Termoplásticos irá suavizar e derreter se for aplicado calor suficiente; exemplos são polietileno, poliestireno e PTFE.
  • Os termoendurecimentos não suavizam ou derretem, independentemente da quantidade de calor aplicada. Exemplos: Micarta, GPO, G-10

    Visão geral:
    Os plásticos podem ser classificados por sua estrutura química, nomeadamente as unidades moleculares que compõem a espinha dorsal do polímero e as cadeias laterais. Alguns grupos importantes nestas classificações são os acrílicos, poliésteres, silicones, poliuretanos e plásticos halogenados. Os plásticos também podem ser classificados pelo processo químico usado em sua síntese; por exemplo, como condensação, polyaddition, cross-linking, etc. Outras classificações são baseadas em qualidades relevantes para fabricação ou design de produto. Exemplos de tais classes são o termoplástico e termoestable, elastômero, estrutural, biodegradável, eletricamente condutor, etc. Os plásticos também podem ser classificados por várias propriedades físicas, como densidade, resistência à tração, temperatura de transição no vidro, resistência a vários produtos químicos, etc. Devido ao seu custo relativamente baixo, facilidade de fabricação, versatilidade e impermeabilidade à água, os plásticos são usados ​​em uma enorme e crescente gama de produtos, desde clipes de papel até naves espaciais. Eles já deslocaram muitos materiais tradicionais, como a madeira; pedra; chifre e osso; couro; papel; metal; vidro; e cerâmica, na maioria dos seus usos anteriores. O uso de plásticos é restringido principalmente por sua química orgânica, que limita seriamente sua dureza, densidade e sua capacidade de resistir a calor, solventes orgânicos, oxidação e radiação ionizante. Em particular, a maioria dos plásticos vai derreter ou decompor-se quando aquecido a algumas centenas de graus celsius. Enquanto os plásticos podem ser feitos eletricamente condutores até certo ponto, eles ainda não são compatíveis com metais como o cobre ou o alumínio. [Citação necessária] Os plásticos ainda são muito caros para substituir madeira, concreto e cerâmica em itens volumosos, como edifícios comuns, pontes, barragens, pavimento, laços ferroviários, etc.

    Estrutura química:
    Os termoplásticos comuns variam entre 20.000 e 500.000 em massa molecular, enquanto os sortidos termoestables têm peso molecular infinito. Essas cadeias são constituídas por muitas unidades moleculares repetidas, conhecidas como unidades repetidas, derivadas de monómeros; Cada cadeia de polímeros terá vários milhares de unidades repetidas. A grande maioria dos plásticos é composta por polímeros de carbono e hidrogênio sozinhos ou com oxigênio, nitrogênio, cloro ou enxofre na espinha dorsal. (Alguns dos interesses comerciais são baseados em silício.) O backbone é essa parte da cadeia no "caminho" principal que liga um grande número de unidades repetidas em conjunto. Para variar as propriedades dos plásticos, tanto a unidade de repetição com diferentes grupos moleculares "pendurados" como "pendentes" da espinha dorsal, (normalmente eles são "pendurados" como parte dos monómeros antes de ligar os monómeros para formar a cadeia de polímero). Essa personalização pela estrutura molecular da unidade repetida permitiu que os plásticos se tornassem uma parte tão indispensável da vida do século XXI ajustando as propriedades do polímero.

    Alguns plásticos são parcialmente cristalinos e parcialmente amorfos na estrutura molecular, proporcionando-lhes um ponto de fusão (a temperatura à qual as forças intermoleculares atraentes são superadas) e uma ou mais transições de vidro (temperaturas acima das quais a extensão da flexibilidade molecular localizada é substancialmente aumentada) . Os chamados plásticos semi-cristalinos incluem polietileno, polipropileno, poli (cloreto de vinilo), poliamidas (nylon), poliésteres e alguns poliuretanos. Muitos plásticos são completamente amorfos, como poliestireno e seus copolímeros, poli (metacrilato de metilo) e todos os termoendurecidos.

    História dos plásticos:
    O primeiro plástico produzido pelo homem foi inventado por Alexander Parkes em 1855; ele chamou este Parkesine plástico (mais tarde chamado de celulóide). O desenvolvimento de plásticos vem do uso de materiais plásticos naturais (por exemplo, goma de mascar, goma-laca) ao uso de materiais naturais quimicamente modificados (por exemplo, borracha, nitrocelulose, colágeno, galalite) e, finalmente, moléculas completamente sintéticas (por exemplo, bakelite , epóxi, cloreto de polivinilo, polietileno).

    Tipos de Plásticos:
    Plásticos a base de celulose
    Em 1855, um inglês de Birmingham, chamado Alexander Parkes, desenvolveu uma substituição sintética para o marfim que ele comercializou sob o nome comercial Parkesine e que ganhou uma medalha de bronze na Feira Mundial de 1862 em Londres. A Parkesine foi feita a partir de celulose (o principal componente das paredes celulares da planta) tratada com ácido nítrico e um solvente. A saída do processo (comumente conhecido como nitrato de celulose ou piroxilina) pode ser dissolvida em álcool e endurecida em um material transparente e elástico que pode ser moldado quando aquecido. Ao incorporar pigmentos no produto, pode ser feito para se parecer com marfim.

    Bakelite
    O primeiro plástico baseado em um polímero sintético foi feito de fenol e formaldeído, com os primeiros métodos de síntese viáveis ​​e baratos inventados em 1909 por Leo Hendrik Baekeland, um americano de origem belga que vive no estado de Nova York. Baekeland estava à procura de uma golaça isolante para revestir os fios em motores elétricos e geradores. Ele descobriu que as misturas de fenol (C6H5OH) e formaldeído (HCOH) formaram uma massa pegajosa quando misturadas e aquecidas, e a massa tornou-se extremamente difícil se deixada arrefecer. Ele continuou suas investigações e descobriu que o material poderia ser misturado com farinha de madeira, amianto ou pó de ardósia para criar materiais "compostos" com diferentes propriedades. A maioria dessas composições eram fortes e resistentes ao fogo. O único problema era que o material tendia a espumar durante a síntese e o produto resultante era de qualidade inaceitável. Baekeland construiu recipientes de pressão para expulsar as bolhas e fornecer um produto uniforme e uniforme. Ele anunciou publicamente sua descoberta em 1912, nomeando Bakelite. Foi originalmente usado para peças elétricas e mecânicas, finalmente entrando em uso generalizado em bens de consumo na década de 1920. Quando a patente de Bakelite expirou em 1930, a Catalin Corporation adquiriu a patente e começou a fabricar o Plasma Catalin usando um processo diferente que permitia uma gama mais ampla de coloração. Bakelite foi o primeiro verdadeiro plástico. Era um material puramente sintético, não baseado em qualquer material ou mesmo molécula encontrada na natureza. Também foi o primeiro plástico termoendurecível. Os termoplásticos convencionais podem ser moldados e depois fundidos de novo, mas os plásticos termo-termoformados formam ligações entre os fios de polímeros quando curados, criando uma matriz emaranhada que não pode ser desfeita sem destruir o plástico. Os plásticos termo-endurecidos são resistentes e resistentes à temperatura. Bakelite era barato, forte e durável. Foi moldado em milhares de formas, como rádios, telefones, relógios e bolas de bilhar. Os plásticos fenólicos foram amplamente substituídos por plásticos mais baratos e menos quebradiços, mas ainda são usados ​​em aplicações que exigem propriedades isolantes e resistentes ao calor. Por exemplo, algumas placas de circuitos eletrônicos são feitas de folhas de papel ou pano impregnado com resina fenólica.

    Folhas fenológicas, varas e tubos são produzidos em uma ampla variedade de notas sob várias marcas.
  • Micarta é o padrão da indústria para formas semi-acabadas fenólicas de alta qualidade. As notas mais comuns deste fenólico industrial são Canvas, Linen e Paper.

    Poliestireno e PVC
    Após a Primeira Guerra Mundial, as melhorias na tecnologia química levaram a uma explosão de novas formas de plásticos. Entre os primeiros exemplos na onda de novos plásticos estavam o poliestireno (PS) e o cloreto de polivinilo (PVC), desenvolvido por IG Farben da Alemanha.

    O poliestireno é um plástico rígido, frágil e barato que foi usado para fazer kits de modelos de plástico e knick-knacks semelhantes. Também seria a base para um dos plásticos "espumados" mais populares, sob o nome de espuma de estireno ou isopor. Os plásticos de espuma podem ser sintetizados em uma forma de "célula aberta", em que as bolhas de espuma estão interligadas, como em uma esponja absorvente e "célula fechada", em que todas as bolhas são distintas, como pequenos balões, como em cheio de gás isolamento de espuma e dispositivos de flutuação. No final da década de 1950, High Impact O estireno foi introduzido, o que não era frágil. Ele encontra muito uso atual como substância de sinalização, bandejas, figurinhas e novidades.

    O PVC possui cadeias laterais que incorporam átomos de cloro, que formam fortes ligações. O PVC na sua forma normal é rígido, forte, resistente ao calor e às intempéries, e agora é usado para fabricação de encanamento, calhas, revestimento de casa, gabinetes para computadores e outros equipamentos eletrônicos. O PVC também pode ser amolecido com processamento químico, e nesta forma agora é usado para encolher, embalagens de alimentos e equipamentos de chuva.

    Nylon
    A verdadeira estrela da indústria de plásticos na década de 1930 foi a poliamida (PA), muito mais conhecida pelo seu nome comercial de nylon. Nylon foi a primeira fibra puramente sintética, introduzida pela DuPont Corporation na Feira Mundial de 1939 na cidade de Nova York. Em 1927, a DuPont iniciou um projeto de desenvolvimento secreto denominado Fiber66, sob a direção do químico de Harvard Wallace Carothers e diretor de departamento de química Elmer Keizer Bolton. Carothers foi contratada para realizar pesquisa pura e trabalhou para entender a estrutura molecular e propriedades físicas dos novos materiais. Ele tomou alguns dos primeiros passos no design molecular dos materiais. Seu trabalho levou à descoberta de fibra de nylon sintética, que foi muito forte, mas também muito flexível. A primeira aplicação foi para cerdas para escovas de dentes. No entanto, o alvo real de Du Pont era seda, especialmente meias de seda. Carothers e sua equipe sintetizaram várias poliamidas diferentes, incluindo a poliamida 6.6 e 4.6, bem como poliésteres. Levou DuPont doze anos e US $ 27 milhões para refinar nylon e sintetizar e desenvolver os processos industriais para fabricação a granel. Com um investimento tão grande, não foi nenhuma surpresa que Du Pont pouparam pouca despesa para promover o nylon após sua introdução, criando uma sensação pública ou "mania de nylon". A mania de nylon chegou a uma parada abrupta no final de 1941, quando os EUA entraram na Segunda Guerra Mundial. A capacidade de produção que tinha sido construída para produzir meias de nylon, ou apenas nylons, para mulheres americanas foi tomada para fabricar um grande número de pára-quedas para pilotos e pára-quedistas. Depois que a guerra terminou, DuPont voltou a vender nylon para o público, participando de outra campanha promocional em 1946 que resultou em uma mania ainda maior, desencadeando os chamados motins de nylon.

    Subsequentemente, as poliamidas 6, 10, 11 e 12 foram desenvolvidas com base nos monómeros que são compostos do anel; eg caprolactama.nylon 66 é um material fabricado por polimerização por condensação.
    Nylons ainda são importantes plásticos, e não apenas para uso em tecidos. Na sua forma a granel, é muito resistente ao desgaste, especialmente se forçado a óleo, e é usado para construir engrenagens, rolamentos, buchas e devido à boa resistência ao calor, cada vez mais para aplicações sob o capô em carros e outras mecânicas partes.

    Borracha natural
    A borracha natural é um elastômero (um polímero elástico de hidrocarbonetos) que foi originalmente derivado do látex, uma suspensão coloidal leitosa encontrada na seiva de algumas plantas. É útil diretamente nesta forma (de fato, a primeira aparência da borracha na Europa é um pano impermeabilizado com látex não vulcanizado do Brasil), mas, mais tarde, em 1839, Charles Goodyear inventou a borracha vulcanizada; esta é uma forma de borracha natural aquecida com, principalmente, ligações cruzadas de enxofre entre cadeias de polímero (vulcanização), melhorando elasticidade e durabilidade. O plástico é muito conhecido nestas áreas.

    Borracha sintética
    A primeira borracha totalmente sintética foi sintetizada por Lebedev em 1910. Na Segunda Guerra Mundial, o fornecimento de bloqueios de borracha natural do Sudeste Asiático provocou um boom no desenvolvimento da borracha sintética, especialmente a borracha de estireno-butadieno (aka Government Rubber-Styrene). Em 1941, a produção anual de borracha sintética nos EUA foi de apenas 231 toneladas, que aumentou para 840 000 toneladas em 1945. Na corrida espacial e corrida de armas nucleares, os pesquisadores da Caltech experimentaram o uso de borrachas sintéticas para combustível sólido para foguetes. Em última análise, todos os grandes foguetes e mísseis militares usariam combustíveis sólidos à base de borracha sintética, e eles também desempenhariam uma parte significativa no esforço espacial civil.

    Outros Plásticos
    Metacrilato de polimetilo (PMMA), mais conhecido como vidro acrílico . Embora os acrílicos sejam agora bem conhecidos por seu uso em tintas e fibras sintéticas, como as peles falsas, na sua forma a granel são realmente muito duras e transparentes do que o vidro e são vendidas como substituições de vidro sob nomes comerciais como class = bluelink> Acrylite, Perspex, Plexiglas e Lucite . Estes foram usados ​​para construir copas de aeronaves durante a guerra, e sua principal aplicação agora é grandes sinais iluminados, como são usados ​​nas frentes da loja ou dentro de grandes lojas, e para a fabricação de banheiras embutidas no vácuo.

    O polietileno (PE) , às vezes conhecido como polietileno, foi descoberto em 1933 por Reginald Gibson e Eric Fawcett no gigante industrial britânico Imperial Chemical Industries (ICI). Este material evoluiu para duas formas, polietileno de baixa densidade (LDPE) e polietileno de alta densidade (HDPE) . Os PE são baratos, flexíveis, duráveis ​​e quimicamente resistentes. O LDPE é usado para fazer filmes e materiais de embalagem, enquanto o HDPE é usado para contêineres, encanamento e acessórios automotivos. Enquanto PE tem baixa resistência ao ataque químico, descobriu-se mais tarde que um recipiente de PE poderia ser feito muito mais robusto, expondo-o ao gás flúor, que modificou a camada superficial do recipiente para o polifluoroetileno muito mais resistente.
    Polipropileno (PP) , que foi descoberto no início dos anos 1950 por Giulio Natta. É comum na ciência e na tecnologia modernas que o crescimento do corpo geral de conhecimento pode levar às mesmas invenções em diferentes lugares ao mesmo tempo, mas o polipropileno foi um caso extremo desse fenômeno, sendo inventado separadamente cerca de nove vezes. O litígio que se seguiu não foi resolvido até 1989. O polipropileno conseguiu sobreviver ao processo legal e dois químicos americanos trabalhando para Phillips Petroleum, J. Paul Hogan e Robert Banks, agora são geralmente creditados como os principais inventores do material. O polipropileno é semelhante ao seu antepassado, polietileno e compartilha o baixo custo do polietileno, mas é muito mais robusto. É usado em tudo, desde garrafas de plástico até carpetes para móveis de plástico, e é muito usado em automóveis.
    O poliuretano (PU) foi inventado pela Friedrich Bayer & Company em 1937, e entraria em uso após a guerra, em forma explodida para colchões, estofamento de móveis e isolamento térmico. É também um dos componentes (na forma não soprada) do spandex de fibra.
    Epoxy - Em 1939, IG Farben arquivou uma patente para poliepóxido ou epóxi. Epoxies são uma classe de plástico termoescível que forma ligações cruzadas e cura quando um agente catalisador, ou endurecedor, é adicionado. Após a guerra, eles viriam a ser amplamente utilizados para revestimentos, adesivos e materiais compósitos. Os compostos que utilizam epoxi como matriz incluem plástico reforçado com vidro, onde o elemento estrutural é fibra de vidro e compostos carbono-epóxi, nos quais o elemento estrutural é fibra de carbono. Atualmente, a fibra de vidro é usada para construir barcos esportivos e os compostos carbono-epóxi são um elemento estrutural cada vez mais importante em aeronaves, pois são leves, fortes e resistentes ao calor.
    PET, PETE, PETG , PET-P (tereftalato de polietileno)
    Dois químicos chamados Rex Whinfield e James Dickson, trabalhando em uma pequena empresa inglesa com o nome pitoresco da Calico Printer's Association em Manchester, desenvolveram tereftalato de polietileno (PET ou PETE) em 1941 e seria usado para fibras sintéticas na era do pós-guerra , com nomes como poliéster, dacron e terileno. O PET é menos permeável aos gases do que outros plásticos de baixo custo e, portanto, é um material popular para fazer garrafas para Coca-Cola e outras bebidas gaseificadas, uma vez que a carbonatação tende a atacar outros plásticos e para bebidas ácidas, como sucos de frutas ou vegetais. O PET também é forte e resistente à abrasão, e é usado para fazer peças mecânicas, bandejas de alimentos e outros itens que precisam suportar o abuso. Os filmes PET são usados ​​como base para gravar fita.
    PTFE (politetrafluoroetileno) (também conhecido como Teflon)
    Um dos plásticos mais impressionantes utilizados na guerra e um segredo principal foi o politetrafluoroetileno (PTFE), mais conhecido como Teflon, que poderia ser depositado em superfícies metálicas como um revestimento protetor resistente à corrosão e à baixa corrosão. A camada de superfície de polifluoroetileno criada por expor um recipiente de polietileno a gás flúor é muito semelhante ao Teflon. Um químico da DuPont chamado Roy Plunkett descobriu Teflon por acidente em 1938. Durante a guerra, foi usado em processos de difusão gasosa para refinar urânio para a bomba atômica, pois o processo era altamente corrosivo. De No início da década de 1960, as frigideiras resistentes a adesão de Teflon estavam em demanda.
    Lexan é um plástico de policarbonato de alto impacto fabricado pela General Electric. Makrolon é um plástico de policarbonato de alto impacto fabricado pela Bayer.
    Plásticos biodegradáveis ​​(compostativos)
    A pesquisa foi realizada em plásticos biodegradáveis ​​que se quebram com a exposição à luz solar (por exemplo, radiação ultravioleta), água ou umidade, bactérias, enzimas, abrasão do vento e alguns casos de pragas de roedores ou insetos também são incluídas como formas de biodegradação ou ambientais degradação. É claro que alguns desses modos de degradação só funcionarão se o plástico estiver exposto na superfície, enquanto outros modos só serão efetivos se determinadas condições existem em sistemas de aterro ou de compostagem. O pó de amido foi misturado com plástico como um enchimento para permitir que ele se degradasse com mais facilidade, mas ainda não conduz à degradação completa do plástico. Alguns pesquisadores realmente geraram bactérias genetizadas que sintetizam um plástico completamente biodegradável, mas este material, como o Biopol, é caro no momento. A empresa química alemã BASF faz Ecoflex, um poliéster totalmente biodegradável para aplicações de embalagens de alimentos. A Gehr Plastics desenvolveu o ECOGEHR , uma gama completa de Formas Bio-Polymer distribuídas pelo Profissional Plásticos.
  • CARACTERÍSTICAS E BENEFÍCIOS
    Profissional Plastics oferece mais de 1.000 produtos de plástico diferentes em folhas de plástico, varetas, tubos, filmes, resina e perfis.
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