Microestrutura x Propriedades

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTOCENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Microestrutura x Propriedades PLÁSTICOS Miguel Angelo Calil Salim Filho Vinícius Salomão Piffer Professora: Maristela Gomes da Silva

2. O que são plásticos • Os plásticos são materiais orgânicos poliméricos sintéticos, de constituição macrocelular, dotada de grande maleabilidade, facilmente transformável mediante o emprego de calor e pressão, e que serve de matéria-prima para a fabricação dos mais variados objetos. • A matéria-prima dos plásticos geralmente é o petróleo. Este é formado por uma complexa mistura de compostos.

3. Classificação • Podem ser subdivididos em: • Termofixos: são polímeros de cadeia ramificada, para os quais, o "endurecimento" (polimerização ou cura) é consequência de uma reação química irreversível. • Termoplásticos: tem como vantagem sua versatilidade e facilidade de utilização, desprendendo-se, geralmente, da necessidade de máquinas e equipamentos muito elaborados (e financeiramente dispendiosos).

4. Lembrete! • Todos os plásticos são polímeros, porém nem todos os polímeros são plásticos!

5. Plástico na Construção Civil • PVC (policloreto de vinila) • PEX (polietileno) • Formas de EPS (poliextireno espandido) • PP (polipropileno) Piso de PVC

6. Tubo de PVC para drenagem

7. Tubulações flexíveis (Pex)

8. Telha de PP

9. Calha pluvial de PVC

10. PVC (Policarbonato de Vinila) • O PVC é o único material plástico que não é totalmente originário do petróleo. Ele contém, em peso, 57% de cloro, um derivado do cloreto de sódio (sal de cozinha), e 43% de eteno, derivado do petróleo. Portanto, a principal matéria-prima do PVC é o sal marinho, um recurso natural renovável e disponível em abundância na natureza.

11. PVC (Policarbonato de Vinila) • Quando comparado com materiais como madeira, metais e cerâmicas, o PVC apresenta excelente relação custo x benefício, e é mais eficiente em vários outros quesitos, como resistência química e a intempéries, isolamento térmico e acústico, fácil instalação e baixa manutenção.

12. O PVC é: • Resistente à ação de fungos, bactérias, insetos e roedores; • Resistente à maioria dos reagentes químicos; • Bom isolante térmico, elétrico e acústico; • Sólido e resistente a choques; • Impermeável a gases e líquidos; • Resistente às intempéries (sol, chuva, vento e maresia); • Durável: sua vida útil em construções é superior a 50 anos; • Não propaga chamas: é auto-extinguível; • Versátil e ambientalmente correto; • Reciclável e reciclado; • Fabricado com baixo consumo de energia; • Leve (1,4 g/cm3), o que facilita seu manuseio e aplicação.

13. Microestrutura • Ligação dos átomos do PVC: • Apresentam ligação covalente (forte) entre os átomos na cadeia da macromolécula (resistência mecânica) e ligação secundária (fraca) (van de Walls) intercadeia.

14. Ligações Químicas no PVC • Ligações covalentes: • Forte ligação (aumento resistência mecânica); • Aproximaxão dos elétrons; • Compartilhamento; • Direcionalidade; • Pouco dúctil; • Baixa condutividade elétrica.

15. Esquema 3D do PVC. Seus elementos: Carbono (preto); Hidrogênio (branco); Cloro (verde).

16. Propriedades • As propriedades especiais tão peculiares aos polímeros são consequência principalmente de sua alta massa molecular. Quanto maiores as macromoléculas, melhores suas propriedades mecânicas.

17. Propriedades • Os polímeros, como vimos, são constituídos de moléculas formadas pelo encadeamento de milhares ou milhões de átomos. Por serem muito longas, estas cadeias se entrelaçam formando um emaranhado que interage fortemente. Esta é uma das razões da grande resistência mecânica dos polímeros

18. Propriedades • Se as cadeias de macromoléculas estiverem não apenas entrelaçadas, mas unidas através de ligações químicas, as chamadas ligações cruzadas, a resistência mecânica é aumentada, permitindo a confecção de peças e objetos bastante resistentes. Estes polímeros conseguem suportar condições relativamente drásticas de uso, como choques, atritos ou tração. Outras vantagens da presença de muitas ligações cruzadas entre as cadeias de macromoléculas são a estabilidade e resistência térmica.

19. Características • Bom isolante térmico, elétrico e acústico: • Elétrico: A estrutura dos polímeros tradicionais é típica de isolantes. A condutividade elétrica da maioria dos polímeros em temperatura ambiente é baixa.

20. Características • Térmico: Existe uma boa correlação entre o coeficiente de dilatação e a energia de ligação. Materiais que apresentam ligações químicas fortes apresentam coeficiente de dilatação térmica baixo. Este é o caso da maioria dos materiais cerâmicos e dos metálicos com alto ponto de fusão, como o molibdênio e o tungstênio. Os materiais poliméricos, os quais apresentam fracas ligações intercadeias, e os materiais de baixo ponto de fusão exibem coeficientes de dilatação térmica altos.

21. O porquê do PVC ser auto-extinguível: • O PVC contém, em peso, 57% de cloro (derivado do cloreto de sódio - sal de cozinha) e 43% de eteno (derivado do petróleo). Como todo plástico, o vinil é feito a partir de repetidos processos de polimerização que convertem hidrocarbonetos, contidos em materiais como o petróleo, em um único composto chamado polímero. O vinil é formado basicamente por etileno e cloro. • O cloro dá ao vinil duas vantagens, a de não ser tão suscetível às mudanças de preço no mercado de petróleo e de não ser um bom combustível como os derivados de petróleo.

22. Vídeo

23. Bibliografia • PADILHA, A. F., Materiais de Engenharia - Microestrutura e Propriedades • ISAIA, G. C. Materiais deConstrução Civil e Princípios deciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1 • CALLISTER, William D. et al. Materials science and engineering an introduction. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1991.

24. Bibliografia • PIATTI, Tânia Maria et al. Plásticos: características, usos, produção e impactos ambientais. Conversando sobre Ciências em Alagoas. Maceió/AL, 2005 • SANTOS, Rui et al, Materiais de Construção – Plásticos, Materiais, 1ª edição, 2004 • As principais características do PVC. Instituto do PVC. Disponível em http://www.institutodopvc.org. Acesso em 25 de mais de 2009