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Polímeros e Meio Ambiente. Resumo histórico. 1000 A.C. - Os chineses descobrem o verniz extraído de uma árvore ( Rhus vernicflua ), aplicado sob a forma de revestimentos impermeáveis e duráveis. Este seria usado em móveis domésticos até à década de 1950.
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Resumo histórico • 1000 A.C. - Os chineses descobrem o verniz extraído de uma árvore ( Rhus vernicflua ), aplicado sob a forma de revestimentos impermeáveis e duráveis. Este seria usado em móveis domésticos até à década de 1950. • 79 A.C. - Descoberta do âmbar , uma resina termoplástica proveniente de árvores fossilizadas. Este existe principalmente na costa do Mar Báltico e permite o fabrico de pequenas peças através de moldagem por compressão. Plínio, o Velho (23-79 A.C.) cita esse material na sua obra História Natural . • 0 A.C. - Descoberta do chifre como material conformável. Este comporta-se como uma chapa de material termoplástico, podendo ser cortado e moldado após ter sido aquecido em água quente. É possível sobrepor lâminas deste material, de forma a produzir peças com maior espessura. Antigamente, os botões da roupa e outros produtos eram feitos com chifre moído aglomerado com um ligante (como, por exemplo, sangue) através de moldagem por compressão. 400dC – Casco de Tartaruga
Resumo histórico • 1550 - Primeira menção à borracha natural feita por Valdes após uma expedição à América Central, onde esta era utilizada como artigos desportivos e impermeáveis há milhares de anos. • 1596 - John Huyglen von Linschoeten relata usos da goma laca após uma visita à Índia. • 1770 - Priestley atribui o nome de rubber à borracha, uma vez que esta • 1835 - Regnault relata a produção, até então inédita, de cloreto de vinilo , monómero do P.V.C. • 1839 - Charles Goodyear (E.U.A.) descobre a vulcanização , processo que consiste na adição de enxofre à borracha natural, Descoberta, em laboratório, do poliestireno .
Resumo histórico • 1859 - Butlerov descreve os polímeros a base de folmaldeído. • 1865 - Descoberta do acetato de celulose. • 1876 - Sementes de seringueiras do Brasil são contrabandeadas por Sir Henry Wickham e mandadas posteriormente à Ásia, onde constituíram a base da indústria mundial de borracha. • 1892 - Primeira síntese do celofane , um filme transparente produzido a partir da regeneração da viscose , ou seja, celulose dissolvida. Contudo, somente na década de 1910 este material atingiria maturidade comercial. • 1899 - Arthur Smith, da Inglaterra, patenteia resinas de fenol-formaldeído, que substituem a ebonite como isolador elétrico. • 1900 - Descoberta do silicone por Frederic Stanley Kipping. • 1909 - Leo Baekeland, dos E.U.A., patenteia a Baquelite , a primeira resina termofixa a substituir materiais tradicionais como madeira, marfim e ebonite. Hermann Staudinger inicia o desenvolvimento da borracha sintética (isopreno ).
Resumo histórico • 1912 • Ostromislensky, na Rússia, patenteia um processo de polimerização do cloreto de vinilo, obtendo-se PVC . Contudo, a decomposição do polímero durante o processo inviabiliza o seu desenvolvimento comercial. • Fritz Klatte patenteia um método para a produção do seu monómero, cloreto de vinilo e consegue polimerizá-lo em PVC. No entanto, esta resina teria ainda de esperar até à década de 1930 para ser produzida em escala comercial • 1926 • Hermann Staudinger inicia o trabalho que provará que os polímeros são constituídos por moléculas em forma de longas cadeias formadas a partir de moléculas menores, por polimerização. • Kurt Meyer & Herman Mark usam raios X para examinar a estrutura interna da celulose e de outros polímeros, fornecendo evidência suficiente da estrutura multiunitária de algumas moléculas.
Características dos plásticos • Plásticos são materiais formados pela união de grandes cadeias moleculares chamadas polímeros, que, por sua vez, são formadas por moléculas menores, chamadas monômeros. • Os plásticos são produzidos através de um processo químico chamado polimerização, que proporciona a união química de monômeros para formar polímeros. • Os polímeros podem ser naturais ou sintéticos. Os naturais, tais como algodão, madeira, cabelos, chifre de boi, látex, entre outros, são comuns em plantas e animais. Os sintéticos, tais como os plásticos, são obtidos pelo homem através de reações químicas. • O tamanho e estrutura da molécula do polímero determinam as propriedades do material plástico.
Matéria-prima • A matéria-prima dos plásticos é o petróleo. Este é formado por uma complexa mistura de compostos. Pelo fato de estes compostos possuírem diferentes temperaturas de ebulição, é possível separá-los através de um processo conhecido como destilação ou craqueamento. • A fração nafta é fornecida para as centrais petroquímicas, onde passa por uma série de processos, dando origem aos principais monômeros, como, por exemplo, o eteno.
Classificação dos Polímeros Termoplásticos • São plásticos que não sofrem alterações em sua estrutura química durante o aquecimento e que após o resfriamento podem ser novamente moldados. Exemplos: Polipropileno (PP), Polietileno de Alta Densidade (PEAD), Polietileno de Baixa densidade (PEBD), Polietilenotereftalato (PET), Poliestireno (PS), Policloreto de Vinila (PVC), etc. Termofixos • São aqueles que uma vez moldados não podem ser fundidos e remoldados novamente, portanto não são recicláveis mecanicamente. Exemplos: baquelite, Poliuretanos (PU) e Poliacetato de Etileno Vinil (EVA), poliésteres, resinas fenólicas, etc. Classificação dos descartes plásticos • Pós-industriais: Os quais provêm principalmente de refugos de processos de produção e transformação, aparas, rebarbas, etc. • Pós-consumo: São os descartados pelos consumidores, sendo a maioria provenientes de embalagens.
Utilizações e Benefícios • Construção civil, agrícola, de calçados, móveis, alimentos, têxtil, lazer, telecomunicações, eletroeletrônicos, automobilísticos, médico-hospitalar e distribuição de energia. • Nestes setores, os plásticos estão presentes nos mais diferentes produtos, a exemplo dos geossintéticos, que assumem cada vez maior importância na drenagem, no controle de erosão e reforço do solo de aterros sanitários, em tanques industriais, entre outras utilidades. • O setor de embalagens para alimentos e bebidas vem se destacando pela utilização crescente dos plásticos, em função de suas excelentes características, entre elas: transparência, resistência, leveza e atoxidade.
Tipo de polímeros • Polietileno de alta densidade — PEAD *Produtos: embalagens para detergentes e óleos automotivos, sacolas de supermercados, garrafeiras, tampas, tambores para tintas, potes, utilidades domésticas, etc. *Benefícios: inquebrável, resistente a baixas temperaturas, leve, impermeável, rígido e com resistência química. • Polietileno de baixa densidade — PEBD Polietileno linear de baixa densidade — PELBD *Produtos: sacolas para supermercados e lojas, filmes para embalar leite e outros alimentos, sacaria industrial, filmes para fraldas descartáveis, bolsa para soro medicinal, sacos de lixo, etc. *Benefícios: flexível, leve transparente e impermeável.
Tipo de polímeros • Polipropileno — PP *Produtos: filmes para embalagens e alimentos, embalagens industriais, cordas, tubos para água quente, fios e cabos, frascos, caixas de bebidas, autopeças, fibras para tapetes e utilidades domésticas, potes, fraldas e seringas descartáveis, etc. *Benefícios:conserva o aroma, é inquebrável, transparente, brilhante, rígido e resistente a mudanças de temperatura. • Poliestireno — PS *Produtos: potes para iogurtes, sorvetes, doces, frascos, bandejas de supermercados, geladeiras (parte interna da porta), pratos, tampas, aparelhos de barbear descartáveis, brinquedos, etc. *Benefícios: impermeável, inquebrável, rígido, transparente, leve e brilhante..
Tipo de polímeros Polietileno tereftalato — PPT Filmes Técnicos, Liso. POLIPROPILENO BI-ORIENTADO - BOPP *Produtos: embalagens para água mineral, óleos comestíveis, maioneses, sucos. Perfis para janelas, tubulações de água e esgotos, mangueiras, embalagens para remédios, brinquedos, bolsas de sangue, material hospitalar, etc. *Benefícios: rígido, transparente, impermeável, resistente à temperatura e inquebrável.
Tipo de polímeros Polietileno tereftalato — PET *Produtos: frascos e garrafas para uso alimentício/hospitalar, cosméticos, bandejas para microondas, filmes para áudio e vídeo, fibras têxteis, etc. *Benefícios: transparente, inquebrável, impermeável, leve. Policloreto de vinila — PVC *Produtos: embalagens para água mineral, óleos comestíveis, maioneses, sucos. Perfis para janelas, tubulações de água e esgotos, mangueiras, embalagens para remédios, brinquedos, bolsas de sangue, material hospitalar, etc. *Benefícios: rígido, transparente, impermeável, resistente à temperatura e inquebrável.
Tipo de polímeros Outros ABS/SAN, EVA e PA. *Produtos: solados, autopeças, chinelos, pneus, acessórios esportivos e náuticos, plásticos especiais e de engenharia, CDs, eletrodomésticos, corpos de computadores, etc. Ixan-Diofan - PVDC Filmes e embalagens para alimentos. Torlon - PAI Peças técnicas automotivas, eletrodomésticos e eletroeletrônicos. Radel R - PPSU Instrumentos cirúrgicos, componentes internos de aviões e bandejas de instrumentos médicos e odontológicos. Radel A - PES Fusíveis de alta amperagem, refletores de faróis e dispositivos eletrônicos. UDEL - PSU Conectores de uso médico, componentes hidráulicos, dispositivos elétricos e componentes para a indústria alimentícia. XYDAR - LCP Circuitos eletroeletrônicos, potes de microondas, componentes de motores e dispositivos ópticos
Vantagens do uso de Plásticos • Vantagens do uso de Plásticos- Menor consumo de energia na sua produção.- Redução do peso do lixo.- Menor custo de coleta e destino final.- Poucos riscos no manuseio.- Além de práticos, são totalmente recicláveis. • Fatores que estimulam a Reciclagem- Redução do volume de lixo a transportar: tratamento e disposição.- Aumento da vida útil dos locais de deposição de lixo
Reciclagem de Plástico • 5 a 10% de plásticos, conforme o local. • Plásticos são derivados do petróleo, produto importado (60% do total no Brasil). • 10% da energia utilizada no processo primário. • Só reciclamos 15%. • Os plásticos recicláveis são: potes de todos os tipos, sacos de supermercados, embalagens para alimentos, vasilhas, recipientes e artigos domésticos, tubulações e garrafas de PET, que convertida em grânulos é usada para a fabricação de cordas, fios de costura, cerdas de vasouras e escovas. • Os não recicláveis são: cabos de panela, botões de rádio, pratos, canetas, bijuterias, espuma, embalagens a vácuo, fraldas descartáveis. • A fabricação de plástico reciclado economiza 70% de energia, • Além disso, se o produto descartado permanecesse no meio ambiente, poderia estar causando maior poluição. • O plástico reciclado pode ser utilizado para fabricação de:- garrafas e frascos, exceto para contato direto com alimentos e fármacos;- baldes, cabides, pentes e outros artefatos produzidos pelo processo de injeção;- "madeira - plástica";- cerdas, vassouras, escovas e outros produtos que sejam produzidos com fibras;- sacolas e outros tipos de filmes;- painéis para a construção civil.
Símbolos para polímeros 1 - Politereftalato de etila (PET); 2 - Polietileno de alta densidade (HDPE); 3 - Policloreto de vinila (PVC); 4 - Polietileno de baixa densidade (LDPE); 5 - Polipropileno (PP); 6 - Poliestireno (PS); 7 - Outras resinas, como acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS). • PET refrigerantes e filme de poliéster Mylar. • HDPE embalagens de leite, galões plásticos para gasolina. • PVC Vinil (variando de revestimentos de casas até revestimentos de assentos), bem como vários brinquedos de pelúcia. • LDPE Recipientes plásticos para alimentos. • A diferença entre o HDPE e o LDPE, é que o LDPE é mais macio, mais flexível e derrete em temperaturas mais baixas do que o HDPE. • PP é um plástico leve - malas e acabamentos de plástico em automóveis, bem como em recipientes de alimentos. • PS é conhecido pela marca Isopor e é usado em tudo desde xícaras de café até refrigeradores.
Reciclagem Química • A reciclagem química re-processa plásticos, transformando-os em petroquímicos básicos que servem como matéria-prima em refinarias ou centrais petroquímicas. • Os novos processos desenvolvidos de reciclagem química permitem a reciclagem de misturas de plásticos diferentes, com aceitação de determinado grau de contaminantes como, por exemplo, tintas, papéis, entre outros materiais.Entre os processos de reciclagem química existentes, destacam-se: • Hidrogenação: As cadeias são quebradas mediante o tratamento com hidrogênio e calor, gerando produtos capazes de serem processados em refinarias. • Gaseificação: Os plásticos são aquecidos com ar ou oxigênio, gerando-se gás de síntese contendo monóxido de carbono e hidrogênio. • Quimólise: Consiste na quebra parcial ou total dos plásticos em monômeros na presença de Glicol/Metanol e água. • Pirólise: É a quebra das moléculas pela ação do calor na ausência de oxigênio. Este processo gera frações de hidrocarbonetos capazes de serem processados em refinaria.
Reciclagem Mecânica • A reciclagem mecânica consiste na conversão dos descartes plásticos pós-industriais ou pós-consumo em grânulos que podem ser reutilizados na produção de outros produtos, como sacos de lixo, solados, pisos, conduítes, mangueiras, componentes de automóveis, fibras, embalagens não-alimentícias e outros. • Este tipo de processo passa pelas seguintes etapas: • Separação: separação em uma esteira dos diferentes tipos de plásticos, de acordo com a identificação ou com o aspecto visual. Nesta etapa são separados também rótulos de diferentes materiais, tampas de garrafas e produtos compostos por mais de um tipo de plástico, embalagens metalizadas, grampos, etc.Por ser uma etapa geralmente manual, a eficiência depende diretamente da prática das pessoas que executam essa tarefa. Outro fator determinante da qualidade é a fonte do material a ser separado, sendo que aquele oriundo da coleta seletiva e mais limpo em relação ao material proveniente dos lixões ou aterros. • Moagem: Após separados os diferentes tipos de plásticos, estes são moídos e fragmentados em pequenas partes.
Reciclagem Mecânica • Lavagem: Após triturado, o plástico passa por uma etapa de lavagem com água para a retirada dos contaminantes. É necessário que a água de lavagem receba um tratamento para a sua reutilização ou emissão como efluente. • Aglutinação: Além de completar a secagem, o material é compactado, reduzindo-se assim o volume que será enviado à extrusora. O atrito dos fragmentos contra a parede do equipamento rotativo provoca elevação da temperatura, levando à formação de uma massa plástica. O aglutinador também é utilizado para incorporação de aditivos, como cargas, pigmentos e lubrificantes. • Extrusão: A extrusora funde e torna a massa plástica homogênea. Na saída da extrusora, encontra-se o cabeçote, do qual sai um "espaguete" contínuo, que é resfriado com água. Em seguida, o "espaguete" é picotado em um granulador e transformando em pellet (grãos plásticos).
Reciclagem Energética É a recuperação da energia contida nos plásticos através de processos térmicos. 1 kg de plástico é equivalente à contida em 1 kg de óleo combustível. O Plástico e a Geração de Energia • A presença dos plásticos é de vital importância, pois aumenta o rendimento da incineração de resíduos municipais. • O calor pode ser recuperado em caldeira, utilizando o vapor para geração de energia elétrica e/ou aquecimento. • Testes em escala real na Europa comprovaram os bons resultados da co-combustão dos resíduos de plásticos com carvão, turfa e madeira, tanto técnica, econômica, como ambientalmente. • A queima de plásticos em processos de reciclagem energética reduz o uso de combustíveis (economia de recursos naturais). • A reciclagem energética é realizada em diversos países da Europa, EUA e Japão e utiliza equipamentos da mais alta tecnologia, cujos controles de emissão são rigidamente seguros, anulando riscos à saúde ou ao meio ambiente.
