O plástico é um tipo de polímero sintético, similar em muitos aspectos às resinas naturais encontradas em árvores e outras plantas. A palavra polímero tem origem no grego: poli significa muitas e mero significa parte ou unidade. Os plásticos são produzidos a partir de monômeros, a unidade química básica que forma os polímeros. Mono significa um, o que explica a definição de monômero como unidade, ou parte fundamental para a existência de um polímero. Para se sintetizar um polímero é necessário combinar muitos monômeros.
O termo polímero é aplicado quando há pelo menos 50 monômeros unidos uns aos outros por ligações covalentes numa cadeia, sempre com a participação de carbono e hidrogênio, no caso de polímeros orgânicos. Pode-se dizer, ainda, que polímeros são macromoléculas que consistem de unidades químicas repetidas, ligadas umas às outras. Quando é necessária uma diferenciação, o termo copolímero é utilizado para definir aqueles materiais que apresentam dois ou mais tipos diferentes de monômeros.
Os polímeros orgânicos são compostos de estruturas complexas que se unem em longas cadeias moleculares que podem ser moldadas, extrudadas, modeladas em vários formatos e transformadas em filmes ou em filamentos para serem usadas como fibras têxteis.
Inicialmente eram conhecidos apenas os polímeros naturais, encontrados na natureza, como a celulose, o algodão e as resinas de origem natural. Depois vieram os polímeros naturais modificados, como a borracha vulcanizada. Os polímeros sintéticos, ou plásticos, como são usualmente chamados, começaram a ser desenvolvidos no final do século XIX, e ganharam grande importância na indústria, constituindo uma nova classe de materiais.
A resina é o material de base do polímero, e pode receber diversos aditivos, carga ou enchimento, para formar o produto chamado de plástico. O termo plástico frequentemente se confunde com polímero, embora esta identificação não seja rigorosa. O nome plástico vem do grego plastikós, que significa ‘adequado à moldagem’. Nem todos os polímeros sintéticos são plásticos devido ao seu comportamento mecânico, e por isso não deveriam ser considerados ‘plásticos’.
Composição
Petróleo e gás natural são as principais matérias primas para a produção dos plásticos. O processo de produção normalmente começa com o tratamento de componentes do óleo cru ou do gás natural em um processo de craqueamento. Este processo resulta na conversão destes componentes em monômeros de hidrocarbonetos, como etileno e propileno.
Outras etapas de processamento levam a uma ampla gama de monômeros, como estireno, cloreto de vinila, etilenoglicol, ácido tereftálico e muitos outros. Estes monômeros são então quimicamente unidos em cadeias, formando os polímeros. As diferentes combinações de monômeros levam a uma ampla gama de plásticos, com grande variação de propriedades e características.
Muitos plásticos são constituídos de monômeros de hidrocarbonetos. Eles são formados pelas ligações de muitos monômeros entre si em longas cadeias, que formam uma estrutura, dando origem a tipos diferentes de plásticos, como polietileno, polipropileno e poliestireno. Embora muitos plásticos sejam constituídos somente de carbono e hidrogênio, outros elementos podem estar presentes em sua estrutura, como oxigênio, cloro, flúor e nitrogênio. O PVC, ou poli(cloreto de vinila), contém cloro; o nylon contém nitrogênio; o teflon contém flúor; o poliéster e os policarbonatos contêm oxigênio.
Tipos
Os plásticos são divididos em dois grupos diferentes: os termoplásticos e os termorrígidos. Esta classificação se baseia nas características de fusão desses materiais. Os
termoplásticos podem ser aquecidos e moldados; quando reaquecidos, eles amolecem e podem ser moldados novamente. Este ciclo reversível de amolecimento e endurecimento é o que permite a reciclagem, uma vez que o processo pode ser repetido numerosas vezes. A maioria dos plásticos é de termoplásticos. Celuloide é um termoplástico. Já os plásticos
termorrígidos (ou termofixos) podem ser moldados apenas uma única vez. Depois de moldados o reaquecimento poderá provocar a decomposição do material, e não sua fusão. Por este motivo, a reciclagem é muito difícil. Quando comparados aos termoplásticos eles apresentam maior estabilidade dimensional, mantêm suas propriedades em uma mais larga faixa de temperaturas, são mais resistentes aos solventes e muito convenientes para usos externos. Exemplos de plásticos termorrígidos são baquelite, poliuretanos – PU, epóxi e as resinas fenólicas.
Os plásticos são muito diferentes entre si, mas todos têm algumas características em comum: podem ser muito resistentes a agentes químicos presentes nos produtos de limpeza doméstica; podem ser isolantes térmicos e elétricos, embora já existam polímeros condutores de
eletricidade; em geral são leves e possuem graus variáveis de resistência; podem ser processados de diversas formas para produzir fibras finíssimas ou objetos complexos (de garrafas a componentes de carros e adesivos); são materiais que, com diferentes aditivos e cores, podem ser usados em um sem número de aplicações, para reproduzir as características de materiais como algodão, seda e fibras de lã, porcelana e mármore,
filmes flexíveis e isolantes térmicos para prédios. Os polímeros são normalmente produzidos a partir de petróleo, mas alguns podem ser produzidos a partir de gás natural ou carvão.
Aditivos
Muitos plásticos são misturados a aditivos durante seu processamento. Estes aditivos alteram ou melhoram as propriedades mecânicas, físicas ou químicas desses materiais. Os aditivos são usados para proteger os plásticos da descoloração produzida pela luz, do calor ou de bactérias; para mudar as propriedades do material, conferindo maior fluidez quando fundido; para dar cor; para dar estrutura na produção de espumas; para tornar o material pouco inflamável e para dar outras características especiais, com melhor aparência da superfície e redução da aspereza. Tipos de aditivos:
Enchedores ou cargas – são materiais geralmente adicionados aos polímeros para conferir melhores características de resistência à tração, compressão e abrasão, tenacidade e
estabilidade dimensional e térmica. Os materiais geralmente adicionados são serragem, pó de sílica, vidro, cerâmica, talco e qualquer polímero sintético.
Plastificadores ou plastificantes – são materiais incorporados em certos plásticos para dar flexibilidade, tenacidade e ductilidade, ou seja, a capacidade de o material ser moldável. Os plastificadores também diminuem a dureza e a rigidez do material. Sua atuação se resume a ocupar os espaços livres entre as cadeias e efetivamente aumentar as distâncias entre elas. Plastificadores normalmente são usados em filmes plásticos e embalagens para alimentos.
Estabilizadores – adicionados aos polímeros, eles evitam a deterioração do material sob condições do ambiente, como exposição à luz e oxidação. Os estabilizadores têm a função de inibir tais reações químicas que resultam na deterioração do material polimérico.
Corantes – conferem cores aos polímeros. Podem ser adicionados na forma de pigmentos ou fazerem parte da massa. A grande diferença entre os dois tipos de corantes é que os pigmentos não se dissolvem no material.
Aditivos ignífugos – um dos maiores problemas dos polímeros é a inflamabilidade. Com exceção dos polímeros à base de cloro ou flúor, como cloreto de polivinila e politetrafluoretileno, todos os outros são muito inflamáveis. Os aditivos ignífugos retardam ou dificultam as reações de combustão e também podem gerar reações endotérmicas, para o resfriamento. Vários elementos químicos reduzem a inflamabilidade dos materiais, como fósforo, bromo, cloro, nitrogênio e boro. Os hidróxidos de alumínio e de magnésio também atuam como ignífugos. A capacidade de retardar as chamas pode ser provocada por reações químicas, por uma série de reações na própria chama ou por efeitos físicos, como a rarefação da atmosfera no local da combustão.
Métodos de processamento
Existem vários métodos de processamento para a fabricação de produtos plásticos. Quatro são os mais usados para fabricar produtos de uso cotidiano, como filmes plásticos, garrafas, sacolas e embalagens:
Extrusão: o termoplástico previamente aquecido é compactado, amolecido e, na forma de fluido viscoso, é inserido em uma matriz, onde se solidifica por meio de ventiladores ou água. Este método permite a fabricação de peças plásticas de boa qualidade, sendo a técnica mais utilizada atualmente. É um processo contínuo, com alta produtividade. Filmes plásticos e sacolas são fabricados pelo processo de extrusão.
Moldagem por injeção: a parte mais importante da máquina é o molde, que tem a forma oca do objeto a ser formado. O termoplástico, usualmente na forma de grânulos, é aquecido e empurrado por alta pressão para dentro do molde. O contato com as paredes resfriadas do molde provoca a solidificação do material na forma desejada. Quando o plástico resfria, o molde é aberto e o objeto pronto é ejetado. Este processo é usado para fabricar produtos como embalagens de manteiga, potes de iogurtes e tampas.
Moldagem por sopro: é um processo usado em conjunto com a moldagem por extrusão ou a moldagem por injeção. Permite a fabricação de peças ocas, como garrafas. Sua vantagem é a capacidade de produzir peças de paredes finas sem a necessidade de unir duas ou mais partes moldadas.
Moldagem por compressão: é o método mais antigo. Uma quantidade determinada de polímeros e aditivos é colocada entre a fêmea e o macho de um molde; o molde é fechado e submetido a aquecimento e pressão. Este método é usado para produzir plásticos termorrígidos.
Os 7 tipos de plásticos mais importantes
PET - Poli(tereftalato de etileno) Símbolo de reciclagem
O poli(tereftalato de etileno) é transparente, inquebrável, impermeável e leve. Por conta de suas características, forma uma barreira capaz de reter gases e impedir a entrada de umidade, e isso é ideal para embalar bebidas, refrigerantes e outros alimentos. Como pode ser aquecido, também é utilizado na produção de bandejas para refeições pré-prontas, que podem ser levadas ao forno de microondas. O pet também é utilizado para embalar óleos, produtos de limpeza, cosméticos e produtos farmacêuticos. Ele também está em várias outras aplicações, como a produção de fibras para roupas e tapetes e plásticos de engenharia.
PEAD - Polietileno de alta densidade Símbolo de reciclagem
O polietileno de alta densidade tem muitas aplicações em embalagens de alimentos, produtos têxteis, cosméticos e embalagens descartáveis devido às suas características, como resistência química e excelente barreira contra a umidade. Ele é resistente a baixas temperaturas, leve, impermeável e rígido. É utilizado na fabricação de tampas de refrigerante, potes para freezer e garrafões de água mineral, brinquedos, eletrodomésticos, embalagens de produtos de limpeza como detergentes e água sanitária, cerdas de vassouras e escovas, fitas adesivas e sacaria.
PVC - Poli(cloreto de vinila) Símbolo de reciclagem
O poli(cloreto de vinila) tem como características principais excelente transparência, resistência química, estabilidade de longo prazo, resistência às mudanças de temperatura e estabilidade elétrica. Os produtos de vinil podem ser divididos entre duas grandes categorias, rígidos e flexíveis. Os rígidos são usados em engenharia, em aplicações como tubos e conexões, encaixes, pisos e esquadrias graças à sua grande resistência aos produtos químicos, ataques de bactérias e microorganismos e à corrosão. O vinil flexível é usado no revestimento de fios e cabos, como isolante, em filmes, em revestimentos para pisos, em produtos sintéticos que imitam couros, em revestimentos e tubos utilizados na área médica. O PVC também é usado na fabricação de brinquedos, certos tipos de tecidos, cartões de crédito, caixas de alimentos e tanques das máquinas de lavar roupas.
PEBD – Polietileno de baixa densidade Símbolo de reciclagem
O PEBD é leve, transparente e impermeável. É usado principalmente para a fabricação de filmes em função de sua resistência, flexibilidade e transparência. Com baixa temperatura de fusão, o PEBD é muito usado também para selagem de embalagens e na impermeabilização de papel em embalagens tetrapak. Caixas para garrafas de refrigerantes, fios e cabos para televisão e telefone, filmes de uso geral, mangueiras, embalagens flexíveis, sacaria, tampas flexíveis, garrafas, fraldas e absorventes higiênicos são feitos com este tipo de plástico.
PP – Polipropileno Símbolo de reciclagem
O polipropileno tem uma excelente resistência química, por isso, conserva o aroma e é resistente a mudanças de temperatura. Brilhante, rígido e inquebrável, é normalmente usado para acondicionamento e embalagem de alimentos. Como tem um elevado ponto de fusão, é ideal para produzir vasilhames resistentes a líquidos quentes. Ele é encontrado em embalagens flexíveis e rígidas, em fibras de tecidos e carpetes, em grandes peças moldadas para a indústria automotiva e produtos de consumo. Como outros plásticos, o polipropileno tem grande resistência à água, sal e soluções ácidas que são destrutivas para os metais. As aplicações mais comuns incluem garrafas de ketchup, embalagens de iogurte, embalagens de medicamentos e baterias de automóveis. Produtos cosméticos, tampas de refrigerante, potes para freezer, garrafões de água mineral, produtos hospitalares descartáveis, tubos para água quente, autopeças, fraldas e absorventes higiênicos também são feitos deste plástico.
PS – Poliestireno Símbolo de reciclagem
O poliestireno é um plástico versátil, que pode ser rígido e também produzido como espuma. É impermeável, rígido, leve e transparente, mas quebra com facilidade. Sua transparência faz com que seja usado em equipamentos médicos e embalagens de alimentos, em produtos para laboratórios e em certos usos eletrônicos. Também são feitos de poliestireno aparelhos de barbear, copos descartáveis, potes para iogurte, eletrodomésticos, produtos para construção civil e autopeças. O poliestireno expansível é normalmente extrudado em folhas que são usadas para fabricar bandejas para carnes e queijos usadas em supermercados, além de pratos e tampas. Este material também é muito usado em restaurantes. Por seu reduzido peso, firmeza e excelente isolamento térmico, a comida pode ser transportada sem perder suas características.
Outros – Copolímero de etileno e acetato de vinila (EVA) Símbolo de
reciclagem
Existem muitos outros plásticos além dos mais comuns relacionados acima como, por exemplo, o nylon, os poliuretanos e o polimetilmetacrilato. Nesta categoria encontram-se o copolímero de etileno e acetato de vinila, conhecido pela sigla EVA, empregado principalmente na fabricação de calçados, colas, adesivos, peças técnicas, fios e cabos, e também os plásticos ABS/SAN, PA e PC.Estes plásticos são usados para solados, autopeças, chinelos, pneus, acessórios esportivos e náuticos, plásticos especiais e de engenharia, CDs, eletrodomésticos e gabinetes de computadores.
Reciclagem
Os polímeros naturais, como a celulose, sofrem biodegradação com relativa facilidade. Já os polímeros sintéticos, normalmente derivados de petróleo, apresentam alta resistência a esse processo. Tal propriedade, desejável enquanto o material está sendo utilizado, torna-se um grande problema quando é descartado em lixões e aterros sanitários, já que o processo de degradação pode levar décadas. Quando não tem mais utilidade, o plástico pode ser matéria prima para novos produtos, por meio da reciclagem. As indústrias de artefatos plásticos utilizam o material reciclado na produção de baldes, cabides, garras de água sanitária, conduítes e acessórios para automóveis. É possível economizar até 50% de energia com o uso do plástico reciclado. Em 2009, cerca de 21,2% dos plásticos foram reciclados no Brasil, o que representou aproximadamente 556 mil toneladas por ano, de acordo com dados do Cempre – Compromisso Empresarial pela Reciclagem.
A reciclagem dos plásticos é dividida em dois tipos principais: a reciclagem energética e a reciclagem mecânica.
Reciclagem energética- os plásticos são queimados em fornos apropriados, e a energia gerada em forma de calor é aproveitada para a produção de outros materiais, como cimento. Economiza-se, desta forma, com o consumo de combustíveis tradicionais. Este processo é utilizado em alguns países, principalmente da Ásia.
Reciclagem mecânica- é a mais utilizada em todo o mundo. Após a coleta, os materiais são prensados e transportados até uma recicladora. Lá as garrafas e outros materiais plásticos passam por um processo de separação e moagem, transformando-se em flocos. Entram num sistema de lavagem e descontaminação, e, como material limpo, estão prontos para serem utilizados.
Bibliografia
Fotos:
Texto: Mari Menda
Comunicação e Marketing CRQ-IV
Supervisão: Prof. Antonio Carlos Massabni
Unesp-Araraquara
