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Hélio Wiebeck

Júlio Harada

,
PLASTICOS DE

ENGENHARIA

TECNOLOGIA E APLICAÇÕES

Para não perderem mercado, as em
presas buscam aumentar sua produtivi
dade com qualidade, ao mesmo tempo em
que procuram racionalizar os custos. E um
dos caminhos para se atingir essas metas
está na substituição de peças metálicas
por outras, construídas com plásticos de
engenharia. Justamente por isso é que os
plásticos de engenharia vêm ganhando
cada vez espaço.
Conhecer esse material é de primor
mal importância para os técnicos, enge
nheiros, supervisores, gerentes de em
presas transformação de plásticos,
assistentes técnicos, pessoas relacionadas
com vendas e ainda os compradores, pois
a cada dia será mais comum a de
escolherum ou outro desses materiais.
Este livro é dirigido também para
alunos de escolas técnicas do plástico,
para graduandos ou pós-graduandos em
faculdades e universidades que possuem
CUTSOS na área da tecnologia dos plásticos
em seu currículo.
Aqui os plásticos de engenharia sâo
apresentados de forma tal que o
profissional possa fazer uma análise
inicial de escolha e seleção criteriosa do
material a ser empregado ou ofertado.

.,
Hélio Wiebeck

Júlio Harada

Plásticos

de

Engenharia
.GPraça Mauá, 01 - Bairro Mauá
CEP 09580-500 - São Caetano - SP
Tel. : 4232-1447 - Fax: 4232-1443
/ e·mail; liv.esquadro@uol.com.br

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Capa:
Carlos Roberto do Si::'a
Ilustração de capa:
Daniel Fernandes 80rre.'('
Composição eletrôr-':ca:
Ediarte Comunicação
Revisão:
Rosa Simansky
T.05627 Produção:
Espaço Editorial
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Câmara Brasileira do Livro, SP. Brasi"
Wiebeck, Hélio
Plásticos de engenharia I Hélio Wiebeck. Júlio
Harada. - São Paulo: Artliber Editora. 2005.
Bibliografia.
l. Engenharia química 2. Plásticos
3. Polímeros e polimerização
I. Harada, Júlio. 11. Título.
05-1388 CDD-688.42
índices para catálogo sistemático:
I. Plásticos de engenharia: Engenharia química 688.42
Obra selecionada - convênio Artliber-ABPol
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2005

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Dedicatórias
Dedico este trabalho à minha esposa Fatima Regina
e aos meus filhos Hugo Hajime e Mayumi Marcela.
Júlio Harada
Dedico esta obra à minha esposa Elenir, aos meus filhos André Luís e
Luís Fernando e a todos aqueles que de umafonna ou outra contribuiram
para que na minha existência terrena eu tivesse essa oportunidade.
Hélio Wiebeck

SUMÁRIO
Prefácio .................................................................................................. 15

Apresentação ........................................................................................ 17

1 - Plásticos de engenharia ............ ...................................................... 19

1.1 - Introdução ....................................................................................... 19

2 - Polietileno de ultra-alto peso molecular - PEUAPM.. .................. 37

2.1 - Introdução....................................................................................... 37

2.2 - Características.... ........................................................................ 38

2.3 - Propriedades .............................................................................. 39

2.3.1 - Propriedades químicas ....................................................... 44

2.4 - Aplicações ................................................................................. 46

2.5 - Métodos de transformação do PEUAPM .................................. 49

2.5.1 - Moldagem por compressão ................................................ 49

2.5.2 - Extrusão Ram ..................................................................... 49

3 - Estirênicos ....................................................................................... 51

3.1 - Copolímeros de estireno............................................................ 51

3.2 - Obtenção dos monômeros ......................................................... 51

3.2.1 - Acrilonitrila ........................................................................... 51

3.2.2 - Butadieno ................................................................................ 52

3.2.2.1 - Características do butadieno ........................................... 53

3.2.3 - Estireno ................................................................................... 53

3.2.3.1 - Características do estireno .............................................. 54

3.2.4 - Resina de SAN (Estireno Acrilonitrila) .................................. 54

6 Plásticos de engenharia
3,2.4,1 - Polimerização""','"","',",,"'"''''''''''""""""",,,,,,,,,,.,,,,,, 54

3.2.4.2 - Propriedades"" """"'" "".,".."",',','""".,,,,,,,"..".,.",.,."., 55

3.2,4.3 - Processamento ".. ,...."".." ..""""",,,,,....,,,,,,,,.,,,,

3.2.4.4 - Aplicações "" ..,...."" .... "" ...".",,,.,,...,,,,..,,,..,,,,. ",'..",..
3.2.5 - Resina de ABS. "".......""...."."".""...""" ..."".......",

3,2.5.1 - Preparação das resinas de ABS ..."....."....,,,,,....,,.,,,,...."

3,2.5,2 - Propriedades das resinas de ABS ".."..."....."......".."...", 57

3.2,5.3 - Processamento ".................................."... ,.."."....."..... 59

3,2.5.4 - Expansão do ABS ....................".. ,,,.,,...,,,,,............ 60

3,2.5.5 - ABS reforçado .."..."""",...", ..".."""".."",,,..,,,, 60

3.2,5.6" Aplicações "..""....""""...".""...".. "'"",,,.,,,,.,,,, 61

3.2.5.7 Grades especiais de ABS ..",........ "..........,........... "...... 62

4 "Poliacetal ..............."............"................,.." .... 67

4, - Introdução,,,.......,........,..................,,..,..... ,,..,,. "........"........... 67

4,2 - Histórico ,.."................,"...."............ ,,,,,,,,,.., ..,,..,,, ..,,..,,,,.,,.,,...,,. 68

4,3 - Obtenção do rnonômero .'" .""""..."",.""."""".."""."".""""""". 68

4.4 - Produção do polímero ".."..."."."....." ""..."....".........."...." 68

4.4, I - Homopolímero ""...."..."..,,,..,,..... ".."................"....... 68

4.4,2 - Copolímero ,,,.....',..,,....,..,.,,..,, .., ..""",,,,,,,,.......,,.,,......,,.,,,,.. 70

4.5 - Estrutura molecular .".., "...."..."".." ,,,,,... ,,..,,,.... ,,.,,,,..",,....,,..,,,,, 70

4.6" Tipos comerciais "..."...."........."".."...""",............."......"..." 71

4.6.1 - Homopo!ímeros "........."".."",,,,,,,,,,...,,..,,,,,,,,....",,...........,,... 72

4.6.2" Copolímeros ...........................,...""." .."""."............. ,,,,,,, 72

4.7 - Propriedades dos poliacetais "...""."".""""".."..""..",,...... 72

4.7.1 ' Propriedades mecânicas" "."...."..""."".."".........".... , ..." 73

4,7.2 Propriedades térmicas .."...."...."."....""...."..."..". 75

4,7.3 Propriedades elétricas "...""....."...".".........."..."".......""....... 76

4.7.4 - Propriedades quínücas ...,....."....,.."".....................................", 76

5 ' Poliamida 6 e Poliamida 6.6 ....."..............."."........."."..."...."...".. 81

5,1 - Jntrodução .........".......".".........".........."...."...".........."........"....".. 8J

- Histórico ......................,.,.....................,.........."..........,.........".....,.. 82

, Vantagens c desvantagens das PA........................................."....... 83

5.4 - Tipos de poliamida ........".................................".................."........ 83

5.5 Polímerização das poliamidas 6 e 6.6 ............."......"."........""...... 84

5.6 Relação estrutura e propriedades ..............."........."..."...............". 85

5.7 Propriedades características ........"............"...."........"....".........".. 87

5,8 - Característica tém1ica das poliamidas ...."."...".......""...."...""..".. 88

5,9 - Características elétricas "....""."....".........................."..,.....""...".. 89

Sumário 7
5.10 Resistêncía químíca das poliamidas 6 e 6.6 ................................. 89

5.11 Compostos e compósitos com náilon ........................................... 90

5.12 Aditivos ........................................................................................ 90

5.12.1 - Termoestabihzantes/antíoxídantes ........................................ 90

5.1 - Antiultravioleta .................... ............................................... 90

5.1 - Antíchama............................................................................. 90

5.1 - Antiestáticos ........................................................................ 91

5.1 - Agentes nuc1eantes ............................................................ 91

5.12.6 - Lubrificantes.................................... ................................ 91

5.12.7 - Desmoldantes ....."............"................................................. 92

5.12.8 - Modificadores de impacto ....................................................

5.13 - Copolímeros 6.6/6: 6/6.6 ..............................................................

5.13.1 - Características de processamento .........................................

5. - Campo de aplicação das políanlidas ..................................... 94

6 - Poliamidas aromáticas ............................................................... 95

6.1 Histórico ... .................. .................................................................. 95

- Nomenclatura ........................................................................... 97

6.3 Estrutura ......................................................................................... 97

6.4 Propriedades ................................................................... ............... 99

6.5 Principais políaramidas no mercado ..............""....... ..................... 99

J - Nomex ...................................................................".............. 99

- Conex ..................................................................................... 100

6.5.3 - Tcchnora ................................................................ ................ 101

6.5.4 - Kevlar .................................................................................... 102

6.6 Aplícações ........................"........."...................................... 104

6.6.1- Artefatos à de poliamidas aromáticas ............................. 106

7· Policarbonato .................................".................................".....,....... 109

7.1 - Introdução ...................................."...........................................".... 109

- Histórico ......................................................................................... 109

- Obtenção......................................................................................... 110

1- Produção do monómero .......................................................... 110

7.3.1.1-Fosgênio ......................................."................................. 110

7.3.1.2 - Bisfenol A ou BPA ......................................................... 111

7.3.2 - Produção do polímero .................................................".......... 111

7.3.2.1- Intercâmbio de esteres ..................................................... 111

7.3.2.2 - Processo de fosgenização ................................................ 112

7.4 - Relação entre estrutura e propriedades ............... ............................ 114

7.4.1 - Propriedades ................................................................. 115

7.4.2 - Propriedades químicas ......................................................... 116

7.43 Propriedades mecânicas ................................... ....................... J18

7.4.4 - Propriedades ópticas ........................................................... 118

7.5 - Processamento do policarbonato ............................ ..................... 119

7.5. I - Pré-tratamento ......................... .......................................... 119

7.5.2 - Processos de transfonnação ................................................. I19

1 - Moldagem por injeção ................................................... 120

7.5.2.2 - Moldagem por tenTloformagem ........................ ............. 121

7.5.2.3 - Rxtrusão ............................................................. 121

7.5.3 - Reciclagem .......... ................ .................................. 121

7.6 - Aplicações ..................................................................................... 121

8 - Poliésteres e copoliésteres especiais ............................................ ..

8.1 - Introdução....................................................................................... 123

8.2 - Histórico .... ............................................. ...... ....................... ......... 124

8.3 - Processo de obtenção ...... ...... ..... ............... ........ .................... ........ 125

8.4 Rstrutura molecular................................... ............................. 126

8.5 Principais características e propriedades do ........................ 126

8.6 Processamento do PET ............................. ..................................... 127

8.6.1 - Secagem ....... "",,,.....,,,..,,....,....,.,......,,, ............"....."...,....... 127

8.6.2 - Desumidificação ................... .... ............... ......... ............... 127

8.7 - Processos de moldagem do PET .............. ..................................... 127

8.7.1- Moldagem por injeção .............................................................

8.7.2 - Moldagem por injeção e sopro ................................... 128

8.7.3 - Moldagem por extrusão .................................c. .................... 129

8.7.4 - Moldagem por extrusão e sopro ...... ........................ .. ........... 129

8.7.5 - Fablicação de fibras ........... ............................ ............ 129

8.8 - Propriedades ............................... ...................................... 179

8.9 - Massa molar .................................. ............................................. 130

8,10 - Cristalinidade ............................................................................... 131

8.11 - Morfologia x características ....................................................:.... 131

8. 12 - Propriedades mecânicas ............................................................... 1

8.13 Propriedades de barreiras ..................................
c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.14 Leveza .................. I
cc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.15 - Transparência e brilho ...........................c...................................... 132

8.16 - Resistência química .......... .......................................................... 133

8.17 Higroscopicidade ........................................................................ 133

8.18 - Processos de degradação ............................................................. 1

Sumário 9

8.18.1 - Hídrólise "".""..".".""...... "......".".".."" ...."..." 133

8.18.2 - Térmica"..".."".........."........"........................."....".............. 134

8.19 - Recíclabilídade .........."..."............" ........".................................... 134

8.20 - Aplícações ..."...".........".........".........".........".........".." ....."........ 134

8.21 - Recíclagem ......"."."......" ..""."..."...."..."...""......""..""....."...... 136

8.22 - PETG Poli (tereftalato de etileno glicol) ............."..................... 136

8.22.1 - Propriedades ........"......" ..." ........"........................................ 136

8.22.2 - Processamento ......" ....." ..." ..." ..."".." ..."".......""......."....... 137

8.23 - PBT - Poli(teretIalato de butileno)." ......." ..................." 137

8.23.1 - Propriedades ..""."..""...."".."..."..........................." .......".. 138

8.23.2 - Aplicações ."....".""......""."...".." ..".....",, ...................."... 139

8.24 - peT (Poli(l,4-ciclohexilenodimetileno tereftalato) ."""....""..... 140

8.24.1 - Propriedades ....."...............""........"..."".........................."" 142

8.24.2 - Processamento .."...................." ........""................................ 142

8.24.3 - Aplicações .......".........."...."........." .........................."....."... 142

8.25 - Lep - Polímeros líquidos cristalinos ..............." ...".........."."....... 143

8,25,1 - Obtenção ....."".""""".""."..."".".."............."..."...."...,....... 144

8.25.2 - Propriedades"".... "" .........""..."......."........."..........".... 145

8.25,3 - Aplicações ".."....."..".........."..""""........."..." .........." ..,......"... 146

9· PPS· Polissulfeto de fenileno ".."..".........."..............",,,.....,,....",,. 147

9.1 - Histórico ..."...""".."..""......."...." ......."...."."".......""".."..""...,,. 147

9.2 - Principais características """."""..."....."..""..""."".."...""..."...,,. 147

9.3 - Tipos de resina """."."""""."""""."""""""".""""""".""..""..." 148

9.4 - Síntese .""""".""."""""""".""""".""."""""."".."".""." """..", 148

9.5 - Cristalinidade ....."."."......".."...".""...."....".".."""'..,.,.""" .....",,, 149

9,6 - Temperatura de transição vítrea/razão de Poisson ""...".."".."".", 149

9,7 - Propriedades térmicas e físicas """""..".."."...."."".."".""....".",, 149

9.8 - Propriedades mecânicas ""....... """"....."...""".."................."....... ]50

9.9 - Absorção de água pela resina de PPS ............................................. [51

9.10 - Módulo Creep (Resiliência) .........................................................

9.11 - Resistência química ...................................................................... ] 51

9.12 - Processamento .............................................................................. 153

9.13 - Aplicações típicas .............................................................".......... 154

9.13.1 - Aplicações automotivas ........................................................ 154

9.13.2 - Eletrodomésticos .................................................................. 154

9.133 - Eletroeletrônicos ................................................................... 155

9.13.4 - Outras aplicações industriais ....................................".......... 156

10· Poli(Óxido de fenileno) .................................................................. 157

10.1 - Blendas de PPO modificado ......................................................... 158

J0.1.1 - PPOs estirénicos .............................................................. 159

10,1.2 - PPOs/poliallÚdas ............................................................. 161

11 • B!endas políméricas ....................................................................... 163

11.1 - Miscibilidade ............................................................................... 164

11.2 - Compatibilização de blendas imiscíveis ...................................... 164

11.3 - "1étodos experimentais para avaliar a miscibilídade e COI11
patibilização de blendas ............................................................ 165

11 1 - Ensaios mecânicos..................................................................... 165

1J.3.2 - Microscopia eletrônica ......................................................... 166

11.3.3 - Análise térmica ................................................................ 167

11.3.4 - Outras técnicas ..................... ......... .................................. 168

11.4 - Métodos estatísticos para avaliar a miscibilidade e compa
tibilização de bIcndas .............................................................. 168

12 • Compostos - plásticos carregados .............................................. 169

12.1 Plásticos carregados: compostos.. .. ...................................... 169

J2. 1.1 - Carbonato de cálcio................... .............................................. 169

12.1 .1.1 - Aplicações ....................... ......................................... 172

1 - Negro-de-fumo: introdução ....... ... ....................................... 173

12.1.2.1 - Composição do negro-de-fumo .................................... 174

1 1.2.2 - Processos de fabricação dos diferentes tipos de

negros-de-fumo ....................................................... 174

12.1.2.3 - Propriedades dos ncgros-de-fumo ................................ 1

12.1.204 - Classificação dos negros-de-fumo ......................0......... 176

12.1.2.5 - Influência dos negros-de-full1o nas propriedades
dos compostos de borracha ...........0......0....0..............
12.1.3 - Sulfato de bfuio ..........................o...................o..................... 178

12.1.4 - Feldspato> ......0............0.....,0.......................0.......................... 178

12.1.4.1 - Introdução ......... 0...................0..................................... 178

1201.4.2 - Propriedades físicas ...................0............0.........0........... 179

12.1.4.3 - Propriedades elétricas 0.......................0....................0..... 179

12.1.4.4 - Propriedades térmicas ...................0....0.........0..........0..... 179

12.1.45 - Propriedades ópticas ...............,..................................... 179

1.4.6 - Aplicações .... 180o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o . . . . . . o . . . . . . . . . . . . . . . o . . .

12.15 - Alumina tri-hidratada ou tríhídróxido de alumínio .......0...... 180

12.1.5.1 - Introdução ...... 180o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.5.2 - Propriedades físicas ...................................................... 181

12.1.5.3 - Propriedades témlicas ................................................... 181

12.1.5.4 - Retardantes de chama 0............................................0..... ]81

Sumário 11
12.1.5.5 - Aplicações ..................................................................... 182

12.1.6 - Sílica natural ................................,........................................ 182

12.1.6.1 - Introdução ............. ................. ................................ 182

12.1.6.2 - Usos e aplicações ....................................................... 183

12.1.7 - Caulirn .................................................................... 184

1.7.1 - Introdução .......................................................................... 184

12.1.72 - Características .................................................................... 185

12.1 • Aplicações ................. ... ..... .......................... ...... ................ 186

12.1.7.3.1 - Reforço para borracha ....................................... ............ 186

12.1.7.3.2 - Caulim para plásticos e tintas plásticas .......................... 188

12.1.8 - Talco ..................................................................................... 189

12.1.8.1 - Introdução ....................................................................,... 189

12.1.8.2 - Usos e aplicações ............................................................... 190

12.1.8.3 Aplicações plásticas ........................................................... 191

12.1.9 - Agalmatolito ................................................................. 192

12.1.9.1 - Geologia e ocorrências ..................................................... 192

1.9.2 - Aspectos gerais ........................................................... 192

.9.3 - Beneficiamento do agalmatolito ....................................... 192

12.1.9.4 - Propriedades .................. ................. ............................. 193

12.1.9.5 Aplícações ......................................................................... 193

12.1.9.6 - Informações físicas e químicas .......................................... 194

12.1.10 - Sílica sintética ........................................................ ........... 194

12.1.10.1 - Introdução ....................................................................... 194

12.1.10.2 - Aplicação ........................................................ ................. 195

13 - Compósitos ou plásticos reforçados ............................................. 197

13.1 - Introdução ...................................................................,................ 197

13.2 - Fibras ......,.,................................................................................... 198

1 - Mauiz ......................................................................................... 199

13.4 - Matéria-prima ................. ............................................................. 201

13.4.1 Fibras de vidro ...................................................................... 202

13.4.1.1 Tipos de fibra vidro .................................... .............. 203

13.4.1.2 Agentes de acoplamento e protetores ........................... 204

13.4.1.3 - Considerações de projeto .............................................. 205

13.4.1.4 - Matrizes termorrigidas .................................................. 206

1.5 - Matrizes termoplásticas ................................................ 207

13.4.2 - Fibras de carbono e grafite ................................................... 208

13.4.2.1 Processo fibra de carbono poIíacriJonitríla ................... 210

13.4.2.2 - Estabílização ......................... ........................................ 211

13.4.2.3 - Carbonização ................................................................ 212

13.4.2.4 - TrataIllento de superfície "",..."",..............".,.""...."..... 213

13.4.2.5 - CaIíbração ..................................................................... 214

12 Plásticos de engen haria
13.4_2.6 - Processo de fibra de carbono baseado em piche... 214

13.42.7 - Usos .............................................................................. 216

J3.43 - Fibras de aramida ..._, ............._........,.._........"...............,._, 216

13.4.4 - Fibras de polietileno .... _"..",.." .."....,..__...._.....,____.. _.,.."._.. 7

13.4.4.1 - Propriedades ,.......................__..............".._"..__......", 2J7

13.4.4,2· Aplicações ........................................"""......"...", ..""... 217

13.5 - Comparação entre as propriedades mecânicas das fibras ..___..,....' 218

13_6 - Processos de conformação ..._.........._"..,,,,,____.. ,,,,_.._...._.,,,,_,,,. 219

13.6,1 - Moldagem por contato .._,_"..'_..",_".._"_. ____"._"",,,_,_,,_,,_...__,,. 221

13,6.2 - Moldagem por pressão .......""._..,............,..........._".."",.. "

13.6.3 - Moldagem por compressão ........."...""._._"..."".........."." 224

13_6.4 - Moldagem por transferência ,_.."""_"___,.._..."""..._",,,,..,,____.. 225

13.6.5 - Bobinagem".. "."."....",_"......."","".."".."."_." ""_".. ",,,..,,.. 225

13,6,6 - Pultmsão .....,,,_.....,,..,,,,..,,' ...,,...,,.... ""_..,,,...,,.._... _....._,, 226

14 - Fluoroplásticos _"._""..._" _..""".".___ .......""".._____"_""".,,,,,., ..._". 229

14.1 - Introdução"""".....""."_".,,""".""."...._"."""."".."""",,,,,,,,_,,,,,, 229

14.2 Politetrafluoretíleno ",,,,......,,,,__._,....."""" ..""."".._" ..."..',,,__",,". 230

14,2.1- Estrutura do PTFE "" .."__ .."..""..."_......." ...._"""""...",,._,, 231

14_2.2 - Propriedades do PTFE ...."""__ "...""_....,_"".._"" __"._",,,,._,,,

14.2.2.1 - Propriedades mecânicas "_"...".__"........"_"..",,...........,,. 232

14.2.2.2· Propriedades químicas ..."....,.. ".._....."....._.............."", 233

14.2,2.3 Propriedades elétricas ..____...___....__............_...___....".._,_,_. 233

14.2.3 - Compostos e cornpósitos de PTFE ...",...,....,....."........,..."... 234

143 - CopoIímero de propileno-etileno fluorado FEP ......",,,_..,,.,,,,.._ 235

143.1 Propriedades ___"..._._,__.,...___"___,,...._..... "",_._.._._"", __".....,......

14.3.1,1 - Transições e relaxamentos .....".___..".."_,_"."___",,......._,, 237

14.3_1.2 - Estabilidade térmica ..._..."" __"_............._............"....,, 237

14.3_1.3 Efeitos de radiação "____........""..._"""."..._".."..",,_,,..... 237

14.3_ 1.4 - Propriedades mecânicas ..""___..".___.__",__".".." .......,,... 238

14.3,J.5 - Propriedades elétricas .. ""..""......."......."...._"...""".. 238

14.3.1.6 - Propriedades químicas ..."."._...""_"____""".__".",_",,.,, .. 238

14.3_1.7 - Propriedades ópticas """__ ",,__ ._,_ ..,,.. " __""" _"..__"."". 239

14.3.2 - Fabricação,..,..".. "........._.._......,..,_."....." ..._...,,..,......,,_......,,_. 239

14.4 - Perfluoroalcóxi (PFA) ".. ".",_.._....".._.__"."..""" ......".."_"..,,..._ 240

14.5 - Policlorollif1úoretileno - PCTFE """._"".""".""..."..",.._"."._,..,,_ 242

14,6 - Copolímero de etilcno-clorotrítlúoretileno - ECTFE " __.",___.",,_,, 242

14.7 - Copolírnero de elileno-tetraflúoretileno - ETFE ......."..."._"".,,... 244

14.8· Poli (flnoreto de vinilideno) (PVDF) "".."....."..."....."..."".__".... 246

14.9· Poli(fluoreto de vinHa) - (PVF) ""........_"_, ___..._."_._",,......,,....,,___. 247

14.10 - Conclusões gerais "..........."...... 249

Sumário 13
15 - Silicones .......................................................................................... 2S 1

15.1 - Introdução..................................................................................... 251

15.2 - Nomenclatura ............................................................................... 253

15.3 - Produção dos silicones ......... ....................................................... 253

15.4 - A natureza e propriedades das bonachas de silicone ................... 257

15.5 - Tipos de silicone........................................................................... 259

15.6 - Vulcanização de borrachas de silicone ......................................... 261

15.7 - Aplicações .................................................................................... 261

15.8 - Fluidos (óleos) de silicone............................................................ 262

15.9 - Pastas e graxas de silicone ........................................................... 263

15.10 - Géis, gomas e bOlTachas de silicone ........................................... 263

15.11 - Resinas de silicone ..................................................................... 263

16 - Polímeros de alto desempenho - (pI, PPA, PK, PSU, l'EK, PU

SPS, PAR) ...................................................................................... 265

16.1 - Plásticos de alto desempenho: evolução histórica.. ...................... 265

16.2 - Poliimidas ..................................................................................... 265

16.2.1 - Abreviação ..................................................................... 266

16.2.2 - Cadeia da poliimida ......... ..................................... 266

16.2.3 - Características do polímero ....... ................. ................. 266

16.2.4 - Propriedades gerais. ........................ ..................................... 266

16.2.5 - Aplicações .............. ................ . ................................... 267

16.3 - Poliftalamida ........................................ ............................... 267

16.3.1 - Abreviação ............................................................................ 267

16.3.2 - Obtenção da poliftalamida .................................................... 267

16.3.3 - Características do polímero .................................................. 268

16.3.4 - Propriedades gerais ............................................................. 268

16.3.5 - Aplicações ............................................................................ 269

16.4 - Policetonas ................................................................................... 269

16.4. I - Abreviação ............................................................................ 269

16.4.2 - Cadeia do PK - polircetona) ................................................. 269

16.4.3 - Características do polímero .................................................. 270

16.4.4 - Propriedades gerais ............................................................... 270

16.4.5 - Aplicações ............................................................................ 271

16.5 - Polisulfona.................................................................................... 272

16.5.1 - Abreviação: PSU (po1ysu1fhone) .......................................... 272

16.5.2 - Característica do polímero .................................................... 272

16.5.3 - Propriedades gerais ............................................................... 273

16.5.4 - Aplicações ............................................................................ 273

16.7 - Poliuretano ................................................................................... 274

16.7.1 - Abreviação: PU .................................................................... 274

16.7.2 - Cadeia do poliuretano ........................................................... 275

16.7.3 - Características do polímero ......................................... 275

16.7.4 - Propriedades gerais .............................................................. 275

16.7.5 - Aplicações ............................................................................ 276

16.7.6 - Tipos ..................................................................................... 280

16.8··· Poliestireno e poliestireno sindíotálíco ........................................ 280

16.8.1 - Abreviação ............................................................................ 281

16.8.2 - Cadeia do PS ......................................................................... 281

16.8.3 - Aplicações ............................................................................ 281

16.8.4 - Poliestireno sindiotático - SPS ............................................. 282

16.8.5 - Características ....................................................................... 282

16.85.1 - térmica ...................................................... 282

16.85.2· Resistência química ...................................................... 283

16.8.5.3 - Rigidez .............................................................. ........... 283

16.85.4 - Propriedade auto-extingüível ........................................ 283

16.8.5.5 - Resistência mecânica .................................................... 283

16.9 - Poliarilatos .................................................................................... 283

16.9.1 - Abreviação: PAR .................................................................. 283

16.9.3 - Propriedades ......................................................................... 283

16.9.4 - Aplicações ............................................................................ 284

17 • Seleção de materiais ...................................................................... 285

Referências bibliográficas ................................................................... 291

Anexos ................................................................................................. 297

Plásticos Basf e suas aplicações ............................................................. 298

Plásticos Braskem e suas aplícações....................................................... 302

Plásticos Dupont e suas aplicações ......................................................... 311

Plásticos Eastman e suas aplicações ....................H....................H...H...... 315

Plásticos GE e suas aplicações ............................................................... 317

H . . . . . . . . . . . H . . . .
Plásticos Ipiranga e suas aplicações .................................... 318

,a,'CUA" Lanxess e suas aplicações ........................................................ 323

Plásticos Lati e suas .............................................................. 324

Plásticos Petroquímica Triunfo e suas aplicações ..................HH........... 325

Plásticos Petroquímica União e suas aplicações H......................H........... 331

Plásticos Polibrasil e suas aplicações ................................H................. 332

Plásticos Policarbonatos do Brasil e suas aplicações ....H....H................. 335

Plásticos Radici e suas aplicações .......................................................... 337

Plásticos Rhodia e suas aplicações ......................................................... 338

Plásticos Solvay e suas aplicações.......................................................... 340

Plásticos Tícona e suas aplicações .......................................................... 345

Colaboradores ......................................................................................... 350

PREFÁCIO

Plásticos de Engenharia é um livro essencial para os profissionais das
Ciências dos Polímeros que buscam maior aprofundamento nos conceitos téc
nicos e mercadológicos da fascinante área dos Plásticos e Especialidades
nlcas.
Reconhecidos por sua longa e diversificada vivência na pesquisa e de
senvolvimento tecnologia de negócios no mercado de Plásticos de Enge
nharia, os autores combinaram as experiências em suas disciplinas para com
por uma obra singular, que apresenta, ao longo dos seus capítulos, um balanço
sempre dosado de elementos técnicos com dados de mercado_ Esse ponto,
raramente atingido em obras com temas simíl,u-es, tanto no Brasil quanto no
exterior, diferenciam o trabalho ao fixar o interesse do leitor nas intrincadas
estruturas moleculares das resinas de engenharia, sem abrir mão do prazer da
leítura, ao apresentar exemplos práticos de utilização, tangíveis no dia-a-dia
do consumidoL
A Associação Brasileira de Polímeros ABPol sente-se honrada em po
der patrocinar e prómover este livro por sua inequívoca contribuição aos estu
dos dos polímeros e pejo papel que certamente desempenhará nos programas
de capacitação de recurlios humanos da indústria, pesquisa, e ensino dos plás
ticos do Brasil,
Domingos Jafelice
Presidente
Associação Brasileira de Polímeros - ABPol

APRESENTAÇÃO

Este livro baseou-se em uma apostila milízada como guia para os cursos
abertos de formação e atualização de esmdantes da de plásticos, Entre eles
estão técnicos, engenheiros, supervisores, gerentes de empresas de transfonna
ção de plásticos, e estudantes dc cursos de graduação e pós-graduação em enge
nharia de materiais plásticos, A apostila foi utilizada para um melhor entendi
mento da aplicabilidade dos materiais polimêricos considerados de engenharia c
também como complemento de fonte de consulta de infonnação técnica,
Com o passar dos anos, surgiram alguns livros que preencheram uma
parte da lacuna existente nessa área, minimizando a dificuldade de obtenção
de infonnações técnicas em português. Resolvemos então ampliar a mo
desta apostíla e transformá-Ia neste livro, que, bem sabemos, não supre a ne
cessidade existente de literatura especializada sobre o tema. Tampouco temos
a pretensão de esgotar o assunto, pois, afinal, também somos aprendizes no
assunto.
Convidamos os alunos de pós-graduação de Engenharia de Materiais da
de polímeros do Deprutamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para colaborar com este
projeto, mnpliando-o com novas pesquisas bibliográficas e acrescentando a
vivência profissional de todos os envolvidos neste campo.
Para a ilustração de conceitos foram utilizadas figuras e gráficos extraí
dos de catálogos de fabricantes dos respectivos plásticos de engenharia e, muitas
vezes, são utilizados os nomes comerciais destes, pois conforme nossaexperi
ência é difícil desvincular o nome comercial do nome técnico correspondente.

oleitor notará que alguns assuntos não foram abordados pois, em muitos
casos, dependem da aplicação tinal da peça ou do processo de transfonnação no
qual será utilizado, como, por exemplo, se é uma peça técnica injetada, soprada,
termoformada para indústria eletroeletrônica, automobilística, náutica,
aeroespacial, etc. ou uma embalagem plástica flexível para alimentos, com a
necessidade específica de barreira, estrutura física de stand up (ficar de pé).
Infelizmente, não temos todo o conhecimento disponível, pois o desenvolvi
mento das matérias-primas e suas técnicas de transformação são muito velozes,
dificultando o acompanhamento em fanção de nosso pouco tempo disponíveL
Agradecemos a todos que direta ou indiretamente colaboraram e cola
boram com este trabalho, e, em especial, às empresas produtoras das matérias
primas aqui citadas, aos nossos alunos do curso pós-graduação Polí
USP, mencionados nominalmente; a ABPol - Associação Brasileira de
Polímeros, por esta parceria, c us empresas onde trabalhamos (Poli-USP e
Basf S.A.). Agradecemos, em especial, aos engenheiros que colaboraram
tensan1ente nesta obra com seus trabalhos esclitos: Edson R. Simielli, Fernando
M, Felícetti, Ana Maria Liguorí, João Carlos Pial.zi, Renato Del Coco Júnior,
Pérsio de Souza Santos e Sérgio de Carvalho Araújo e as empresas: Basf,
Tícona/Hoescht, BraskemIPolíalden, Dupont, Aoki. Bekutl1, Polícarbonatos
do Brasil, Eastman, GE Plastics e Solvay, pela cessão da utilização das fotos
para ilustração desta obra.
Em caráter super especial, agradecemos ao engenheiro Paulo Aparecido
dos Santos, que, inicialmente, produziu o primeiro material em forn1a de apos
tila, à mestranda Kátía Schoeps de Oliveira, que auxiliou na produção da se
gunda apostila, ao Daniel Femandes Borrelly e Aline Alves Rodrigues, douto
randos do Departamento de Engenharia Metahírgica e de Materiais da Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo, que tiveram um enonne trabalho
agrupando os capítulos, melhorando a apresentação e cOITigindo os eITos en
conu·ados.
Aos alunos que ajudaram na elaboração dos capítulos, agradecemos no
minalmente 110 final do livro.
Hélio Wiebeck
Júlio Harada
São Paulo, setembro de 2004

1CAPíTULO
PLÁSTICOS DE ENGENHARIA
1.1 - Introdução
Os plásticos são, geralmente, divididos em duas categorias quanto a sua
escala de fabricação e/ou de acordo com o desempenho de suas propriedades.
Quanto à escala, encontramos os tennoplásticos commoditíes, representando
o maior volume de produção, compreendidos por: polietileno, polipropileno,
poli (cloreto de viníla), policstíreno e, atualmente, o PET grau ganafa. Esses
materiais, em função de sua aplicação, podem levar denominações de plás
ticos dc uso comum, uso geral, ou, ainda, de massa.
Os plásticos de uso geral podem ser termoplásticos ou termorngidos. Os
termoplásticos de uso geral são: polietíleno (PE), polípropileno (PP),
poliestireno (PS), poliestireno de alto impacto (PSAI), copolímero (estireno
acrilonitlila) (SAN), copolimero (etileno-acetato de vínilal (EVA), poli(cloreto
de viníl2) (PVC), poli(acetato de vínila) (PVAc), poli(cloreto de vinilídeno)
(PVDC) e polí(metacrilato de metila) (PMMA).
Os termorngídos de uso geral são as resinas: epóxi (ER), fenoj
forrnaldeído (PR), uréia-formaldeído CUR), melamina-folnlaldeído (MR) e
poliuretano (PU), este último podendo ser de característica tennoplástica. Os
polímeros de engenharia também podem ser denominados de uso gera! e de
uso especial, sendo que o de uso especial pode ainda ser denominado de
superplástico ou plástico de altíssimo desempenho.
Os plásticos de engenharia apresentam:
• Módulo de elasticidade elevado, mesmo a temperaturas relativamen
te elevada.

• Boa resistência ao impacto.
• Boa resistência à tração.
• Boa resistência à flexão.
• Estabilidade dimensional a alta temperatura.
• Resistência à degradação térmica e à oxidação.
• Resistência a reagentes e a solventes.
• Transparência à radiação eletromagnética.
Geralmente os plásticos de engenharia possuem:
• Temperatura de distorção térrrtica acima de 100°C (0,46 MPa)
• Módulo de elasticidade acima de 20 000 Kgf/cm'
• Resistência de tensão à tração acima de 500 Kgflcm'
Alguns autores definem os plásticos de engenharia como sendo materi
ais estáveis, por determinados períodos, em aplicações onde podem sofrer es
forços mecânicos, térrrticos, elétricos, químicos ou ambientais. Em geral, são
mais caros que os plásticos commodities, em função de terem sua obtenção e
fonnação mais elaborada.
Os plásticos de engenharia de uso geral são: polietileno de altíssimo
peso molecular (PEUAPM), poli(óxido de metileno) (POM), poli(tereftalato
de etileno) (PET), poli(tereftalato de butileno) (PBT), policarbonato (PC),
poliamida alifatica (náilon) (PA), poli(óxido de fenileno) (PPO) e poli(fluoreto
de vinilideno) (PVDF).
Os plásticos de engenharia de uso especial, superplásticos, de altíssimo
desempenho, são: poli(tetrafluoro-etileno) (PTFE), comumente conhecido
como tefIon; polarilatos (PAR); polímeros cristais -líquidos (LCP); poli-imidas
(PI); poli(amidaimida )(PA!); poli(éter-imida) (PEI); poli(eter-cetona) (PEK);
poli(eter-eter-cetona) (PEEK); poli(sulfeto de fenileno) (PPS); polisulfona
(PSU); polifenilsulfona (PPSU); poliftalamida (PPA); polietersulfona (PES).
Essas divisões podem apresentar alguma variação qnanto ao fato de um
material estar alocado a um ou a outro grupo, dependendo do pesquisador.
Como uma relação de alto desempenho em favor da propriedade mecâ
nica, resistência à tração na ruptura, podemos ter um material de engenharia
com uma resistência superior cinco vezes ou mais em relação a um detennina
do plástico de uso comum.
Alguns pesquisadores consideram que, para um plástico pertencer ao gru
po dos de engenharia, além de uma alta resistência mecânica, ele também deve

21Plásticos de engenharia
ter uma temperaturade deflexão ténnica de no mínimo 100°C (0,46 MPa),(HDT).
Esta é a temperatura na qual um corpo de prova na founa de barra sofre uma
deflexão de 0,25 mm, estando biapoiado entre dois suportes separados de 100
mm, sujeitos a tensões de 0,46 MPa ou 1,82 MPa (ASTM- D648).
Vale salientar que um plástico do grupo de uso geral pode ter sua carac
terística melhorada e passar para o de engenharia. As modificações de propri
edades podem acontecer com incorporações de fibras, cargas vegetais ou
inorgânicas. Uma outra maneira de modificar as propriedades é a cura ou
reticulação do plástico em questão, que pode ser melhorado em algumas pro
priedades mecânicas, além da propriedade téunica.
É possível também introduzir no mercado um plástico da família dos de
uso geral, mas com uma inovação química de estrutura, a qual possibilita que
o novo tipo de material tenha uma propriedade de alto ou altíssimo desempe
nho mecânico e/ou térmico. Algumas bJendas poliméricas podem ter uma fa
cilidade de confounação, além de um alto desempenho, e podem ser conside
radas corno plásticos de engenharia.
Os capítulos a seguir ajudam a ter urna melhor compreensão das propri
edades inerentes a estes grupos de materiais plásticos. A Tabela I, por exem
plo, apresenta um resumo cronológico da evolução dos materiais poliméricos
ao longo do tempo:
Tabela 1.1 - Evolução histórica dos plásticos de engenharia
Os chineses descobrem o verniz, extraído de uma árvore (Rhus
1000 vernicflua), que passa a ser usado na founa de revestimentos im
a.c. peuneáveis e duráveis. Ele seria utilizado em móveis domésticos
até a década de 1950.
Descoberta do âmbar, urna resina termoplástica proveniente de
árvores fossilizadas. É encontrado, principalmente, na costa do
79 a.c. Mar Báltico. E peunite a fabricação de pequenas peças através de
moldagem por compressão. Plínio, o Velho (23·79 a.c.) cita esse
material em sua obra História Natural.
Descoberta do chifre como material conformável. Ele se comporta
como uma chapa de material teunoplástico, podendo ser cortado e
O moldado após ter sido aquecido em água quente. Lâminas desse
material podem ser sobrepostas de fOlma a se produzir peças com
maior espessura. Antigamente, botões de roupa e outros produtos

o
400
800
1550
1596
1650
1770
1820
1835
eram feitos com chifre moído aglomerado com um lígante (como,
por exemplo, sangue) através de moldagem por compressão.
Moldagem e corte de cascas de tartaruga,de forma similar ao chifre.
Até algumas décadas atrás eram comuns os óculos feitos com esse
material.
Surgimento da gutta-percha, uma resina natural presente na casca
de árvores da Malásia.
Primeira menção à borracha natural feita por Valdes após uma
expedição à América Central. Os nativos usavam esse material
como artigos esportivos e impermeáveis há milhares de anos.
John Huyglen von Linschoeten relata usos da goma laca após uma
visita à Índia.
John Tradescant introduz o uso da gutta-percha no Ocidente após
suas viagens para coleta de plantas no Oriente. Esse material foi
usado para fabricar desde mangueiras de jardim até móveis, tendo
sido substituído como revestimento de cabos submatinos na década
de 1940.
Priestley atribui o nome de rubber à borracha, uma vez que ela
consegue remover marcas em um papel (em inglês, to rub significa
raspar, rasurar).
Tbomas Hancock (Inglaterra) descobre que a borracha,
vigorosamente plastificada é capaz de fluir.
Regnault relata a produção, até então inédita, de cloreto de vinila,
monômero do PVc.
Descoberta do nitrato de celulose. Regnault descobre o PVC na
1838
França, mas como uma curiosidade de laboratório.
Charles Goodyear (EUA) descobre a vulcanização, processo que
consiste na adição de enxofre à borracha natural, tornando-a mais
forte e resilíente. Isso viabilizou seu uso como importante material
1839
de engenharia.
Descoberta, em laboratório, do poliestireno. Contudo não havia
condições plenas para sua fabricação na época.
Alexander Parkes (Inglaterra) desenvolve a Parkesina, uma resina
1840 moldável à base de nitrato de celulose, material extremamente
inflamável.

1.845 Robert Wílliam Thompson inventa o de borracha.
Nelson Goodyear patenteia e comerCÍaliza a ebollÍte, material
produzido pela vulcanização da borracha usando excesso de
enxofre. Ê uma resina dura, escura e brilhante utilizada por mais I
de 100 anos na fabricação de bolas de boliche e placas para LISO i
1851
dentário, neste caso com cor rosada, O surgimento deste material I
é um marco fundamental na história dos polímeros, pois foi o I
primeiro material termofixo usado comercialmente e também,
envolveu a de um natural.
Urna mistura de goma-laca com serragem é patenteada como I
material para moldagem por Samuel Peck (EUA), para uso em i
estruturas e maletas.
Os químicos Friedrich Kekulé c Archibald Couper demonstram
1858 que as moléculas orgãnícas são constituídas de átomos carbono,!
combinados quimieamente em diferentes formatos,,L. __,__+ __,, __, _.~_-j
1859 Butlerov descreve os polímeros à base de folmaldeído.
'''''~_+-i:>C:;;c;.()bc:r:tll..do acetato de celulose. _""_,~" .". __.. __., ___.__,
Wesley Hyatt, dos EUA, vence uma competição para fabricar
bola dc bilhar melhor. Ele usou um novo material chamado!
celulóide, uma versão comercial do nitrato de celulose ou I
nítIOcelulose com adição de cânfora para redução de fragilidade. .__1 __ _
Os irmãos Hyatt patenteiam o uso do nitrato de celulose e cânfora,1870

obtendo-se um material semelhante ao chifre, o celulóide.

Adolph Bayer, da Alemanha, registra reações entre H"LIU'l>
1872

aldeídos, gerando substâncias resinosas.

Sementes seringueiras do Brasil são contrabandeadas por Sir
Henry Wickham e mandadas posteriormente à Asia, onde
constituíram a base da indústria mundia1de borracha.
--1--
Uma gravadora bcrlincllse começou a usar goma-laca para a
fabricação de discos fonográficos, devido à capacidade desse
1880 material em reproduzir detalhes finos de formato. De fato, a goma
laca foi usada até 1952 na fabricação de discos fonográficos, qmmdlo
foi substituída PVC
Bernigaud produz fihras a partir da celulose, que posteriormente1884

receberiam o nome de rayon.

i

Goodwin inventa o filme fotográfico de celulóide e seu processo
de fabricação.
na França, regenera celulose via nitrato.
1897
Arthur Smith, da Inglaterra, patenteia resinas de fenol-formaldeído,
substituem a ebonite como isolador elétrico.-~~... _--~... _--~... _
Descoberta do sílicone Frederic
Stern & Topham desenvolvem método para se produzir seda
a chamada viscose.
Leo Baekeland, dos EUA, consegue a primeira de suas 1 patentes
relativas a resinas de fcnol-forrnaldeído,
Charles Frederick Cross inventa o celofane, mistura de acetato de :
celulose e viscose
Leo Baekcland, dos EUA, pateuteia a Baquelí ta, a primeira resina
termofixa a substituir mateliais tradicionais como madeira, marfim
e ehonite. Baquelita se tornou sinônimo deste materiaL
Hermann Staudinger inicia o deseuvolvimento da borracha sintética
(isopreno)
Hugh Moore funda a Dixie Cup Co" fabricante de copos:
descartáveis, especialmente para atender a uma lei promulgada no I
estlldo de Kansas (EUA), que proibia o uso de xícaras comunitlirias
trens. Seu objetivo era restringir a disseminação de doenças I
a tuberculose, .
1887

1892
1894
George Eastman Kodak patenteia a máquina para produzir
fotográfico contínuo.
HUlell" "íntese do celofane, um filme transparente produzido a
partir da regeneração da viscose, ou seja, celulose dissolvida,
Contudo, somente na década de 1910 ele atingiria maturidade
Cross e Bevans introduzem o acetato de celulose após
deseuvolverem pesquisas sobre ésteres de celulosepara se enlcOIltIêlr
alternativas não-intlamáveis ao nitrato de celulose
Adolph Spittclcr, da Bavária (Alemanha), descobre (provavelmente
acidente) e patenteia resinas a base de casefna. Este material é .
a partir de leite batido e coalhado, curado por imersão em :
Seu nome comercial era

Plásticos de engenharia 25
1910
Iniciada a produção de meias para mulheres na Alemanha.
Construída a primeira fábrica de rayon nos EUA.
1911 Brandenberger, na Suíça, inicia a produção comercial do celofane
1912
Ostromislensky, na Rússia, patenteia um processo de polimerização
do cloreto de vinila, obtendo-se PVC. Contudo, a decomposição
do polímero durante o processo, inviabiliza seu desenvolvimento
comercial. Fritz KJatte patenteia um método para a produção de
seu monômero, cloreto de vinila; ele logra polimerizá-lo em PVC,
mas essa resina ainda teria de esperar até a década de 1930 para
ser produzida em escala comercial. A La Cellophane S.A. é a
primeira empresa a produzir comercialmente celofane na França.
1914
Início do uso de soluções de acetato de celulose como verniz para
aviões e de madeira compensada para fuselagens.
1916
F.H. Banbury, dos EUA, patenteia o famoso misturador que leva
seu nome.
1918
Hans John prepara resinas através da reação de uréia com
formaldeído.
1919 Introdução comercial do acetato de celulose.
1920
A década de 1920 marca o início de uma "era de ouro" nas
descobertas sobre síntese de polímeros. É quando Hermann
Staudinger, da Alemanha, se envolve na pesquisa fundamental
sobre os mecanismos de polimerização de moléculas orgânicas.
1921 O rayon começa a ser produzido comercialmente.
1922 Hermann Slaudinger, da Alemanha, sintetiza a borracha.
1924 Fibras de acetato de celulose.
1926
Hermann Stauclinger inicia o trabalho que provará que os polímeros
são constituídos de moléculas em forma de longas cadeias,
formadas por moléculas menores, a partir de polimerização.
Anteriormente se acreditava que os plásticos eram compostos de
anéis de moléculas ligados.
Kurt Meyer & Herman Mark usam raios X para examinar a estrutura
interna da celulose e outros polfmeros, fornecendo evidência
suficiente da estrutura multiunitária de algumas moléculas
A primeira injetora comercial foi patenteada na Alemanha, mas a
produção em escala industrial só se tornou possível em 1937.

A descoberta de plastificantes adequados para o acetato de celulose
viabiliza esse material como alternativa para o celulóide, que é
bem mais inflamável.
1927
Aparece o PVc.
W. Semon, da BF Goodrich (EUA), descobre como plastificar
facilmente o PVc.
Otto Rohm, na Alemanha, desenvolve o poli(metacrilato de metila)
e inicia sua produção, em escala limitada, em Darmstadt.
1928
Ziegler inicia seus trabalhos sobre química organometálica e lança
os fundamentos para a catálise na polimerização do polietileno e
polipropileno.
Início da produção de PVC nos EUA.
1929
A Dunlop Rubber Co., da Inglaterra, produz, pela primeira vez, a
espuma de borracha.
Surge a borracha sintética de polisulfeto (Thyokol) e resinas à base
de uréia-formaldeído.
1930
A BASFIIG Farben (Alemanha) desenvolve o poliestireno. A Dow
Chemical Co. (EUA) iniciou o desenvolvimento dessa resina nesse
mesmo ano, mas a produção comercial só se iniciou em 1937.
W.L. Semon, da BF Goodrich (EUA) modificou o PVC, de forma
a melhorar sua transformação e aumentar seu potencial comercial.
J.A.Hansbeke desenvolve o neopreno, outro tipo de borracha
sintética.
1931
A Imperial Chemical Industries - ICI (Inglaterra) desenvolve o
polietileno, quase por acidente, quando E.W. Fawcett e R.O. Gibson
observam uma pequena quantidade de uma cera produzida após
experimentos com etileno.
A empresa Forrnica patenteia o material homônimo (núcleo de
papel fenólico revestido superficialmente de uréia-formaldeído),
iniciando um negócio de enonne sucesso.
Início da produção do PVC na Alemanha.
1932
Aperfeiçoamentos em compostos de uréia-tiouréia-folmaldeído na
British Cyanides Co. gera a produção de resinas de uréia
formaldeído.

Plásticos de engenharia 27
1932
Desenvolvimento da Buna N (aclilonitrila-butadieno) e Buna S
(estireno-butadieno) na Alemanha.
Início da produção comercial de neopreno nos EUA, pela DuPont.
Descoberta do processo de polimerização sob alta pressão do
polietileno.
1933
Pesquisadores da TCI (R. HiII e J.W.c. Crawford) iniciam o
desenvolvimento do poli(metacrilato de metíla) - PMMA, que seria
mais tarde comercializado com os nomes comerciais de lucite,
plexiglas, acrílico, etc.
Produção dos plimeiros artigos de poliestireno moldados por injeção.
-
1934
Wallace Hume Carothers, da DuPont (EUA) desenvolve o náilon,
originalmente na fonua de fibra.
1935
Carothers e DuPont patenteiam o náilon.
A Henkel patenteia a produção de resinas baseadas em mclamína.
A empresa rCI patenteia a polimerização do polietileno a partir do
etileno.
1936 Uso do PVA, poli(acetato de vinila), e do poli(vinilbntiral) em
vidros laminados de segurança.
Iniciada a produção em larga escala de poliestireno na Alemanha.
Wallace Carothers se suicida antes que o náilon apresentado
ao público, o que ocorreria entre 1938 e 1939, com a marca
comercíal de Exton. Q irônico é que Carothers se matou se
achar um fracasso.
1937 Qtto Bayer começa o desenvolvimento dos poJiuretanos na IG
Farbeu.
A Alemanha começa a produção comercial de borrachas <i. ..<.:.
estireno-butadieno (Buna S) e butadicno-acriJonitrila (Buna N).
Inicia-se a produção de poliestireno nos EUA
1938
Roy Plunkett (Dupont) descobre acidentalmente o teflon ou PTFE
politetrafluoretileno. Ele pensou que um cilindro contendo
fluorcarbonato estivesse vazio. Ao cortá-lo, verificou-se a presença
de um resíduo branco em seu interior. Nasceu assim o leflon.
Surgem fibras de náilon 6.6, fabrícadas nos DuPont.
Iniciada a produção comercial de

1939
A ICI, da Inglatena, patenteia o processo de cloração do polietileno.
A mesma empresa inicia a produção comercial de polietíleno de
baixa densidade.
Iniciada a produção de resinas de melamina-formaldeído e
poli(cloreto de vinilideno).
Iniciada a produção industrial de PVC nos EUA.
Mangueiras para gasolina feitas com neoprene, fornecido pela
DuPont, tomam-se comuns nos EUA.
1940
Resinas de acrílico (PMMA) começam a ser largamente usadas
em janelas de aviões.
Produção de borracha butJ1ica nos EUA.
Início da produção de PVC na Inglaterra.
1941
A IG Farben (Alemanha) começa a produção de poliuretanos.
A Kinetic Chemical Ltd. patenteia o teflon.
l.R. Whinfield e l.T. Dickson (Calíco Printers Association)
conseguem produzir fi bras de PET - polí(tereftalato de etileno),
sendo lançado com o nome comercial de Terylene.
1942
Alemanha: desenvolvimento de silícones e resinas a base de
fluorcarbono.
EUA: borrachas de estíreno-butadieno (SBR).
Início da produção industrial de silicone.
A BeclOn Dickinson Co. desenvolve a primeira embalagem blisTer
tennoformada.
1943
Construída a primeira planta em escala piloto para a fabricação de
teflon (PTFE). A produção comercial só teria início em 1950.
Começam os estudos sobre o uso de fibras de vidro como agentes
de reforço para resinas plásticas.
Primeiros usos industriais do poliuretano.
Introdução do poliisopreno nos EUA.
1946
Os organosóis e plastissóis são introduzidos no mercado
amencano.
A Wachusett Tools & Dies Co., dos EUA, inova usando ligas de
cobre-berílio na cavidade de moldes para resinas plásticas.
A Chrysler usa, pela primeira vez, lentes de acnlico nas lanternas
traseiras de seus veículos.

1946
Earl S. Tupper começa a produzir copos de polietileno, dando início
à famosa Tupperware Co.
Valdes Kohinoor Inc., dos EUA, inicia a produção de zippers de
náilon.
1947
Surgimento das resinas epóxi.
OD Black & D Mackey, da RCA, criam o primeiro circuito impresso.
1948 Surgimento dos polímeros ABS e fibras de acrílico.
1949
Brasil: Fundada a primeira fábrica de poliestireno, a Bakol S.A.,
em São Paulo.
Iniciada a produção comercial do poliestireno de alto impacto.
Surgimento das fibras de poliéster.
1950
Início da produção de PTFE (Teflon) em larga escala pela DuPont.
A mesma firma introduz o polietileno cIorossulfonado e fibras de
acnlico no mercado americano.
A Kautex Werke lança o primeiro equipamento comercial para
moldagem por sopro, com pré-forma extrudada continuamente e
extremidade aberta.
Desenvolvimento do processo para produção de espuma de
poliestireno, material mais conhecido pelo nome comercial de
lSOpOr.
1951 L. Meyer & A. Hwell requerem a primeira patente para o processo
de pultrusão.
William H. Willert, dos EUA, inventou a injetora com plastificação
através de rosca; a patente foi requerida em 1956 mas a indústria
só a aceitou a partir de 1962, deflagrando uma revolução na
moldagem por injeção.
1952
Iniciada a produção de discos LP (long-play) e compactos feitos
de PVC, substituindo as resinas fenólicas e a base de goma laca
que eram usadas até então.
A DuPont inicia a comercialização de filmes de PET orientados.
1953
Iniciada a produção do PEAD - polietileno de alta densidade, sob
a marca comercial Polithene, da DuPont.
Karl Ziegler (Alemanha) desenvolve catalisadores de íons
metálicos para promover a polimerização regular do polietileno.

Giulio Natta (Itália) desenvolve catalisadores de íons metálicos
para a produção de polímeros isotáticos, tais como o polipropileno.
Ambos receberam o Prêmio Nobel de 1963 pelo feito.
1953
Hermann Staudinger recebe o Prêmio Nobel de Química pelo seu
estudo sobre os polímeros.
Desenvolvimento do policarbonato por H;e.rmann Schnell.
A GM, em associação com a Monison Molded Fiberglass Products
Co., produz experimentalmente 300 automóveis Corvette com
carroceria totalmente feita em poliéster termofixo reforçado com
fibra de vidro.
Desenvolvimento de espumas de poliuretano nos EUA.
1954
A ATI aprova o uso de cabos revestidos de PE no primeiro cabo
telefônico submarino entre os EUA e a Europa.
A Mobay (que mais tarde receberia o nome de Miles Inc.) introduz
o poliuretano nos EUA.
1955
Produção comercial de PEAD através dos processos Phillips
(catalisadores de óxido de metal) e Ziegler (catalisadores de alquil
alumínio).
Consegue-se a polimerização do poliisopreno, a porção sintética
da borracha natural, pelo processo de Ziegler-Natta; a primeira
aplicação comercial surgiu em 1959.
Brasil: entra em operação a Eletrocloro (atual Solvay), em Rio
Grande da Sena SP, produzindo PVc.
1956
Surgimento dos poliacetais (polioximetileno).
Iniciada a aplicação em larga escala de resina epóxi reforçada com
fibra de vidro na fabricação de circuitos impressos.
1957
Produção comercial de polipropileno pela Montecatini, sob a marca
Moplen, usando os catalisadores de Ziegler-Natta, que permitem
maior controle sobre a estrutura do polímero.
1958
Pesquisas sobre policarbonatos produzidos a partir do bis-fenol
A, na Alemanha, (Bayer), e EUA, (General Electric Co.), levam à
produção comercial dessa resina.
Brasil: entra em operação a Union Carbide, em Cubatão SP,
produzindo polietileno de baixa densidade.

1958
Surgimento da primeira embalagem comercial de PEAD moldada
por sopro noS EUA.
1959
Iniciada a produção de acetais (POM) pela DuPont (EUA), sob a
marca comercial Delrin.
Início da produção de fibras de carbono pela Union Carbide.
1960
Surgimento da borracha de etileno-propileno e das fibras
spandex.
1961
Construído o primeiro vagão-tanque ferroviário com plástico
reforçado nos EUA.
1962
As poliimidas são introduzidas comercialmente pela DuPont
(EUA).
A Phillips lança o copolímero em bloco de estireno-butadieno.
A DuPont lança a poliimida, resina termoplástica que suporta até
400°C.
A Pennwalt Co. lança o polivinilideno.
A ShelI Chemical lança um amplo programa promovendo o uso
de PEAD na fabricação de garrafas para acondicionamento de leite.
1963
Ziegler e Nalta recebem o Prêmio Nobel de Química pelos seus
estudos sobre catalisadores para a síntese de polímeros.
FH Lambert desenvolve um processo para a moldagem de
poliestireno expandido, material mais conhecido pela marca
comercial Isopor (R).
1964
A G.E. lança o poli(óxido de fenileno). (PPO)
Os projetistas britânicos Gibbs & Cox iniciam um estudo de
viabilidade de um navio caça-minas com 92 metros de
comprimento feito de diversos polímeros de alto desempenho, o
qual se tornou realidade posteriormente
Entrada em operação comercial da primeiramáquinapara aprodução
de garrafas sopradas de PEAD para acondicionamento de leite.
1965
A DuPont (EUA) inicia a produção comercial das polissulfonas.
A General Electric (EUA) e a Aku (Holanda) introduzem o PPO.
Surgem os poliésteres aromáticos e os ionômeros.
Surgem os copolímeros em bloco de estireno-butadieno, dando
origem aos elastômeros termoplásticos.

1966
11965·· I ~~~~ef;~im~~;doKe~;~;:fibr~d~-~t~resis~ê~cia, p~~StePh~nie11

, A Owens-Corning Fibcrglass inicia a construção de tanques I
subterrâneos de gasolina feitos de plástico reforçado,
...~... _ .. ----j~
A Shell Chemícal lança o Kraton, um elastômero termoplástico I
estirênko usado em adesivos sensíveis à pressão em componentes
i de sapatos, ~'
I Introdução de fibras ópticas feitas de polímero._..~-+- .. ...,......- ..._-~.... ...- ..._.-..._
. Criada, no Brasil, a Petroquisa, subsidiária Petrobrás dedicada ,
1967 I ' , ' '
-G:P0:i;:~:;:~e desenvoi~e seu processo d~poljmerizaçã~ sob
I baixa pressao, denominado Unipol, tomando possível a síntese de
polímeros otimizados, como o políetileno linear de baixa
densidade" PELBD,1968
Lançada a primeira garrafa de PVC para bebidas alcoólicas nos
EUA. Contudo, ela é logo removida do mereado por !lão ter sido
aprovada pelo governo, Isso não ocorreu na Europa, onde o PVC
foi muito popular na fabricação de garrafas para água e vinho.
. Outros desenvolvimentos no período: adesivos de cianoacriJato,
1960-, I~ d '1 d "1 . • d1970 I copo lmeros e etl eno"acetato e Vlm a, 1Ollomeros, tanques e
combustível feitos de PEAD.
. ----~ , , - ...._ ...• ----~. ...~-.... .
A Coca-Cola inicia testes de mercado usando garrafas de plástico
~ transparentes, Tratava-se da primeira garrafa plástica do mundo
para acondicionar bebidas carbonatadas, feita de metacrilonitrila/
estireno - AR Este, sem dúvida, é um marco histórico dos
importantes na história do plástico, quando se considera o enonne
impacto que a gaTI'afa de plástico teve no mercado de refrigerantes,
substituindo totalmente as garrafas de vidro no final da década de
1970, nos EUA, e, no final da década de 1990, no BrasiL A garrafa
de A:"<, infelizmente, foi proibida em 1977 pela Food and Drug I
Administration para uso em bebidas carbonatadas, Foi a
oportunidade para que o projeto de garrafa da DuPont, que usava
o PET como resina, ganhasse o mercado. Um aspecto vital para a
viabilização dessa aplicação do plástico foi o desenvolvimento do
processo de sopro de garrafas com estiramento biaxíal, processo
a DuPont desenvolveu neste ano e patenteou em 1973,
1970

1970
A Hoechst lança o poli(tereftalato de butileno) - PBT na Alemanha.
As primeiras garrafas plásticas para óleos comestíveis nos EUA
são feitas de PVc.
1972
Começa a funcionar, em Mauá (SP), a Petroquimica União, que
viabilizou a produção de resinas plásticas em grande escala no
Brasil, com a criação da Poliolefinas (atual Polietileno União,
produtora de PEBD), Polibrasil (PP), Proquigel (PS), Eletrocloro,
atual Brasken, produtora de PVC, etc.
A I.C.I. lança a poli(étersulfona) na Inglaterra.
A Toyo Seikan, no Japão, desenvolve uma garrafa multicamada
feita de poJipropileno e poli(álcool etilenovinil) para aplicações
envolvendo produtos alimentícios.
1973
A produção mundial de plásticos supera a de aço, tomando como
base o volume de material fabricado.
1974
Ocorre o primeiro grande choque do petróleo após conflitos no
Oriente Médio, afetando profundamente a indústria dos plásticos.
O preço do barril de óleo cru subiu 300%, forçando um aumento
de 200% no preço do etileno, o principal insumo da indústria
petroquímica, e uma elevação de 50 a 100% no preço de polímeros
sintetizados por via petroquímica. Cresce o interesse pela
reciclagem de plásticos. Até então, a reciclagem era paga pelos
proprietários da sucata plástica. Depois de 1974, esse insumo passa
a ser comprado pelos interessados.
1975
A Union Carbide começa a produção comercial de polietileno linear
de baixa densidade - PELBD, nos EUA, usando seu processo
Unipo!.
1976
A DuPont lança o Zytel ST (PA 6,6).
As patentes sobre os catalisadores de Ziegler-Nana para a produção
de PP, que eram propriedades da Montedison, estão para vencer,
motivando a construção de inúmeras plantas na Europa para a
produção dessa resina. Tal massificação fez com que o PP fosse
apelidado de "o novo aço doce" nos anos seguintes.
São lançados no mercado utensílios de plástico para uso em fomos
de microondas.
As primeiras garrafas de PET para refrigerantes são produzidas
em escala comercial pela Amoco para a Pepsi-Cola.

1977
A ICI sint:"ettli-z:za<i', p-'~..E!1:Ill(:1l<l~!le:,zc"'5.0"P~Ejt::Jl:':.~K::., O~ 'o~"o i
• _ " ' 0 " " _
r;t~u~aJ~d(~ de fonua independente, a Union Carbide e a Dow
1978
1979
1971)·
1980
Chemieal conseguem grandes reduções no custo do PEBDL,
viabilizando economicamente o filme feito com essa resina,
o início de atividades do Pala Petroquímico de Camaçati (BA), e
a implantação de sua Central de Matérias-primas (COPENE),
viabilízaram o surgimento d.e outros fabricantes brasileiros de
plásticos: Politeno (PEBD e EVA), Políalden (PEAD), CPC (PVC),
EDN (PS), Polipropileno (Polipropileno S,A, fabricante de PP),
Policru:boJlat()S (PC), CPB (ABSiSAi.f) e outras,
d.esenvolvimentos IlO período: polibuteno isotático,
(t<'I'dl"1 de burila), eJastômeros tennoplásticos baseados em
copoliésteres, poli(sulfeto de fenileno), borracha de
polinorborneno, poliariJatos, polifosfazenos, lentes de contato
flexíveis, moldagem por injeção reativa (RIM), garrafas para
bebidas feitas de PET, espumas estruturais, poliétersulfona,
polimerização em gasosa (Cnipo!), poliarilatos, sacos de
feitos de PEAD,
Lançamento comercial do políetíleno linear dc baixa deJ1SI,cla(ie
(PEBDL).
1980 I
Neste ano foram produzidas bilhões de garrafas
refrigerante em PET; que eram virtualmente inexistentes em 1
Inicia·se o uso intensivo de esterilização através de rmjlOatrvld.adle,
abríndo um novo mercado para o uso dos plásticos na medicina,
A Monsanto introduz o Salltoprene, que foi o primeiro elclstéímero
olefínico com vulcanização dinâmica a ser introduzidono
GE introduz a poli(éterimida),
Bayer, em conjunto com os
tecnologia de compact discs, desenvolvem novos graus de
'
I policarbonato de transparência mais adequados pata este tipo
específico de aplicação,
r - I A reI c a Bayer lançam o PEEK, PES e PPS como novos
I I tennoplásticos de engenharia, I

i 1983 A FCC, agência federal americana, exige que carcaças de p.lástico, I

'que alojam circuitos eletrônicos utilizados em eletrodomésticos I

apresentem bloqueio eletromagnético.I~'-~J--~------~~---------~-.._,._-- -.._-~--..__. __.

A crescente popularização dos fornos de microondas promove o
desenvolvimento das primeiras embalagens próprias para
cozimento nesse tipo fomo,
r----+~-,--,
Pela primeira vez é usado um tanque de combustível feito de I
plástico num automóvel americano, utilizando PEAD sulfonado !
para aumentar as propriedades de barreira da resina, tipo de •
era usado na e em veículos militares americanos, '
Entra(ia em operação do Pólo Petroquírnico de Triunfo (RS) que,
CentraI de Matérias-primas (COPESUL), viabilizou novas.
empresas produtoras de plásticos: Poliolefinas (atual Petroquimica, '1985
produtora de PEBD e EVA), PPH (atual Ipiranga, produtora de I
PP), Ipiranga Petroquímica (PEAD) e PetroquÍmica Triunfo:
(PEBD),
1987 Systems (EUA) introduz a estereolitografia,
desenvolvimentos no período: polissiJanos, polímeros
cn"ta I líquido, fibras com alto módulo,
polfmeros condutores, poli(metílpenteno), conformação por I
pultrusão, substituição dos agentes de expansão a base de
f[uorocarhollo.
a era dos plásticos biodegradávcis: a Warner
dc,;envo'lveo Novou, resina a base de amido; a ICIlança o HI()PCiL
Eastman ChemiçaJ Co, e a Goddyear conseguem recidar com
sUI:e,;so galTafas de PET pós,consumo, transformando o polímero
monómero puro,
1995
Lançadas as primeiras resinas polimerizadas usando-se os
catalísadores de metaloceno, Ocorre, no Brasil, a privatização do
setor petroquímico,
-----
I 2000
Novas tendências na evolução dos polímeros. O desenvolvimento
de resinas a partir do zero se toma bem mais raro, A ênfase atual
está na formulação de polímeros já existentes de forma a se obter
materiais com propriedades o!Ínúzadas.
A preocupação com a reciclagem dos polímeros toma,se assunto
de máxima importância, uma vez que seu desenvolvimento e uso:
serão inviáveis caso esse problema não seja adequadamente
resolvido, Começa a reciclagem em larga escala de garrafas de
poliéster.

2CAPíTULO
POllHILENO DE ULTRA-ALTO PESO MOLECULAR
PEUAPM
2.1 - Introdução
o polietilono é, provavelmente, o polímero de maioT utilização e o mais
Ht"UW"'w,,, encontrável na vida diária, É, sem dúvida, o plástico mais popular
em todo o mundo. está presente nas sacolas e sacos plásticos. nos frascos
de xampu e de iogunes e, inclusive, nos coletes à prova de balas, É um mate
rial tão versátil, mas com uma estrutura muito simples, talvez a mais simples
de todos os polímeros comerciais, Uma molécula de polietileno nada mais é
que uma cadeia longa de átomos de carbono. e os átomos de hidrogênio uni
dos a cada átomo de carbono. A Figura 2,1 a seguir mostra a sua composição:
somente cadeia de átomos de carbono e hidrogênio.
H H H H H H H H H H
I I I I
AMAAAAAC-C-C-C-C-C-C-C-C--C-C--4AAAAAAA
I I I I I I J I I I I
H H H H H H H H H H H
Figura 2, I - Cadeia molecular do polietileno
Às vezes, alguns dos carbonos, em lugar de ter hidrogênios unidos a eles,
contam com cadeias de polietíleno associadas, Isto se chama polietileno ramifi
cado (baixa densidade, LDPE/PEBD), Figura Quando não ramificação,
se chama polietíleno linear (alta densidade, HDPE/PEAD), Figura 2.2,

2.2 - A molécula de políetileno linear oU HDPE. esquemático
Figura 2.3 - A molécula de poliel!leno ramificado ou LDPE, esquemático
O polietileno linear é produzido normalmente em m3SSa.S molares numa
faixa de 200 000 a 500 000 g/mol, podendo ser maior. Opolietilcno com massas
molares de a seis milhões denomina-se políetíleno de nltra-alto peso
molecular, ou PEUAPM, e pode ser utilizado para a confecção de fibras tão
resistentes que substituem o kevlar para nso em coletes ã prova de balas. As
grandes chapas podem ser utilizadas no lugar de gelo em pistas de patinação.
H H HHHHHHHHH
I I I I I I I I I I I
Mo C=C IVIIM-C-C-C-C-C-C-C-C-C-MA/V'.
I I I I I I I I I I
H H HHHHHHHHH
Figura 2.4 - Esquemático do monômero de etileuo e do políetileno
O polietileno é um polímero vinDico, obtido a partir do monômero etileno,
Figura 2.4, O políetileno ramit1cado é feito por meio de uma polimerização
vinílica por radicais livres. E o polietlleno linear é sintetizado a partir de um
procedimento mais complicado, chamado polimerização ZiegJer-Natta. O
PEUAPM é fabricado empreg,mdo a polimerização catalisada porrnetalocenos.
Entre outros polímeros usados como flbras incluem: Polipropileuo, Po
liésteres, Náilon, Kevlar e Nornex, Políacrilonítrílo, Celulose, Poliuretanos.
2.2 - Características
O polietiJeuo de ultrarnassa molar, quando transformado em peças plás
ticas, apresenta um conjunto próprio de características, que [) faz superior aos
outros tennoplásticos em termos de resistência à abrasão, Figura 2.5, resístên

Polietileno de ultra-alto peso molecular - PEUAPM 39
cia à fratura por impacto, Figura 2.6, resistência ao tensofissuramento, inércia
química, baixíssimo coeficiente de atrito, autolubrificação, absorção de ruí
dos e não absorção de água.
25

20

índice de
15Abrasão
10

5

O

6 7 8
.
11.
~ 11 I ~ ~
2 3 4 5
MateriaiS30
1 e Latão
2 S Aço carbono
3 O Laminado
4 [D Poliacetal
5 c Poliuretano
6 1:3 Náilon 6.6
7 O Náilon 6
8 D UHMWPE
Figura 2.5 - Comparação do índice de abrasão para diferentes materiais
200
Materiais
150 1 EI UHMWPE
2 c Náilon 6.6Resistência
3 (li Policarbonaloao Impacto 100
4 11 Poliacetal
50 5 fl ABS
O
i
"
II.'
2 3
~
4 5
Figura 2.6 - Comparação de resistência ao impacto lzod para diferentes materiais
(kg. em/em)
A massa molar extremamente alta do PEUAPM proporciona uma visco
sidade tão elevada no estado fundido que seu índice de fluidez se aproxima de
zero, sendo impossível processá-lo pelos métodos convencionais de injeção,
sopro ou extrusão. Os métodos empregados no processo de fabricação do
PEUAPM são os de compressão por telIDoprensagem, ou extrusão por pistão,
através dos quais são obtidos chapas, blocos e tarugos semi-acabados para
posterior acabamento por usinagem.
2.3 - Propriedades do PEUAPM
Nas Tabelas 2. I e Tabela 2.2 estão apresentadas as propriedades do
PEUAPM.

Tabela 2.1 - Propriedades do PEUAPM
Propriedades
Métodos
Unidades
Valores
ASTM típicos
Propriedades físicas
Viscosidade intIÍnseca D-4020 dVg >26
Massa molarmédia glmol >7,0 x lO'
Densidade (no moldado) D-792 g/cm' >0,93
Densidade aparente D-1895 g/cm' >0,4
Tamanho médio de panícula d", ~m 151- 230
Propriedades mecânicas
Resistência à tração noescoamento D-638 MP, , 18
Resistência à tração na ruptura D-638 MPa 230
Alongamento final D-638 % >200
Resistênciaao impacto IZOD D-256 lIm não quebra
Dureza Shore D-2240 Shore D 62
Resistência à abrasão D-l044 rngll 000 ciclos 23
Desgaste por abrasão em lamade areia
índice de abrasão
25
(aço 1020 = 100)
Coeficiente de fricção D-1894
Estático ~e 0.3
Dinâmico flk 0,2
Propriedades térmicas
Temperatura de fusão D-3418 ' C 133
Temperatura de amolecimento Vical D-1525 'C 128
Temperatura de deflexão télmica D-648 ' C
0,45 MN/m' 79
1,81MN/m' 48
Condutividade térmica a 23' C D-m WmK 0,4
Coeficiente de dilatação linear D-696 1O.4/,C 1,5
Calor específico (23'C) D-1 50 caJ/g'C 0,48
Entalpia específica de fusão - caJ/g 34
Propriedades elétricas
Resistividade yolumétrica D-257 Ohm-em >10"

41Polietileno de ultra-alto peso molecular PEUAPM
VlélQdos
Propriedades
ResístiVldade
(C011e~ia: Braskem e Pohaldell Peu·oquímka)
ASTM
Unidades
D~257 Ohm
-+----
>10"
D-149 kVlcm 900
~+-~~~~.~~-,,~~~
D-150
D-150
D-570
Tabela 2.2- Gerais do PEUAPM
NonnaASTM
Resistência à 0638
0/( j) 638
Resistência à
Resistência à flexão
Oureza Sllore
Módulo de tlexão
de D 638
Densidade D 638
------------- ~~~~~ ----T------~~.~~~~~~~~~
Resistência ao calor contínllO °C 119
41 -49
0648
68 82
Efeito dos raios so]areH nao é recomendado
Resistência aos :icidos leves D543 excelente
Resistência aO$ ácidos fortes D 543
Resistência às bases fracas D
Resistência a bases fortes D 543

a solventes orgânicos
D 543
PEUAPM

300 SOO

à temperatura 80"C
Obs.: Valores médios. Fonte: Da.y Brasil
As aplicações do PEUAPM vão desde o revestimento de caçambas, tan
ques para banho de tratamento qnúnico, partes expostas ao desgaste em COf

transportadoras peças de máquinas, Ele mantém estáveis suas propri
Calmes, mesmo em sujeitas a movimentos,
Quando suas características e seu desempenho são comparados aos de
outros materiais plásticos, o PEUAPM apresenta as seguintes vaJltagells
Supetfície de haixafricção: seu baixo coeficiente de frícção se aproxi
ma ao do teflon, com sua superfície lisa e autolubrificada permite que partes
lTI"!Vf',I.' como esteiras e correntes se movam facilmente evitando o desgaste
prematuro, As sllpeJfícies recobertas de PEUAPM permitem o deslizamento
suave e livre de contaminação de pó ou aglomerados, Sna instalação é mecâ
nica, pois não há adesivos apropriados,
Resistência ao desgaste: a estrutura molecular do PEUiPM oferece su
perior resistência ao desgaste por fricção, Sua resistência também é maior do
que o polietíleno de alta densidade, e a outros materiais como náilon e ao
poliacetal. além de proteger estruturas de alto valor agregado contra o desgas
te prematuro.
Resistência ao impacto: é o melhor substituto de mateJiais estão em
contato com peças sujeitas a movimentos repentinos, golpes fortes, freqüentes
ou constantes, Os materiais tradicionais se atritam, se desgastam ou, simples
mente, apresentam fadiga, Já o PEUAPM é o único plástico cuja rigidez au
menta à medida que aumentam os esforços, Submetido ao teste ASTM D·256
de resistência ao impacto lzod, ele não quebra. nem mesmo fi temperatura de
congelamento,
Resistência à corrosão: é resistente aos ataques químicos severos e não
absorve umidade, É excelente para aplicações em ambientes cáusticos, em
presença de água salgada, peça submetida a limpezas por vapor, etc, Mantém
o equipamento em movimento sem bloqueios como, por exemplo, bordas de
melais corroídos. ser aplicado em partes que trabalharão submersas em
,como nas plantas de tratamentos de nos processos químicos, etc.,
bem como em temperaturas baixas, de -30°C.
Contato com alimentos: ele obedece às regulamentações estabelecidas
pela FDA - órgão regulamentador das normas para alimentos e medicamentos
EUA - podendo ser usado em contato com produtos alimentícios e farma
cêuticos, É tão fácil de usÍnaJ' como a madeira, Quando aplicado em máqui
nas, por suas características de absorção impacto, consegue-se tcr um equi
pamento mais silencioso, É ideal para fabricação de componentes de equipa
mentos elétricos ou eletromecânicos, É seguro, não gera faíscas, podendo ser
aplicado em ambientes inflamáveis, explosivos ou altamente combustíveis,

Sumário 43
Apresentação: é oferecido em barras cilíndricas sólidas ou ocas (tubos
ou bujões), em placas, lâminas, soleira e em perfil
O PEUAPM tem características técnicas tais que não permitem qual
quer comparação com os polietilenos comuns. Éempregado em diversos seto
res das indústrias de celulose, papel, mineração, automobilística, cinaerlteiras
alimentkias, bebidas, fertilizantes, siderúrgicas e outras.
Teste de areia: a excelente resistência à abrasão do PEUAPM é demons
trada pelo teste de areia, no qual amostras de materiais são mantidas a uma
rotação constante de 1 725 rpm, imersas em uma de 50% de água e
50% de areia, durante 7 horas. Os resultados estão na
Tabela 2.3 - Teste de areia
Material
Perda de peso relativo
(Aço 1 018 = 100)
UHMW 15
Nvlnjpc LM 22
Náilon Technyl 31
Poliuretano 37 i
F'rf'E 72
PEAD 86
Pnlv'pr 10()O 110
190
p, 190
Coleron 200
Teste de Taber: a resistência à abrasa0 do PEUAPM é contlrmada pelos
resultados do Teste de Taber, que indica a perda de em miligramas (mé
todo padrão Taber), como mostrado na Tabela 2.4 a
Tabela 2.4 - Teste de Taber. resistência à abrasão
Malerial
Peso perdido
(Mílígrama)
UHMW Nada
r
Poliuretano 3
PoHctileno de alta densidade 29
PTFE 42
Borracha natural 44
Káilon 66 49
Polietileno de baixa densidade 70

Material
Peso perdido
(M ilígrama)
PVC de impacto normal 160
Borracha sintética 205
ABS 275
Poliestireno 325
Figura 2.7 - Comparações do índice de abrasão de diferentes materiais
278
(Cortesia: Braskem e Polialden Petroquímica)
2.3.1 - Propriedades químicas
o PEUAPM tem elevada resistência química, como a maioria das
poliolefinas. A Tabela 2.5 a seguir mostra a mudança de peso e de aparência.
As peças do teste têm I x 25,4 x 50 mm, e foram imersas em reagentes, sob
condições determinadas.
AÇO SAE 1020
AÇO INOX
, . TEFlON
LJTEC.
íNDICE DE ABRASÃO (IA)
ALUMíNIO
LATÀO
CELERON
pvc
COBRE
POLlACETAL
BRONZE
POUCARBONATO
PEAO
210
1
_181

_ '55

D '46

.''''
.10
'"
n
D IOO

."
C}
I"

Polietíleno de ultra-alto peso molecular - PEUAPM 45

Tabela 2.5 .. Propriedades: resistência química do PEUAPM
A 22"C A 6O"C
Reagentes Mudanca de peso Mudança de peso
inorgânicos
% A. ..;., Dias
.
AparênciaDias %
.Ácido dorossulfôntco 30 . Decomposto lO Decomposto
: Ácido crômic'O (IN) j3õ1~Oj4 Amarelo pálido 10 - 0,16 Amarelo pálido
L~Ci~OCIOlídriC~~i):i4 Pardo leve 10 +0,4 Pardo !----~ ....
l!er~:,jdo de rudr - 0,01 ~ão foi atacado !O + 0,04 Não foi atacado----~ ....
J.odo (em álcool) 30 + 1.78 Vennelho escuro----~ ....
Acido nítrico. 50% 30 + 0,78
Atacado,
10 "4,44
Atacado,
quebradlço i quebradiço
Ácido (osfónco. 85% 30 +0,07 Não foi at~cadoTi'õ'i . i Não fOl atacado ,
r:-c-: ........
IHidróxido de sódio 30 - 0,5 Não fOI atacado
Hipodorito de sódio 30 .. 0,04 Não foi atacado 10 +O,2i Não foi atacado1--'-.............. ..
:
'Á; '" , ~"CI O su DCO, umega d'
em um diaem um la
Acido sulfúrico, 100% 5 Pouco atacado 10 + I Atacado, preto~ ........
I Ácido sulfúrico, 50% ","'; I'âo foi atacad_~_ 10 ·1,14 Pouco atacado
Agua, á~ua~omar 03 ~ 0,13 ~ão foi atacado 10 + 0,22 Não fOI atacado
Reagentes orgânicos
Acido .cético 30 !
+ 0,87 Marrom, pálido
8~1~~'pálidoAcotona 30 + 0,24 Iiio foi atacado 4 i atacado
Benzina 30 + 6.30 Pouco aÜlcado 4 + 'atacado...~.
Bissulfeto de carbono • 30 + 16.2 !Atacado, inchado
Tetracloreto de carbono 30 .,. 18,8 Atacado, inchado: 4 + 22,4 •Alllcado, inchado •
• Ciclohoxanol I 30 •
,0,37 Não foi atacado 8 + 1,81 Pouco atacado
Ft3lato de t1ibuti!a 30 ,0,36 Pouco atacado 8 + 0,95 Pouco atacado
Etanol 30 +0,03 Não foi atacado 4 - 0,01 Pouco atacado
Acetato de etila 30 + 1,34 Pouco atacado 4 + 1,86 Pouco atacado
Éter de ctila 30 .,. 3,9 Pouco atacado
Dicloreto de etileno 30 I + 12,2 Pouco atacado
Gasolina 30 + 4.81 Pouco atacado 4
~:~:~:i:::~:OGordura 7
Óleo de linha,a 30 - 0,7 Não f01 atacado 8 ·0.23 Não foi atacado
Óleo de oliva 30 - 0,50 Não 1'01 atacado 8 -0.12 IMo foi atacado
Éter de petróleo 30 .,. 5,74 Não foi atacado ... ..
Tolueuo 30 +7 Um pouco inchado 8 + 10,9 IUm !Xlucoinchado.. ..
L 30 + 15 Marrom iuchado 8 + 26,3 Inchado
Xileuo • 30 +7,1 Um pouco inchado 8 + 15,5 Inchado
(Cortésia Braskem e Pohalden Petroquímica)

2.4 - Aplicações
Indústria de papel e celulose: nos transportadores de corrente emprega
dos para a movimentação de toras de madeira, as guias de UHMW têm uma
durabilidade cinco vezes maior em relação às de aço. No caso do transporta
dor de con'eia, pode ser aplicado um perfil de impacto de UHMW com borra
cha. Roletes de UHMW sem rolamentos protegem contra oxidação e
travamentos. Na mesa plana, é usado nas réguas do painel de modelagem, nas
réguas det1etoras, nas tampas para caixa de sucção, além de outras utilidades
como raspador de limpeza para rolos e prensas, vedações para rolo sucção,
etc. As recomendações, nestes casos, são:
Para máquinas com velocidade até 250 m/min - UHMWPE sem
aditivação.
Para máquinas com velocidade entre 250 - 400 m/min - UHMWPE
aditivado;
Para máquinas com velocidade entre 400 - 800 m/min - UHMWPE com
aditivação especial.
Portos: defe nsas marítimas em
UHMWPE possuem alta resistência ao des
gaste por abrasão, excelente resistência ao im
pacto, além de resistirem à quebra por pres
são e possuírem baixo coeficiente de atrito,
propiciando longa vida útil da defensa sem
causar danos ao casco dos navios.
Figura 2.8
(Cortesia: BraskernJPolialden)
Indústria eletroeletrônica: paletes da linha de produção, berços e dis
positivos, guias de corrente da placa direcionadora para máquina de solda,
rolamentos e buchas.
Indústria alimentícia: roscas e estrelas
nas áreas de envasamento, guias, buchas, ro
lamentos, cilindros antiaderentes, placa for
madora de hambúrgueres, quibes, nuggets, •
cortadores, dosadores, etc.
Figura 2.9 - Engrenagem, estrelas-guias, roleles
dePEUAPM
(Cortesia: Braskem/Polialden S .A.)

Polietileno de ultra-alto peso molecular - PEUAPM 47
Indústria de bebidas: guias de corrente, perfis, curvas, roscas, guias
entre estrelas, estrelas, guias de entrada e saída da lavadora, buchas.
Figura 2.10 - Estrela-guia da Figura 2.1Oa - Esteira tranportadora
envasadora de cervejas de garrafas em PEUAPM
(Cortesia: BraskemIPolialden) (Corlesia: BraskemIPolialden)
Mineração e cimento: revestimento de silos, calhas, bicas, etc.
Figura 2.11 - Recobrimento de vagões para transporte de minério em PEUAPM
(Cortesia: BraskemlPolialden)
Guias e perfLS de desliza
mentos: os perfis são produzi
dos com resina UHMWPE, pos
suindo excelente resistência ao
desgaste, baixo coeficiente de
atrito, autolubrificação, propici
ando uma excelente relação cus
to x benefício, não se comparan
Sem recobrimento Com recobrimento
do às do polietileno de alta den
Figura 2.12 - Comparativo de deslizamento
sidade, que são de menor per
de terra em caçamba de caminhão com e sem
fomlance.
PEUAPM
(Cortesia: BraskernJPolialden S.A.)

Guias de correias: sistemas transportadores utilizam, em muitas ocasi
ões' correias (planas, em "V" ou redondas), para transportar produtos e embala
gens em linhas de produção. Para guiar e suportar estas correias, existe uma
linha de guias em UHMWPE antiestático, que evita o acúmulo de energia inde
sejável, gerado pelo atrito da borracha da correia com o plástico da guia.
Guias de correntes: a utilização das guias de corrente em UHMWPE é
adequada, sobretudo, nas aplicações onde a lubrificação é insuficiente, ou
em equipamentos onde o lubrificante pode contaminar os produtos manufa
turados (alimentos, bebidas, tecidos, papéis, etc.), bem como nos casos em
que a lubrificação é difícil (longos trechos de correntes ou com dificuldade
de acesso). Além disso, particularidades como resistência ao desgaste, baixa
absorção de umidade, resistência química, resistência ao impacto, redução
de vibrações e ruídos, faz do UHMWPE o material ideal para a confecção
das guias de correntes.
Figura 2.13 - Engrenagens, guias, raletes de
PEUAPM
Outras aplicações: as tendências de utilização do UHMWPE estão au
mentando de maneira bastante acentuada, sendo que, nos últimos vinte anos,
houve um crescimento de mais de 600% em sua utilização em todos os ramos
industriais já mencionados, conforme Figura 2.14 e Figura 2.15. Não existem
trabalhos consistentes de reciclagem deste polímero sendo o seu desperdício
muito grande. As aplicações em próteses cirúrgicas também utilizam esse
polímero em grande escala.
Figura 2.14 - Separadores de bateria Figura 2.15 - Revestimento em colhetadeira
(Cortesia: BraskemIPolialden) (Cortesia: BraskemIPolialden)

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