História dos Plásticos

Polímeros

Os plásticos são misturas de várias substâncias. O seu principal constituinte é um polímero. Na verdade, os polímeros são constituídos por moléculas gigantes, macromoléculas, resultantes da repetição de unidades estruturais menores, monómeros, ligadas umas às outras por ligações covalentes.

polys + meros

Classificação

Propriedades

As propriedades dos polímeros dependem da natureza dos grupos funcionais e também das condições experimentais em que a reação é realizada:

(temperatura, pressão, catalisador usado)

Estas condições podem aumentar ou diminuir o tamanho da cadeia, assim como modificar o seu tipo (ramificada, linear ou reticulada).

As cadeias ramificadas originam um produto mais flexível e menos denso devido às interações mais fracas. Já as cadeias lineares promovem interações mais fortes, o que resulta num produto mais denso e resistente. Por fim, as cadeias reticuladas determinam interações ainda mais fortes fazendo com que o material resista a temperaturas elevadas sem deformação ou fusão.

Reciclagem

As principais matérias-primas utilizadas na síntese do plástico são recursos não renováveis:

(crude, gás natural e carvão)

Para além disto, a incineração de certos plásticos provoca a libertação de muitos poluentes e metais pesados que agravam o efeito de estufa.

Assim e devido à dificuldade de reduzir o seu uso, a reutilização dos plásticos torna-se crucial. Esta reciclagem é feita através de fusão e remodelagem, o que salva matérias-primas e gasta menos energia.

Devido à diferença entre os estados de oxidação, podemos dividir os polímeros em 2 tipos consoante a facilidade de fusão:

Termoplásticos: deformam-se facilmente por aquecimento.

Termofixos: não se deformam durante o processo de aquecimento.

A qualidade do produto final da reciclagem depende do seu processo de triagem. Em Portugal, por exemplo, o sistema de recolha não separa os diferentes tipos de plásticos, o que piora a valorização final.

Novos materiais

A expressão «novos materiais» refere-se a materiais recém-descobertos ou materiais já conhecidos que são agora objeto de uma melhor produção e funcionalidade, graças a um desenvolvimento de décadas.

Biomateriais

Os biomateriais são uma categoria dos novos materiais. Os primeiros vestígios destes foram encontrados no Antigo Egito e têm como principal aplicação a biomédica. São desenvolvidos para interagir com sistemas biológicos, com relevo para os biomateriais poliméricos aplicados em várias áreas da medicina.

Os biomateriais modernos visam atingir uma semelhança máxima ao tecido humano, chamada de biocompatibilidade. É assim uma tarefa difícil encontrar um material que se adapte ao corpo, uma vez que depende de diversos fatores físicos e químicos.

Dos biomateriais temos também os biopolímeros. Estes são compostos químicos produzidos a partir da ação de seres vivos ou fontes de energia renováveis. Embora promovam a sustentabilidade devido à sua produção, os biopolímeros não são biodegradáveis.

Materiais de base sustentável

Os materiais de base sustentável são caracterizados como renováveis, recicláveis e biodegradáveis.

Estes materiais têm uma clara aplicação no mundo dos polímeros. Assim, estes devem conciliar:

• Viabilidade económica
• Aceitabilidade no domínio ambiental
• Reconhecimento das limitações das matérias-primas

Materiais inteligentes

Os materiais inteligentes são manipulados para responder de forma controlável e reversível a estímulos externos, modificando algumas das suas propriedades.

Pela sua capacidade de resposta são chamados de smart materials, ou responsive materials.

(roupa desportiva com válvulas de ventilação, edifícios que se adaptam às condições atmosféricas e medicamentos que se libertam no sangue)

Alguns exemplos de materiais inteligentes:

• Teia de aranha sintética
• Shrilk
• Grafeno
• Metamateriais
• XPL

Compósitos

Denomina-se de material compósito ou simplesmente de compósito um material composto por duas ou mais fases, sendo essas de diferentes propriedades químicas e físicas.

São compostos por uma fase contínua (matriz) e uma fase dispersa (reforço ou modificador), cujas propriedades são obtidas a partir da combinação das propriedades dos constituintes individuais (regra da mistura).

Matriz: podendo ser cerâmica, metálica ou polimérica

Reforço: podendo ser partículas ou material fibroso

Compósitos de matriz metálica

Os materiais compósitos de matriz metálica, designados internacionalmente por MMC, têm sido investigados durante os últimos anos de modo a obter uma elevada razão resistência/peso.

Estes compósitos combinam, geralmente, uma matriz metálica e um reforço cerâmico.

(ferramentas ou metais reforçados)

Compósitos de matriz cerâmica

Nestes compósitos a matriz é, por definição, um material cerâmico, normalmente um cerâmico “avançado” ou “técnico”, ou seja, fabricado por processos complexos a partir de matérias-primas de alta pureza com características muito superiores aos materiais cerâmicos tradicionais.

Os CMC têm como objetivo principal aumentar a resistência a fraturas.

(ferramentas de corte ou betão)

Compósitos de matriz polimérica

Os materiais mais utilizados como matriz são polímeros, pois podem ser processados a temperaturas e pressões relativamente baixas.

Nos compósitos de matriz polimérica, a rigidez do elemento de reforço é muitíssimo maior do que o da matriz.

(pastilhas de travão, resinas reforçadas, borracha vulcanizada e indústria aeroespacial)

Nanomateriais

Os nanomateriais são materiais que possuem graus estruturais na ordem de um nanómetro.

Os materiais nano-estruturados utilizados no desenvolvimento de memórias lógicas incluem os nanotubos de carbono, nanofios de ouro, nanofios e nanofitas de semicondutores. Os nanotubos de carbono surgiram na sequência da descoberta de uma nova forma de carbono (além do diamante e da grafite): os fulerenos, de que C₆₀ é o exemplo mais conhecido.