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Plástico

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O termo plástico em sua significação mais geral, aplica-se às substâncias de diferentes estruturas que carecem de um ponto fixo de ebullición e possuem durante um intervalo de temperaturas propriedades de elasticidade e flexibilidade que permitem as moldar e as adaptar a diferentes formas e aplicações. No entanto, em sentido restringido, deve-se a que denota certos tipos de materiais sintéticos obtidos mediante fenómenos de polimerización ou multiplicação artificial dos átomos de carbono nas longas correntes moleculares de compostos orgânicos derivados do petróleo e outras substâncias naturais.

A palavra plástico usou-se originalmente como adjectivo para denotar um verdadeiro grau de mobilidade e facilidade para adquirir certa forma, sentido que se conserva no termo plasticidade.

Objectos quotidianos de plástico.

Conteúdo

História

O invento do primeiro plástico origina-se como resultado de um concurso realizado em 1860, quando o fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collarder ofereceu uma recompensa de 10.000 dolares a quem conseguisse um substituto do marfil natural, destinado à fabricação de bolas de billar. Uma das pessoas que competiram foi o inventor norte-americano John Wesley Hyatt, quem desenvolveu o celuloide dissolvendo celulosa (material de origem natural) em uma solução de alcanfor e etanol. Conquanto Hyatt não ganhou o prêmio, conseguiu um produto muito comercial que seria vital para o posterior desenvolvimento da indústria cinematográfica de finais de s XIX.

Em 1909 o químico norte-americano de origem belga Leio Hendrik Baekeland sintetizou um polímero de grande interesse comercial, a partír de moléculas de fenol e formaldehído. Baptizou-se com o nome de baquelita e fué o primeiro plástico totalmente sintético da história, foi a primeira de uma série de resinas sintéticas que revolucionaram a tecnologia moderna iniciando a «era do plástico». Ao longo do século XX o uso do plástico fez-se extremamente popular e chegou a substituir a outros materiais tanto no âmbito doméstico, como industrial e comercial.

Em 1920 produziu-se um acontecimento que marcaria a pauta no desenvolvimento dos materiais plásticos. O químico alemão Hermann Staudinger aventurou que estes se compunham em realidade de moléculas gigantes ou macromoléculas. Os esforços realizados a provar estas afirmações iniciaram numerosas investigações científicas que produziram enormes avanços nesta parte da química.

Propriedades e características

Carteiras de plástico.
Garrafa de plástico.

Os plásticos são substâncias formadas por macrocélulas orgânicos telefonemas polímeros. Estes polímeros são grandes agrupamentos de monómeros unidos mediante um processo químico chamado polimerización. Os plásticos proporcionam o balanço necessário de propriedades que não podem se conseguir com outros materiais por exemplo: cor, pouco peso, tacto agradável e resistência à degradação ambiental e biológica.

De facto, plástico refere-se a um estado do material, mas não ao material em si: os polímeros sintéticos habitualmente chamados plásticos, são em realidade materiais sintéticos que podem atingir o estado plástico, isto é quando o material se encontra viscoso ou fluído, e não tem propriedades de resistência a esforços mecânicos. Este estado atinge-se quando o material em estado sólido se transforma em estado plástico geralmente por aquecimento, e é ideal para os diferentes processos produtivos já que neste estado é quando o material pode se manipular das diferentes formas que existem na actualidade. De modo que a palavra plástico é uma forma de referir-se a materiais sintéticos capazes de entrar em um estado plástico, mas plástico não é necessariamente o grupo de materiais aos que cotidianamente faz referência esta palavra.

As propriedades e características da maioria dos plásticos (ainda que não sempre se cumprem em determinados plásticos especiais) são estas:

Processo produtivo

A primeira parte da produção de plásticos consiste na elaboração de polímeros na indústria química. Hoje em dia a recuperação de plásticos pós-consumidor é essencial também. Parte dos plásticos terminados pela indústria usam-se directamente em forma de grão ou resina. Mais frequentemente, utilizam-se várias formas de moldo (por inyección , compressão, rotação, inflação, etc.) ou a extrusão de perfis ou fios. Parte do maior processo de plásticos realiza-se em uma máquina horneadora.

Classificação dos plásticos

Segundo o monómero base

Nesta classificação considera-se a origem do monómero do qual parte a produção do polímero.

Segundo seu comportamento em frente ao calor

Termoplásticos

Um termoplástico é um plástico que, a temperatura ambiente, é plástico ou deformable, se converte em um líquido quando se aquece e se endurece em um estado vítreo quando se enfría suficiente. A maioria dos termoplásticos são polímeros de alto peso molecular, os que possuem correntes associadas por médio de débis forças Vão der Waals (Polietileno); fortes interacções dipolo-dipolo e enlace de hidrógeno; ou inclusive anéis aromáticos empilhados (poliestireno). Os polímeros termoplásticos diferem dos polímeros termoestables em que após se aquecer e se moldar estes podem recalentarse e formar outros objectos, já que no caso dos termoestables ou termoduros, sua forma após se arrefecer não muda e este prefere se incendiar..

Suas propriedades físicas mudam gradualmente se fundem-se e moldam-se várias vezes.

Os principais são:

Termoestables

Os plásticos termoestables são materiais que uma vez que têm sofrido o processo de aquecimento-fusão e formação-solidificación, se convertem em materiais rígidos que não voltam a se fundir. Geralmente para sua obtenção parte-se de um aldehído.

Segundo a reacção de síntese

Também podem classificar segundo a reacção que produziu o polímero:

Polímeros de adição

Implicam sempre a ruptura ou abertura de uma união do monómero para permitir a formação de uma corrente. Na medida que as moléculas são mais longas e pesadas, a cera parafínica se volta mais dura e mais tenaz. Exemplo:

2n H2C=CH2 → [-CH2-CH2-CH2-CH2-]n

Polímeros de condensación

São aqueles onde os monómeros devem ter, pelo menos, dois grupos reactivos por monómero para lhe dar continuidade à corrente. Exemplo:

R-COOH + R'-OH → R-CO-OR' + H2Ou

Polímeros formados por etapas

A corrente de polímero vai crescendo gradualmente enquanto tenha monómeros disponíveis, acrescentando um monómero a cada vez. Esta categoria inclui todos os polímeros de condensación de Carothers e ademais alguns outros que não libertam moléculas pequenas mas sim se formam gradualmente, como por exemplo os poliuretanos.

Segundo sua estrutura molecular

Amorfos

São amorfos os plásticos nos que as moléculas não apresentam nenhum tipo de ordem; estão dispostas aleatoriamente sem corresponder a nenhuma ordem. Ao não ter ordem entre correntes se criam uns ocos pelos que passa a luz, por esta razão os polímeros amorfos são transparentes.

Semicristalinos

Os polímeros semicristalinos Têm zonas com verdadeiro tipo de ordem junto com zonas amorfas. Neste caso ao ter uma ordem existem menos ocos entre correntes pelo que não passa a luz a não ser que possuam uma espessura pequena.

Cristalizables

Segundo a velocidade de enfriamiento, pode diminuir-se (enfriamiento rápido) ou incrementar-se (enfriamiento lento) a percentagem de cristalinidad de um polímero semicristalino, no entanto, um polímero amorfo, não apresentará cristalinidad ainda que sua velocidade de resfriamento seja extremamente lenta.

Comodities

São aqueles que têm uma fabricação, disponibilidade, e demanda mundial, têm uma faixa de preços internacional e não requerem grande tecnologia para sua fabricação e processamento.

De engenharia

São os materiais que se utilizam de maneira muito específica, criados praticamente para cumprir uma determinada função, requerem tecnologia especializada para sua fabricação ou seu processamento e de preço relativamente alto.

Elastómeros ou Cauchos

Os elastómeros caracterizam-se por sua grande elasticidade e capacidade de estiramento e rebote, recuperando sua forma original uma vez que se retira a força que os deformava. Compreendem os cauchos naturais obtidos a partir do látex natural e sintéticos; entre estes últimos encontram-se o neopreno e o polibutadieno.

Os elastómeros são materiais de moléculas grandes as quais após ser deformadas a temperatura ambiente, recobram em maior medida seu tamanho e geometria ao ser liberta a força que os deformou.

Codificação de plásticos

Existe uma grande variedade de plásticos e para classificá-los, existe um sistema de codificação que se mostra na Tabela 1. Os produtos levam uma marca que consiste no símbolo internacional de reciclado Recycling symbol.svg com o código correspondente em médio segundo o material específico.

Tabela 1. Codificação internacional para os diferentes plásticos.
Tipo de plástico: Polietileno Tereftalato Polietileno de alta densidade Policloruro de vinilo Polietileno de baixa densidade Polipropileno Poliestireno Outros
Acrónimo PET PEAD/ PEHD PVC PEBD/ PELD PP PS Outros
Código 5 1 2 3 4 5 6 7

Usos mais comuns

Reciclado

Cestas para classificação de desperdicios que podem ser reciclados.

É fácil perceber como os desechos plásticos, por exemplo de envases de líquidos como o azeite de cozinha, não são susceptíveis de se assimilar de novo na natureza, porque seu material demora aproximadamente uns 180 anos em se degradar.

Ante esta realidade, estabeleceu-se o reciclado de tais produtos de plástico, que tem consistido basicamente em colectarlos, os limpar, os seleccionar por tipo de material e os fundir de novo para os usar como matéria prima adicional, alternativa ou substituta para o moldado de outros produtos.

Desta forma a humanidade tem encontrado uma forma adequada para evitar a contaminação de produtos que por sua composição, materiais ou componentes, não são fáceis de eliminar de forma convencional.

Podem-se salvar grandes quantidades de recursos naturais não renováveis quando nos processos de produção se utilizam materiais "reciclados". Os recursos renováveis, como as árvores, também podem ser salvos. A utilização de produtos reciclados diminui o consumo de energia. Quando se consumam menos combustíveis fósseis, gerar-se-á menos CO2 e portanto terá menos chuva ácida e reduzir-se-á o efeito invernadero.

No aspecto financeiro reciclaje e para sua classificação. Um bom processo de reciclaje é capaz de gerar rendimentos. Pelo anterior exposto, faz-se inevitável melhorar e estabelecer novas tecnologias quanto aos processos de recuperação de plásticos e procurar solução a este problema tão nocivo para a sociedade e que dia a dia vai em aumento deteriorando ao médio ambiente. Nas secções seguintes propõe-se o desenho de um fundidor para polietileno de baixa densidade, seu uso, suas características, recomendação e o impacto positivo que proporcionará à comunidade.

Plásticos biodegradables

A fins do século XX o preço do petróleo diminuiu, e da mesma maneira decayó o interesse pelos plásticos biodegradables. Nos últimos anos esta tendência reverteu-se, além de produzir-se um aumento no preço do petróleo, tomou-se maior consciência de que as reservas petroleras se estão a esgotar de maneira alarmante. Dentro deste contexto, observa-se um marcado incremento no interesse científico e industrial na investigação para a produção de plásticos biodegradables ou EDPs (environmentally degradable polymers and plastics). A fabricação de plásticos biodegradables a partir de materiais naturais, é um dos grandes reptos em diferentes sectores; industriais, agrícolas, e de materiais para serviços vários. Ante esta perspectiva, as investigações que envolvem aos plásticos obtidos de outras fontes têm tomado um novo impulso e os polihidroxialcanoatos aparecem como uma alternativa altamente prometedora.

A substituição dos plásticos actuais por plásticos biodegradables é uma via pela qual o efeito contaminante daqueles, ver-se-ia diminuído no médio ambiente. Os desechos de plásticos biodegradables podem ser tratados como desechos orgânicos e eliminar nos depósitos sanitários, onde sua degradação se realize em exiguos períodos de tempo.

Os polímeros biodegradables podem-se classificar da seguinte maneira:

Dentro da última categoria acham-se os plásticos biodegradables produzidos por bactérias, neste grupo encontramos aos PHAs e ao ácido poliláctico (PLA). Os PHAs devido a sua origem de fontes renováveis e pelo facto de ser biodegradables, denominam-se “polímeros duplamente verdes”. O PLA, monómero natural produzido por vias fermentativas a partir de elementos ricos em açúcares, celulosa e almidón, é polimerizado pelo homem. Os bioplásticos apresentam propriedades fisicoquímicas e termoplásticas iguais às dos polímeros fabricados a partir do petróleo, mas uma vez depositados em condições favoráveis, se biodegradan.

Ácido poliláctico (PLA)

O almidón é um polímero natural, um grande hidrato de carbono que as plantas sintetizam durante a fotosíntesis que serve como reserva de energia. Os cereais como o maíz e trigo contêm grande quantidade de almidón e são a fonte principal para a produção de PLA. Os bioplásticos produzidos a partir deste polímero têm a característica de uma resina que pode se injectar, se extruir e termoformarse.

A produção deste biopolímero começa com o almidón que se extrai do maíz, logo os microorganismos o transformam em uma molécula mais pequena de ácido láctico ou 2 hidroxi-propiónico (monómero), a qual é a matéria prima que se polimeriza formando correntes, com uma estrutura molecular similar aos produtos de origem petroquímico, que se unem entre si para formar o plástico chamado PLA.

O PLA é um dos plásticos biodegradables actualmente mais estudados, se encontra disponível no mercado desde 1990. É utilizado na fabricação de garrafas transparentes para bebidas frias, bandejas de envasado para alimentos, e outras numerosas aplicações.

Polihidroxialcanoatos
História

Os PHAs são produzidos geralmente por bactérias Gram negativas, ainda que existem bactérias Gram positivas também produtoras em menor escala. O primeiro PHA descoberto foi o PHB, que foi descrito no instituto Pasteur em 1925 pelo microbiólogo Lemoigne quem observou a produção de PHB por Bacillus megaterium. Posteriormente, em 1958 Macrae e Wildinson observaram que Bacillus megaterium acumulava o polímero quando a relação glucosa/nitrógeno no médio de cultivo não se encontrava em equilíbrio e observaram sua degradação quando existia falta ou deficiência de fontes de carbono ou energia. A partir deste facto, encontraram-se inclusões de PHA em uma extensa variedade de espécies bacterianas. Na actualidade conhecem-se aproximadamente 150 diferentes polihidroxialcanoatos.

A primeira patente de PHB foi pedida nos Estados Unidos por J. N. Baptist em 1962. Em 1983 ocorreram dois acontecimentos importantes, primeiro foi a descoberta por De Smet, de uma cepa de Pseudomonas oleovorans (ATCC 29347) produtora de PHB, e consecutivamente deu-se a primeira produção do primeiro biopoliéster de uso comercial. Um copolímero formado por monómeros de quatro e cinco carbonos, denominados PHB e PHV, respectivamente, este produto denominou-se comercialmente “Biopol” e produz-se utilizando Ralstonia eutropha, a partir de glucosa e ácido propiónico. Este bioplástico na actualidade já é sintetizado a partir de uma sozinha fonte de carbono em bactérias recombinantes; e exibe um alto potencial de biodegradabilidad e propriedades termomecánicas melhores que o PHB puro.

Em general os PHAs são insolubles em água, biodegradables, não tóxicos, pelo qual um dos principais benefícios que se obtêm da aplicação de PHAs, é o ambiental. A utilização destes produtos, reduz a dependência do petróleo por parte da indústria plástica, provoca uma diminuição dos residuos sólidos e observar-se-ia uma redução da emissão de gases que provocam o efeito invernadero.

Os pontos de interesse quanto a aplicações de bioplásticos, de acordo com a IBAW (Associação Internacional e Grupo de Trabalho de Polímeros Biodegradables) centram-se nos sectores de empaque, medicina, agricultura e produtos desechables. No entanto, com o avanço desta indústria ampliou-se a utilização de biomateriales aplicando-se em: telefones celulares, computadores, dispositivos de audio e video. De acordo a esta informação estabeleceu-se que o 10% dos plásticos que actualmente se empregam na indústria electrónica podem ser substituídos por biopolímeros.

Problemas relacionados com o reciclaje

Na vida moderna o plástico tem constituído um fenómeno de indudable trascendencia. Hoje em dia o homem vive rodeado de objectos plásticos que em séculos anteriores não eram necessários para a vida quotidiana. Os plásticos fabricaram-se para satisfazer as demandas de uma grande variedade de usos, dando lugar a uma vasta indústria onde a civilização deveria se chamar a civilização do plástico, devido ao papel determinante que tem desempenhado este material em seu desenvolvimento, no mejoramiento das condições da vida do homem e o acelerado crescimento da ciência e a tecnologia.

Em general, as pessoas têm muito pouco conhecimento sobre o que é um plástico, como se obtém, quais são os tipos de plástico e suas aplicações, e cuales são os processos de transformação do mesmo. Estas informações são importantes para quem trabalham na comercialização de plásticos, e indústrias de produção ou trasformación do plástico, ou mal curiosos pelo assunto. De tal forma surge como necessidade neste projecto mostrar a uma parte importante da população as graves consequências do mau uso do plástico que vai desde a maneira de obtenção, até os processos que se utilizam para os reciclar.

Cabe destacar que o plástico é uma substância muito importante para o desenvolvimento da indústria já que seu material sintético ou natural que contém como ingredientes essenciais substâncias orgânicas de elevada massa molecular telefonema polímero.

Assim mesmo surge como problema associado a contaminação ambiental, muitas vezes produto do elimino dos plásticos de alta e baixa densidade. Actualmente estes plásticos são muito utilizados a nível comercial como envases ou envolturas, de substâncias ou artigos alimenticios os quais são eliminados ao médio ambiente depois de sua utilização. Como é evidente o elimino destes plásticos ao ambiente traz graves consequências às comunidades como o são as doenças entre as quais se encontra o dengue; produzida pelo acumulamiento de lixo e estancamento de águas negras servindo estes como criaderos do zancudo patas brancas. Entre outras das consequências importantes podem-se mencionar são as obstrucciones dos encanamentos de águas negras. Aunado a isso o elimino destes materiais plásticos ao ambiente provoca a diminuição do embellecimiento de algumas áreas, estabelecimentos, municípios, cidades e estados.

Muitas das vantagens dos produtos plásticos convertem-se em uma desventaja no momento que eliminamos já seja o envase porque é decartable ou bem quando atiramos objectos de plástico porque se romperam.

Conquanto os plásticos poderiam ser reutilizados ou reciclados em sua grande maioria, o verdadeiro é que hoje estes desechos são um problema de difícil solução, fundamentalmente nas grandes cidades. É realmente uma tarefa cara e complexa para os municípios encarregados da recolección e disposição final dos residuos já que à quantidade de envases deve-se-lhe somar o volume que representam.

Por suas características os plásticos geram problemas na recolección, translado e disposição final. Alguns dados alertam-nos sobre isto. Por exemplo, um camião com uma capacidade para transportar 12 toneladas de desechos comuns, transportará mal 5 ou 6 toneladas de plásticos compactados, e mal 2 de plástico sem compactar.

Dentro do total de plásticos descartables que hoje vão ao lixo se destaca nos últimos anos o aumento sustentado dos envases de PET, proveniente fundamentalmente de garrafas descartables de águas de mesa, azeites e bebidas alcohólicas e não alcohólicas. As empresas vêm substituindo os envases de vidro pelos de plástico retornables em um começo, e não retornables posteriormente. Esta decisão implica uma permanente mudança na composição do lixo. No Uruguai este processo acelerou-se desde mediados de 1996, agravando-se durante 1997 quando ademais, muitos envases retornables de vidro se transformaram em vidro descartable.

Desta maneira, resulta claro que o abandono destes materiais ao médio ambiente representa um grave problema ambiental.

Portanto existe a inquietude de elaborar uma equipa com a capacidade de recuperar ditos plásticos que têm sido eliminados pela sociedade, os quais são considerados não reusables.

Deste modo surge como propósito desenhar uma equipa que utilize energia térmica por indução fundindo o polietileno de baixa densidade que se encontrem depositados no mesmo, uma vez fundidos, aglomerados e em estado líquido passam a ser vertidos a um molde para elaborar outros produtos que serão utilizados em outras aplicações.

Um material candidato a substituir ao petróleo é o cáñamo, utilizável para todos os usos petroquímicos, mas que ademais é 100% biodegradable e altamente reciclable.

Madeira plástica

Outra das soluções que se propuseram ante o agregado de residuos plásticos tem sido a madeira plástica.

Veja-se também

Enlaces externos

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