Polímeros Termofixos e Termoplásticos – Caracterizações Térmicas

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Polímeros Termofixos e Termoplásticos – Caracterizações Térmicas

Os polímeros termofixos, como o próprio nome diz, possuem uma estrutura mais rígida. Tudo se explica pela estrutura que os compõem: ligações cruzadas unem os fios de polímeros. Durante o preparo deste tipo de plástico, o mesmo é aquecido para formar pontes fixas na estrutura polimérica. Após o resfriamento e endurecimento, esses plásticos mantêm o formato e não conseguem voltar à sua forma original até sua decomposição em temperaturas mais elevadas. 

Estrutura molecular de um Termofixo

 

Um meio alternativo para reaproveitar os resíduos dos termofixos é adicioná-los como cargas em matrizes diversas para melhorar a resistência a tração e o módulo de elasticidade. O mesmo não pode ser reprocessado. 

Aplicações dos termofixos: utilizados em peças de automóveis, de aeronaves e de pneus, como por exemplo, poliuretano, poliéster, resinas epóxi, etc. 

 

Já os polímeros termoplásticos são compostos de longos fios lineares ou ramificados. A desvantagem está na sensibilidade ao calor. Neste caso, a alta temperatura influi negativamente na estrutura do material, tornando-o pouco resistente. Em compensação, o polímero pode ser reprocessado, por isso, estes plásticos são reciclados mais facilmente. 

Estrutura molecular de um Termoplástico

 

Aplicações dos termoplásticos: para produzir filmes, fibras e embalagens, como polietileno (PE), polipropileno (PP), cloreto de polivinila (PVC), entre outros. 

Os polímeros termoplásticos podem se comportar de maneira diferente com a temperatura conforme seu grau de cristalinidade. Veja as imagens abaixo:

Termoplásticos semicristalinos

 

Termoplásticos amorfos

 

*Tg, Tc e Tm são respectivamente temperaturas de transição vítrea, cristalização e fusão. Tc e Tm não são iguais, mas são relativamente próximas. 

Essas temperaturas são muito importantes para saber como o polímero irá se comportar em determinadas condições de trabalho. Por exemplo, no estado vítreo o polímero normalmente se encontra mais frágil e duro. As temperaturas podem ser encontradas em diversas referências na internet dependendo do polímero.  

 

MAS COMO GARANTIR QUALIDADE AO PRODUTO E SABER SE SEU COMPORTAMENTO TÉRMICO ESTÁ DE ACORDO?

Caracterizações Térmicas – DSC e TGA 

A Calorimetria Diferencial de Varredura é uma das atividades presentes na rotina de profissionais de Controle de Qualidade e especialistas de P&D (pesquisa e desenvolvimento). Independente da indústria de atuação, como podemos garantir que o trabalho seja otimizado e como ter certeza da qualidade no desenvolvimento do produto na linha de produção? É possível caracterizar a sua matéria-prima  através de técnicas de análise térmica, que geram gráficos com os eventos térmicos que são típicos da amostra analisada. 

Uma das formas de garantir a qualidade do produto final é a caracterização adequada dos materiais usados como matérias-primas, controle do processamento e caracterização do próprio produto em si. Uma das técnicas é o DSCCalorimetria Exploratória Diferencial comumente chamada de Calorimetria Diferencial de Varredura ou Análise Térmica Diferencial, que permite caracterizar todo o produto desde o início de sua fabricação até sua entrega ao mercado. 

Essa técnica se baseia na identificação de pequenos fluxos de calor na amostra com o aumento da temperatura e ao ser identificados eventos Endotérmicos e Exotérmicos, os quais são representados por picos em um gráfico, pode-se concluir Temperaturas de fusão (Tm), Temperatura de transição vítrea(Tg), Temperatura de cristalização entre outras informações.  

Gráfico hipotético de um DSC

 

Já o TGA, técnica termogravimétrica, se monitora a variação da massa de uma amostra em função da temperatura em um ambiente de temperatura e atmosfera controladas. Seu princípio de funcionamento é simples: analisar a perda ou a agregação de massa à amostra em temperaturas variadas para assim ter uma conclusão sobre a composição do material. 

 

Gráfico hipotético de um TGA

 

Como o DSC e o TGA são técnicas em que se varia a temperatura, é comum o uso das mesmas em apenas uma máquina de instrumentação. O DSC é importantíssimo por sua medida de fluxo de calor, podendo identificar mudanças de fase sem que haja variação de massa significativas que passariam despercebidas puramente por TGA, como mudanças estruturais, reações e transições sólido-sólido, cristalização, fusão, polimerização e reações catalíticas. 

 

Ficou com alguma dúvida? Entre em contato com a EME Jr. Bom estudo!

 

 

Bibliografia:

http://analisestermicas.com.br  

http://ca.iq.usp.br/novo/paginas_view.php?idPagina=8 

https://pt.wikipedia.org/wiki/Termogravimetria  

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/polimeros-termoplasticos-termofixos.htm 

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/polimero-termoplastico-termorrigido.htm 

https://alunosonline.uol.com.br/quimica/polimeros-termofixos-termoplasticos.html 

 

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