apo – polimeros

APOSTILA
DE
POLIMEROS
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
EDIFICAÇÕES
MAR.2011
PROFA. CAROLINA BARROS
ESTA APOSTILA É UMA COMPILAÇÃO DE DIVERSOS MATERIAIS,
COMO LIVROS, SITES E CATÁLOGOS INDICADOS NAS REFERÊNCIAS.
Índice
Introdução .................................................................................................................................................................................................. 2
1.
A origem dos polímeros..................................................................................................................................................................... 2
2.
Definição de polímeros ...................................................................................................................................................................... 5
3.
Classificações ..................................................................................................................................................................................... 5
3.1.
Quanto à estrutura molecular ....................................................................................................................................................... 5
3.1.1.
Polímeros Lineares .................................................................................................................................................................... 5
3.1.2.
Polímeros Ramificados.............................................................................................................................................................. 5
3.1.3.
Polímeros com Ligações Cruzadas ............................................................................................................................................ 6
3.1.4.
Polímeros em Rede: .................................................................................................................................................................. 6
3.1.5.
Homopolímeros ........................................................................................................................................................................ 6
3.1.6.
Copolímeros: ............................................................................................................................................................................. 6
3.2.
Quanto ao comportamento térmico ............................................................................................................................................. 6
3.2.1.
Polímeros Termoplásticos......................................................................................................................................................... 6
3.2.2.
Polímeros Termofixos ............................................................................................................................................................... 6
4.
Propriedades físicas dos polímeros ................................................................................................................................................... 6
5.
Principais aplicações dos polímeros na construção civil ................................................................................................................... 9
5.1.
Instalações hidráulicas prediais..................................................................................................................................................... 9
5.2.
Instalações elétricas ...................................................................................................................................................................... 9
5.3.
Fechamento de fachadas – Esquadrias e portas ......................................................................................................................... 10
5.4.
Fechamento de coberturas – Telhas ........................................................................................................................................... 11
5.5.
Pisos, Revestimentos e Forros..................................................................................................................................................... 12
5.6.
Tintas e vernizes .......................................................................................................................................................................... 12
6.
Reciclagem ....................................................................................................................................................................................... 13
6.1.
Processos de Reciclagem de Plástico .......................................................................................................................................... 14
6.1.1.
Reciclagem Química ................................................................................................................................................................ 14
6.1.2.
Reciclagem Mecânica.............................................................................................................................................................. 14
6.1.3.
Reciclagem Energética ............................................................................................................................................................ 15
6.2.
O Plástico e a Geração de Energia ............................................................................................................................................... 15
Referencias ............................................................................................................................................................................................... 15
APO - POLÍMEROS
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Introdução
Os polímeros são mais conhecidos como “plásticos”. Mas nome “plástico” não se refere a um único material.
Assim como a palavra “metal” não define apenas ferro ou alumínio, a palavra “plástico” caracteriza diversos materiais
com estrutura, qualidade e composição diferentes. As qualidades dos plásticos são tão variadas, que frequentemente
substituem materiais tradicionais como a madeira é o metal.
“Plástico” é um adjetivo. Indica uma qualidade. Segundo o dicionário, plástico é: “capaz de ser moldado; que tem
o poder ou a virtude de formar; suscetível de ser modelado com os dedos ou com instrumentos”. Ou conforme outra
definição: “todas as matérias orgânicas que, sob oportunas ações térmicas e mecânicas, se deixam conformar ou moldar
com relativa facilidade”.
Pode-se imaginar o polímero como um novelo de lã com vários fios individuais. Retirar um único fio deste novelo
é muito difícil. Bastante similar é o polímero, onde as macromoléculas “seguram-se” firmemente entre si. Como as
macromoléculas são compostas de vários elementos individuais, chamados de monômeros (mono=um, meros=parte), a
junção de muitos “meros” recebe o nome de polímeros (muitas partes). Fonte: IANINO, Alexandre. Polímeros (apostila)
A evolução dos polímeros pode ser exemplificada em três fases
1ª fase: Polímeros são compostos orgânicos e reações de difícil execução em laboratório. Até o século XIX
somente era possível utilizar polímeros produzidos naturalmente, pois não havia tecnologia disponível para promover
reações entre os compostos de carbono.
2ª fase: Pesquisas sobre química orgânica se multiplicam. Em 1883 GOODYEAR descobre a vulcanização da
borracha natural. Por volta de 1860 já havia a moldagem industrial de plásticos naturais reforçados com fibras, como a
goma-laca e a guta-percha. Em 1910 começa a funcionar a primeira fábrica de rayon nos E.U.A. e em 1924 surgem as
fibras de acetato de celulose.
3ª Fase: REGNAULT polimeriza o cloreto de vinila com auxílio da luz do sol. EINHORN & BISCHOFF descobrem
o policarbonato. BAEKELAND sintetiza resinas de fenol-formaldeído. É o primeiro plástico totalmente sintético que surge
em escala comercial. O período entre 1920 e 1950 foi decisivo para o surgimento dos polímeros modernos. Durante a
década de 1960 surgem os plásticos de engenharia. Na década de 1980 observa-se certo amadurecimento da
Tecnologia dos Polímeros.
Finalmente na década de 1990 os catalisadores de metaloceno, reciclagem em grande escala de garrafas de PE
e PET, biopolímeros, uso em larga escala dos elastômeros termoplásticos e plásticos de engenharia. A preocupação com
a reciclagem torna-se quase uma obsessão, pois dela depende a viabilização comercial dos polímeros.
1. A origem dos polímeros
Os polímeros são macromoléculas constituídas por grande número de moléculas pequenas que se repetem na
sua estrutura e que são denominadas de monômeros. As reações pelas quais elas se combinam são chamadas de
polimerizações.
As primeiras sínteses efetuadas destinavam-se a preparar substitutos para as macromoléculas naturais (caucho,
seda...); desde então se desenvolveu uma extensa tecnologia que produz presentemente centenas de substâncias de
que não existem equivalentes na natureza. Deste modo, o polímero é o primeiro material de engenharia sintético.
O desenvolvimento dos polímeros:

Barateou enormemente bens de consumo e embalagem;

Tornou viável o desenvolvimento das áreas: eletrônica, aeronáutica, espacial, automobilística,
eletrodomésticos, vestuário e até médica.
Além disso, os polímeros apresentam processamento fácil e econômico, reduziram peso e melhoraram a
apresentação, o desempenho, a durabilidade e a segurança.
Atualmente há maciço investimento em pesquisa principalmente nas áreas de polímero condutor e polímero
cristal líquido. Por apresentarem boas propriedades físicas e químicas, os polímeros rapidamente tornaram-se substitutos
de alguns materiais de engenharia.
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
POLÍMEROS NATURAIS
Tempos
remotos
1826
 Asfalto (pré-bíblico), âmbar (Grécia), mastique de goma (Roma).
 Celulose, algodão, lã, seda, borracha natural.
 Proteínas, ácidos nuclêicos, queratina, cabelo.
Fórmula empírica da borracha
C5H8
natural
1860
Isopreno obtido por destilação
destrutiva do polímero
~CH2-(CH3)=CH-CH2~
POLÍMEROS SINTÉTICOS
1839
Polimerização do estireno
~[CH2-CH2-(C6H5)]~
1860
Preparação do poli(etileno glicol)
~[CH(OH)-CH(OH)]~
1879
Polimerização do isopreno
~[CH2-(CH3)=CHCH2]~
1880
Polimerização do ácido metacrílico
~[CH2-CMeCOO]~
CIÊNCIA DE POLÍMEROS – DATAS HISTÓRICAS
1832
Polímeros compostos de PM múltiplos em contraposição a isômero
Berzelieus
1920
1920-1930
Aceitação da existência de macromoléculas
 grupos terminais e propriedades físicas x
 viscosidade de soluções diluídas x PM
Staudinger
1930
1935
1929 - 1930
Prêmio Nobel
Estudos sobre configuração dos átomos nas cadeias
Comprovação da teoria macromolecular e dos estudos de Staudinger
Carothers
1937
Elucidou o mecanismo de polimerização em cadeia
Flory
1955
Existência de estereorregularidade na cadeia de polímeros vinílicos
Natta
DESENVOLVIMENTOS DE RELEVÂNCIA INDUSTRIAL
tempos
remotos
utilização da borracha natural
1839
vulcanização da
industrialização nos USA e Inglaterra
1838
descobrimento do nitrato de celulose
1865
descobrimento do acetato de celulose
1870
comercialização do nitrato de celulose (explosivos, fotografias, fibras sintéticas).
1900
produção de borracha sintética
copolimerização de estireno e dienos
1900-1910
comercialização de acetato de Rayon e de celulose
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
1920
produção de resinas de cloreto acetato de vinila
1930
produção de poliestireno na Alemanha e USA
1951
patente e produção de borracha vulcanizada (Primeira Guerra Mundial)
1952
produção de polietileno de baixa densidade
1952-1953
descoberta dos catalisadores Ziegler-Natta (Prêmio Nobel em 1955)
1957
produção do polietileno de alta densidade e do polipropileno
1969
produção de nylon (poliamida) e poliésteres (fibras e plásticos)
No quadro a seguir são apresentadas as datas aproximadas da introdução de alguns polímeros comerciais:
ANO
1870
1909
1909
1919
1919
1926
1926
1927
1928
1931
1935
1936
1938
1938
1938
1938
1938
1939
1939
1939
1942
1942
1942
1943
1943
1945
1947
1947
1948
1948
1953
1955
1957
1958
1958
POLÍMERO
Nitrato de celulose
Fenólicos
Fenólicos moldados a frio
Caseína
Poli(acetato de vinila)
Alquídicas
Anilina formaldeído
Acetato de celulose
Uréia
Acrílicos
Etil celulose
Poli(cloreto de vinila)
Poli(acetato de vinila)
Polivinil butiral
Poliestireno
Acetato-butirato de celulose
Poliamidas
Poliamidas pós moldadem
Melaminas
Poli(cloreto de vinilena)
Carboneto de diglicol alila
Polietileno
Poliésteres
Silicones
Teflon
Propionato de celulose
Organose e plastificação de polivinila
Epoxies
Acrilonitrila-butadieno-estireno
Poli(clorotrifluoretileno)
Poliuretanos
Poliuretanos
Poli(metilestireno)
Poliacrilamida
Óxido de polietileno
APLICAÇÃO
Aro de óculos
Peça de telefone
Peça de aquecedor elétrico
Agulha de tricotar
Adesivos
Suporte para artigos elétricos
Terminais
Produtos moldados
Suporte para iluminação
Cabos de escovas, embalagens transparentes
Suporte para flash
Capa de chuva
Camada intermediária de vidro de segurança
Vidro de segurança
Artigos domésticos
Adornos
Fibras
Engrenagens
Artigos de mesa
Capas para assento de carro
Chapas fundidas
Garrafas comprimíveis
Plásticos reforçados para barcos
Isolamento de motores
Juntas
Canetas
Revestimentos, espumas
Compostos de potes e adesivos
Imitação de couro para malas
Juntas e acentos de válvulas
Chapas, espumas
Revestimentos
Artigos domésticos
Artigos domésticos
Embalagens
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2. Definição de polímeros
A palavra polímero origina-se do grego poli (muitos) e mero (unidade de repetição). Assim, um polímero é uma
macromolécula composta por muitas (dezenas de milhares) de unidades de repetição denominadas meros, ligados por
ligação covalente. A matéria-prima para a produção de um polímero é o monômero, isto é, uma molécula com uma
(mono) unidade de repetição (Canevarolo, 2002).
3. Classificações
Dependendo do tipo de monômero (estrutura química), do número médio de meros por cadeia e do tipo de
ligação covalente, poderemos dividir os polímeros em três grandes classes: Plásticos, Borrachas (ou Elastômeros) e
Fibras (Canevarolo, 2002).
Uma classificação mais abrangente cita ainda os Revestimentos, os Adesivos, as Espumas e as Películas
(Callister, 2002). Muitos polímeros são variações e/ou desenvolvimentos sobre moléculas já conhecidas podendo ser
divididos em quatro diferentes classificações (Canevarolo, 2002):

Quanto à estrutura química;

Quanto ao método de preparação;

Quanto ao comportamento mecânico;

Quanto ao desempenho mecânico.
No entanto, para melhor compreensão da relação entre suas características e o efeito sobre o desempenho dos
materiais compostos por polímeros, quando empregados na construção civil, será abordada a classificação de Callister
(2002) quanto à estrutura molecular e quanto à sua resposta mecânica a temperaturas elevadas, ou seja, quanto ao
comportamento térmico.
3.1. Quanto à estrutura molecular
3.1.1. Polímeros Lineares
As unidades de mero estão unidas ponta a ponta em cadeias únicas. São cadeias flexíveis em que podem existir
grandes quantidades de ligações de van der Waals entre si. Ex: Polietileno, Cloreto de Polivinila, Poliestireno, Polimetil
Metacrilato, Nylon e Fluorocarbonos.
A Poliamida, conhecida como "Nylon" é um material de ampla utilização, esta presente nos melhores
tecidos e em diversas peças técnicas.
Este nome "Nylon" foi dado pelos Americanos e Ingleses que em parceria descobriram este material.
Devido uma espécie de guerra fria contra os japoneses, numa disputa que envolvia o comércio da
seda e a descoberta de um material que pudesse substitui-la. Quando os Americanos e Ingleses
descobriram a Poliamida, material que viria a substituir a seda, principalmente para fabricação de
paraquedas, deram então este nome “Nylon” que tem duas versões para tal:
a) A soma das iniciais das duas principais cidades envolvidas: New York e London
b) As iniciais da frase: Now You Lost Old Nipon ( Agora você perdeu velho japonês)
3.1.2. Polímeros Ramificados
Cadeias de ramificações laterais encontram-se conectadas às cadeias principais, sendo considerada parte das
mesmas, sendo que a compactação da cadeia é reduzida, resultando em polímeros de baixa densidade. Polímeros
lineares também podem ser ramificados.
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3.1.3. Polímeros com Ligações Cruzadas
Cadeias lineares adjacentes ligadas umas às outras, em várias posições por ligações covalentes. Estas ligações,
não reversíveis, são obtidas durante a síntese do polímero a altas temperaturas e são encontradas em muitos dos
materiais elásticos com características de borracha.
3.1.4. Polímeros em Rede:
Unidades mero com três ligações covalentes ativas, formando redes tridimensionais. Polímeros com muitas
ligações cruzadas podem ser caracterizados como polímeros em rede e possuem propriedades mecânicas e térmicas
distintas. Ex: Materiais de base epóxi e fenolformaldeído.
3.1.5. Homopolímeros
Quando todas as unidades repetidas dentro da cadeia constituem-se do mesmo tipo de mero.
3.1.6. Copolímeros:
Quando as unidades repetidas dentro da cadeia constituem-se de dois ou mais tipos de meros diferentes.
3.2. Quanto ao comportamento térmico
3.2.1. Polímeros Termoplásticos
Sob efeito de temperatura e pressão, amolecem assumindo a forma do molde. Nova alteração de temperatura e
pressão reinicia o processo, sendo, portanto, recicláveis. Em nível molecular, à medida que a temperatura é elevada, as
forças de ligação secundárias são diminuídas (devido ao aumento do movimento molecular), de modo tal que o
movimento relativo de cadeias adjacentes é facilitado quando uma tensão é aplicada. Os termoplásticos são
relativamente moles e dúcteis e compõem-se da maioria dos polímeros lineares e aqueles que possuem algumas
estruturas ramificadas com cadeias flexíveis. Ex: PE,PP, PVC, etc.
3.2.2. Polímeros Termofixos
Ou termorrígidos, sob efeito de temperatura e pressão, amolecem assumindo a forma do molde. Nova alteração
de temperatura e pressão não faz efeito algum, tornando-os materiais insolúveis, infusíveis e não-recicláveis. Durante o
tratamento térmico inicial, ligações cruzadas covalentes são formadas entre cadeias moleculares adjacentes; essas
ligações prendem as cadeias entre si para resistir aos movimentos vibracionais e rotacionais da cadeia a temperaturas
elevadas, sendo que o rompimento destas ligações só ocorrerá sob temperatura muito elevadas. Os polímeros termofixos
são geralmente mais duros, mais fortes e mais frágeis do que os termopláticos, e possuem melhor estabilidade
dimensional. Ex: Baquelite (resina de fenol-formaldeído), epóxi (araldite), algumas resinas de poliéster, etc.
4. Propriedades físicas dos polímeros
Existem diferentes tipos de materiais poliméricos (plásticos, borrachas, fibras, adesivos, espumas e filmes), os
quais têm propriedades específicas e enumeras aplicações. Desde que se começou a usar esses materiais, enumeras
tentativas foram efetuadas para melhorar as suas propriedades. De referir que a engenhosidade dos tecnologistas, não
se limitou a melhorar os materiais orgânicos naturais, pelo contrario, muitas substancias sintéticas foram criadas
(Kroschwitz; 1985). No campo dos plásticos as criações são espantosas, o que tem proporcionado, não só, à construção
civil mas também a vários domínios uma variedade cada vez maior de materiais para sua aplicação.
Os polímeros possuem propriedades químicas e físicas muito diferentes das que tem os corpos formados por
moléculas simples. As principais propriedades dos polímeros são:
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

-Elevada processabilidade – facilmente moldáveis isto é, a facilidade de converter o material numa
determinada forma;

Resistentes à rotura e ao desgaste;

Resistente à ação dos agentes atmosféricos, não quebra, não formam pontes e não estilhaçam;

Elásticos;

Peso reduzido – é mais leves que os metais e que o vidro (3* mais leves que o alumínio);

Lubrificação – são materiais de baixo atrito;

Isolação – tem excelentes propriedades de isolamento eléctrico e acústico;

Baixo custo de produção;

Possibilidade de serem usados no fabrico de peças nas mais variadas formas, tamanhos e cores;

A maioria são recicláveis.
Estas propriedades, juntamente com a sua fácil obtenção a baixas temperaturas, justificam a sua fabricação a
grande escala (Kroschwitz; 1985 e Salvador; 2000). Porém os polímeros não apresentam só vantagens, eles também
apresentam algumas, embora poucas desvantagens. Eles causam um problema ecológico. Os objetos plásticos não se
decompõem por si só na natureza, visto não serem atacáveis pelos microrganismos, pelo que a sua decomposição pode
levar dezenas de anos. De igual modo quando lançados à água (mar, rios ou lagos), podem causar diversos acidentes.
Estes e demais problemas só serão solucionados com uma correta recolha de lixos de forma que sejam reciclados e
tratados convenientemente. O acabar com este tipo de poluição depende de todos nós. Do ponto de vista técnico a
reciclagem dos materiais termoplásticos é mais fácil que a dos materiais alternativos.
Leves
Mais leves que metais ou cerâmica. Ex: PE é 3 vezes mais leve que o alumínio e 8 vezes mais leve que o aço.
Motivação para uso na indústria de transportes, embalagens, equipamentos de esporte...
Propriedades Mecânicas Interessantes
Alta flexibilidade, variável ao longo de faixa bastante ampla, conforme o tipo de polímero e os aditivos usados
na sua formulação;
Alta resistência ao impacto. Tal propriedade, associada à transparência, permite substituição do vidro em
várias aplicações. Quais seriam? lentes de óculos (em acrílico ou policarbonato), faróis de automóveis (policarbonato),
janelas de trens de subúrbio, constantemente quebradas por vândalos (policarbonato);
Note-se, contudo, que a resistência à abrasão e a solventes não é tão boa quanto à do vidro. Lentes de acrílico
riscam facilmente e é facilmente danificadas se entrarem em contato com solventes como, por exemplo, acetona!
Baixas Temperaturas de Processamento
Conformação de peças requer aquecimento entre Tamb e 250oC. Alguns plásticos especiais requerem até
400oC. Disso decorre baixo consumo de energia para conformação. E também faz com que os equipamentos mais
simples e não tão caros quanto para metais ou cerâmica.
Ajuste Fino de Propriedades através de Aditivação
Cargas inorgânicas minerais inertes (ex. CaCO3) permitem reduzir custo da peça sem afetar propriedades.
Exemplo: piso de vinil/cadeiras de jardim (PP), que contém até 60% de cargas.
Uso de fibras (vidro, carbono, boro) ou algumas cargas minerais (talco, mica, caolim, wolastonita) aumentam a
resistência mecânica; As cargas fibrosas podem assumir forma de fibras curtas ou longas, redes, tecidos.
Negro de fumo em pneus (borracha) e filmes para agricultura (PE) aumentam resistência mecânica e a
resistência ao ataque por ozônio e raios UV.
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Charles Goodyear descobriu o processo de vulcanização que é o processo utilizado para
fabricação de pneus e outros produtos de borracha sintética (plástico elastomérico). Porém
não conseguiu desfrutar de sua descoberta e morreu pobre. O nome vulcanização foi dado em
honra ao deus Vulcano, deus das profundezas e do fogo.
Aditivos conhecidos como plastificantes podem alterar completamente as características de plásticos como o
PVC e borrachas, tornando-os mais flexíveis e tenazes.
A fabricação de espumas é feita através da adição de agentes expansores, que se transformam em gás no
momento da transformação do polímero, quando ele se encontra no estado fundido.
Baixa Condutividade Elétrica
Polímeros são altamente indicados para aplicações onde se requeira isolamento elétrico. Explicação: polímeros
não contêm elétrons livres, responsáveis pela condução de eletricidade nos metais.
A adição de cargas especiais condutoras (limalha de ferro, negro de fumo) pode tornar polímeros fracamente
condutores, evitando acúmulo de eletricidade estática, que é perigoso em certas aplicações. Há polímeros especiais,
ainda em nível de curiosidades de laboratório, que são bons condutores. O Prêmio Nobel de Química do ano 2000 foi
concedido a cientistas que sintetizaram polímeros com alta condutividade elétrica.
Baixa Condutividade Térmica
A condutividade térmica dos polímeros é cerca de mil vezes menor que a dos metais. Logo, são altamente
recomendados em aplicações que requeiram isolamento térmico, particularmente na forma de espumas. Mesma
explicação do caso anterior: ausência de elétrons livres dificulta a condução de calor nos polímeros.
Maior Resistência a Corrosão
As ligações químicas presentes nos plásticos (covalentes/Van der Walls) lhes conferem maior resistência à
corrosão por oxigênio ou produtos químicos do que no caso dos metais (ligação metálica). Isso, contudo, não quer dizer
que os plásticos sejam completamente invulneráveis ao problema. Ex: um CD não pode ser limpo com terebintina, que
danificaria a sua superfície. De maneira geral, os polímeros são atacados por solventes orgânicos que apresentam
estrutura similar a eles. Ou seja: similares diluem similares.
Porosidade
O espaço entre as macromoléculas do polímero é relativamente grande. Isso confere baixa densidade ao
polímero, o que é uma vantagem em certos aspectos. Esse largo espaçamento entre moléculas faz com que a difusão de
gases através dos plásticos seja alta. Em outras palavras: esses materiais apresentam alta permeabilidade a gases, que
varia conforme o tipo de plástico.
A principal consequência deste fato é a limitação dos plásticos como material de embalagem, que fica patente no
prazo de validade mais curto de bebidas acondicionadas em garrafas de PET. Por exemplo, o caso da cerveja é o mais
crítico. Essa permeabilidade, contudo, pode ser muito interessante, como no caso de membranas poliméricas para
remoção de sal da água do mar.
Reciclabilidade
Alguns polímeros, como termorrígidos e borrachas, não podem ser reciclados de forma direta: não há como
refundi-los ou depolimerizá-los. A reciclagem de polímeros termoplásticos, apesar de tecnicamente possível, muitas
vezes não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade. Compare com o caso do alumínio...
Somente plásticos consumidos em massa (PE, PET, ...) apresentam bom potencial econômico para reciclagem.
Problema adicional: o plástico reciclado é encarado como material de segunda classe, ao contrário do que ocorre
com aço ou mesmo o alumínio. Nos casos em que a reciclagem do polímero não for possível, sempre é possível queimálo, transformando-o em energia, em incineradores ou altos-fornos. Esta última saída é mais favorável, pois o carbono do
polímero seria usado na redução do minério. Contudo, plásticos que contém halogêneos (PVC e PTFE, por exemplo)
geram gases tóxicos durante a queima. Solução: identificação desse material, que deve ser encaminhado para
dealogenação antes da queima.
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
5. Principais aplicações dos polímeros na construção civil
Nas últimas décadas, os polímeros têm sido cada vez mais solicitados na Construção Civil, e de forma
concomitante, a eficiência desses materiais está invadindo os projetos de edifícios, buscando substituir materiais
considerados até então, de maior nobreza como o aço, a madeira, o barro e o concreto na execução das obras.
Para ter-se ideia da importância dos polímeros (plásticos) na construção civil, estes materiais detêm seu segundo
maior mercado neste setor, perdendo apenas para o de embalagens, quanto à utilização como matéria-prima. Neste
capítulo são apresentados os componentes construtivos e seus subsistemas, acentuando-se as características e
propriedades dos mesmos e dos polímeros com os quais foram obtidos e suas reações de polimerização.
5.1. Instalações hidráulicas prediais
A qualidade das instalações hidráulicas prediais, no seu conceito mais amplo, é fundamental para a qualidade da
edificação como um todo. O usuário final deseja que a instalação hidráulica predial possa suprir as suas necessidades
com baixo custo, durabilidade, manutenção fácil e barata. Por outro lado, o construtor ou o empreendedor de uma
edificação deve procurar componentes e sistemas com qualidade, baixo custo, facilidade de execução e também de
manutenção. (Manual OPP/TRIKEM, 1998, p. 08).
Os polímeros podem ser usados para instalações prediais de água, esgoto sanitário e captação e condução de
águas pluviais. Em instalações hidráulicas prediais de água, há uma utilização cada vez maior dos seus componentes
produzidos em polímeros. No caso do PVC (poli cloreto de vinila), segundo o manual TRIKEM (1988), é utilizado
basicamente para a condução ou manuseio de água à temperatura ambiente e no caso da condução de água quente são
indicadas às tubulações de CPVC (poli cloreto de vinila clorado), semelhante ao PVC, porém com maior estabilidade em
relação à água quente.
As tubulações baseadas em PVC são indicadas para aplicações em edificações residenciais, comerciais e
industriais. Segundo ACETOZE (1996), e VANDERGORIN (1987) as características dos componentes, em PVC, são que
estes possuem juntas estanques (soldadas ou rosqueadas), tem menor custo de material e de mão-de-obra em relação
aos materiais tradicionalmente utilizados, são resistentes à corrosão, a lisura das paredes internas resulta em maior
velocidade do fluxo e menos formação de depósito, não são condutores de eletricidade, coeficiente de expansão térmica
muito maior que outros matérias, são praticamente imunes ao ataque de bactérias e fungos, possuem densidade menor
que materiais tradicionais como cerâmica e ferro galvanizado.
5.2. Instalações elétricas
Dentre os componentes elétricos, podem ser citados os eletrodutos para a passagem de fios e cabos,
internamente às paredes das construções; perfis para instalações elétricas aparentes; fios e cabos com isolamento; e
componentes terminais da instalação (caixas, espelhos, tomadas, interruptores e outros). Estes componentes elétricos
são bastante difundidos por permitir um bom isolamento elétrico e por minimizar os efeitos de curto circuito originados
dos fios descascados.
Há ainda, os dutos e subdutos responsáveis pela passagem de calor. Os polímeros mais largamente
empregados para confecção destes materiais são: PVC (poli cloreto de vinila), PS (poliestireno), PE (polietileno), PP
(polipropileno), PPO (polióxifenileno) e o PCTFE (politrifluorcloroetileno). O PVC é o único polímero aplicado na produção
de todos os componentes elétricos; enquanto que o OS é aplicado com maior constância em cabos elétricos; o PE e PP
em isolamento de cabos elétricos; o PPO em relés e interruptores e o PCTFE em diversos componentes para
equipamentos elétricos. Os fios são filamentos formados por um condutor e os cabos, formados por vários condutores.
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No caso destes componentes em PVC, podem ser utilizados em instalações elétricas, telefônicas, antenas de televisão e
FM, localizados em edificações residenciais, comerciais e industriais e subestações transformadoras.
Os eletrodutos poliméricos são destinados ao alojamento e proteção dos
fios elétricos e podem ser rígidos ou flexíveis e possuem em comum a elevada
resistência à compressão, o que permite que sejam embutidos em lajes, paredes e
pisos. Os dutos e subdutos de PVC são utilizados em instalações subterrâneas de
redes elétricas e de telefonia, ou seja, têm a função de proteger cabos e fibras
óticas. Conforme já mencionado existem ainda outros componentes como os relés
e interruptores normalmente confeccionados em PPO.
Dentre as características dos polímeros empregados na confecção dos
diferentes materiais apresentados podemos destacar segundo ACETOZE (1996)
que são auto extinguíveis, ou seja, se não houver presença de chama externa, o
fogo se apaga naturalmente, em alguns casos o PVC pode ser tratado com aditivos resistentes a ação da luz solar para
instalações de fiação externa, não sofrem corrosão e são imunes às composições das argamassas e concretos no caso
dos eletrodutos, possuem baixa densidade, são bons isolantes elétricos, acompanham as acomodações do solo no caso
dos dutos e subdutos.
5.3. Fechamento de fachadas – Esquadrias e portas
Os perfis de esquadrias de PVC foram lançados na Alemanha entre 1955 e 1960 e atualmente representam uma
parcela significativa das esquadrias vendidas nos mercados europeu e americano. As primeiras tentativas de produção e
comercialização de esquadrias sintéticas, no Brasil, datam de meados da década de setenta quando ainda se importava
o PVC, e a partir de 1979 inicia-se no Brasil a produção, em maior escala, das esquadrias de PVC, basicamente com
tecnologia alemã e austríaca.
Atualmente o PVC domina 50% do mercado de esquadrias da Europa e supera os 30% nos EUA, sendo que no
Brasil permanece estacionado na casa dos 5%. Segundo os fabricantes de esquadria de PVC a construção, em geral, vai
demorar mais alguns anos até assimilar os benefícios desta tecnologia por dois motivos básicos: excesso de
tradicionalismo e desconhecimento quanto à redução no consumo de energia elétrica, proporcionado pelo uso do PVC.
A janela é um componente construtivo que pode ser discutido sob diversos pontos de vista, ou seja, para o
arquiteto e projetista ela representa um elemento que corta a fachada, interrompe sistemas de divisórias ou tetos e
requer detalhamento especial de suas interfaces em conjunto com estes sistemas. Na opinião do construtor, a janela é
um elemento onde o funcionamento de vários matérias e componentes devem estar em harmonia, ou então, na opinião
do usuário, a janela traz luz natural, ar fresco e uma vista do exterior. Em suma, independente de qualquer ponto de
vista, a janela é um componente de fachada que filtra as condições externas para as internas e, ainda tem possibilidades
de ser operável e oferecer certo grau de transparência à luz natural.
Os parâmetros básicos para o comportamento das janelas são o bom desempenho durante o uso e a
durabilidade ao longo do tempo. Estes fatores devem ser garantidos por um sistemático controle de qualidade, iniciado
ainda na fase do projeto através da tipologia e do material que constituem a janela. A implantação de janelas de PVC no
projeto e construção de edifícios tem sido realizada obedecendo a certas exigências da qualidade como segurança,
habitabilidade, durabilidade e qualidade dos dispositivos complementares. Ao se comparar o custo de esquadrias
fabricadas com materiais distintos, no caso o PVC e o alumínio, deve-se considerar determinados aspectos como o
desempenho da esquadria; se a esquadria é fornecida com vidro e persiana; o custo de instalação da esquadria e do
vidro, entre outros aspectos.
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A fabricação das portas de PVC baseia-se na mesma formulação utilizada para a fabricação de janelas em PVC
rígido. Atualmente a porta sanfonada em PVC rígido é um produto bem sucedido devido à sua facilidade de limpeza,
instalação e funcionamento, cujas funções são dividir e decorar os ambientes. Quando recolhidas ocupam pouco espaço
e podem ser instaladas em paredes que já receberam acabamento. Ainda podemos citar as persianas e venezianas que
são perfis que formam um sistema par escurecimento, proteção e resguardo dos ambientes que possuem caixilhos. As
persianas são constituídas de cortinas rígidas ou semirrígidas de PVC, que podem ser recolhidas. As venezianas são
elementos fixados em perfis de janelas ou porta-balcão, fazendo parte integrante do caixilho. É muito comum mesclar o
uso de PVC com outros materiais nas venezianas como o alumínio.
5.4. Fechamento de coberturas – Telhas
As telhas plásticas utilizadas atualmente, são as telhas de PVC rígido, aplicadas em combinação com outros
tipos de telhas; além das telhas de policarbonato, fibra de vidro e plipropileno, fabricadas no Brasil.
No caso das telhas de PVC, podem ser utilizadas em edificações residenciais, comerciais e industriais, mas são
especialmente indicadas para locais onde se deseja a passagem de luz natural, diminuindo assim a necessidade de luz
artificial, durante o período diurno. Essa aplicação só é possível graças às propriedades do PVC neste caso de
apresentarem-se translúcidos ou opacos, com grande resistência química e apresentarem boa absorção acústica e
térmica.
As telhas de fibra de vidro, também chamadas de fiberglass ou vitrofibra, e com sigla GRP ou RP, é na verdade
um material que combina fibras de vidro e resina, ou seja, as fibras de vidro reforçam um laminado de poliéster
conferindo-lhe ótimas propriedades. As características das telhas de fibra de vidro são baixo peso, permitindo fácil
manuseio na aplicação e economia no transporte; alta resistência mecânica; boa resistência química; menor custo de
acabamento; boa resistência a fortes intempéries, dispensa manutenções e oferece facilidade de reparos, no caso de
danificação de uma estrutura. Essas telhas são caracterizadas por serem totalmente translúcidas, sendo projetadas para
diversas funções como iluminação zenital, cobertura, divisão, decoração ou fechamento de ambientes.
As telhas de polipropileno (PP) fazem parte de uma nova tecnologia que está sendo produzida em coberturas a
partir de polímeros, e que consiste num sistema de módulos com encaixes, formadas por agrupamentos de até seis
telhas de PP, reproduzidas com o mesmo design de telhas tradicionais.
O acrílico (polimetacrilado de metila) apresenta grandes vantagens em suas características como a excelente
transparência (transmite 90% da luz incidente), boa resistência a intempéries, mesmo sem estabilizantes, funcionamento
contínuo até 75°C, não estilhaça, é brilhante e apresenta coeficiente de dilatação elevado. Entretanto o acrílico apresenta
combustibilidade. Entre os grandes projetos de coberturas acrílicas podemos citar a cobertura da Expo Mundial do
Canadá, e a cobertura da Estação Rodoviária de São Paulo. O PC (policarbonato) apresenta uma séria de vantagens
como ótima resistência mecânica a fluência e ao impacto (250 vezes maior que o vidro e 30 vezes maior que o acrílico)
boa resistência à deformação, mesmo com altas temperaturas (até 140°C), bom isolamento elétrico, não propaga chama,
e boa resistência química. Graças a estas propriedades, o PC tem ganhado destaque nos últimos anos dentro do setor
de construção civil.
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5.5. Pisos, Revestimentos e Forros
Os pisos vinílicos são materiais produzidos a partir do PVC e apresentados no mercado através de placas, pisos
semiflexíveis ou mantas que são adaptados para aplicação em qualquer ambiente interno como residências.
De acordo com SIMÕES E LEITE (1997), o piso vinílico é composto por resina de PVC ou de copolímeros de
cloreto de vinila ou ambos, plastificantes, estabilizantes, aditivos, cargas inertes e pigmentos. No caso das mantas
flexíveis pode haver a associação das mesmas a uma manta de fibra de vidro, que aumenta a estabilidade dimensional
do produto. Na categoria dos pisos semiflexíveis, há ainda ladrilhos que podem ser constituídos por fibra de amianto. Os
pisos vinílicos podem apresentar as características interessantes, tais como: oferecem facilidade, economia e rapidez na
sua aplicação, são versáteis, podendo ser aplicados em diferentes ambientes, resistência comprovada com relação à
dureza e impacto, boa resistência a agentes químicos com bases, sais e ácidos.
Podemos ainda mencionar os papéis de parede confeccionados em PVC. As
características mais importantes de um papel de parede em PVC na opinião de
ACETOZE (1995) são: a capacidade de suportar a lavabilidade, a estabilidade da cor,
e a instalação fácil, rápida e econômica.
Existem ainda com menos frequência às telas em vinil, confeccionadas a
partir de uma base de tela de algodão recoberto com película de PVC, com espessura
de 0,10 mm e gramatura de 175 g/m2. São produtos de última geração e apresentam
boa resistência à ação mecânica, são laváveis e mantêm-se inalterados com o passar
do tempo. O forro pode ser descrito como uma barreira utilizada no interior das
edificações, entre a cobertura e os ambientes, com uma diversidade de funções como
acabamento interior, isolamento térmico, absorções sonoras, delimitação espacial e ocultação de redes de instalação.
Os painéis mais utilizados são os de gesso, fibras vegetais, resinas sintéticas (principalmente PVC e acrílico), de
madeira e de metal. Entre as propriedades dos polímeros utilizados na confecção de painéis para forro de teto podemos
destacar a instalação mais limpa e eficiente, a facilidade de limpeza, a baixa densidade, o ótimo isolamento acústico e
elétrico, e um bom desempenho térmico devido às cavidades internas que formam vazios de ar.
5.6. Tintas e vernizes
Por muitos séculos as tintas foram usadas apenas por seu aspecto estético. Mais tarde quando foram
introduzidas em países onde as condições climáticas eram mais severas, passaram a ser elaboradas dando importância
ao aspecto proteção. De maneira simplista podemos afirmar que as tintas são uma composição líquida, geralmente
viscosa, constituída de um ou mais pigmentos dispersos em um aglomerante líquido, que ao sofrer um processo de cura,
quando estendida em película fina, forma um filme opaco e aderente ao substrato.
Esse filme tem a finalidade de proteger e melhorar esteticamente às superfícies. Sendo assim podemos isolar
quatro componentes principais da tinta: resina, pigmento, aditivo e solvente. A homogeneização destes componentes
básicos resulta em um líquido viscoso que ao ser aplicado nas superfícies atua como um sistema de proteção, após a
cura, contra o desgaste provocado por corrosão. No caso da construção, além de proteger as superfícies de paredes,
muros, tetos, pisos, claraboias, esquadrias, entre outros, contra diversas intempéries e ataques químicos, a tinta é
também uma solução que envolve um acabamento bonito, durável e de baixo custo.
As tintas base aquosa para alvenaria no Brasil são produzidas em sua grande maioria com emulsões acrílicasestirenadas. Existem as emulsões acrílicas puras, as vinilacrílicas e os PVAs (poliacetato de vinila). Como importantes
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propriedades das tintas podemos citar um baixo módulo de elasticidade, uma grande resistência a intempéries, e ótima
aderência ao substrato onde é aplicada.
6. Reciclagem
Para a reciclagem de plástico é necessário separar, por
categorias, os diferentes resíduos poliméricos urbanos utilizando-se de
procedimento sistemático de identificação:
Códigos – São números ou siglas inscritos no produto que
indicam o material empregado na confecção da embalagem.
Normalmente estão localizados na parte inferior dos frascos e potes e
no interior das tampas. São eles:
O lixo brasileiro contém de 5 a 10% de plásticos, conforme o
local. São materiais que, como o vidro, ocupam um considerável
espaço no meio ambiente. O ideal: serem recuperados e reciclados.
Plásticos são derivados do petróleo, produto importado (60% do total
no Brasil). A reciclagem do plástico exige cerca de 10% da energia
utilizada no processo primário.
Do total de plásticos produzidos no Brasil, só reciclamos 15%. Um dos empecilhos é a grande variedade de tipos
de plásticos. Uma das alternativas seria definir um tipo específico de plástico para ser coletado.
Os plásticos recicláveis são: potes de todos os tipos, sacos de supermercados, embalagens para alimentos,
vasilhas, recipientes e artigos domésticos, tubulações e garrafas de PET, que convertida em grânulos é usada para a
fabricação de cordas, fios de costura, cerdas de vassouras e escovas.
Os não recicláveis são: cabos de panela, botões de rádio, pratos, canetas, bijuterias, espuma, embalagens a
vácuo, fraldas descartáveis.
A fabricação de plástico reciclado economiza 70% de energia, considerando todo o processo desde a exploração
da matéria-prima primária até a formação do produto final. Além disso, se o produto descartado permanecesse no meio
ambiente, poderia estar causando maior poluição. Isso pode ser entendido como uma alternativa para as oscilações do
mercado abastecedor e também como preservação dos recursos naturais, o que podendo reduzir, inclusive, os custos
das matérias primas. O plástico reciclado tem infinitas aplicações, tanto nos mercados tradicionais das resinas virgens,
quanto em novos mercados.
O plástico reciclado pode ser utilizado para fabricação de:

garrafas e frascos, exceto para contato direto com alimentos e fármacos;

baldes, cabides, pentes e outros artefatos produzidos pelo processo de injeção;

"madeira - plástica";

cerdas, vassouras, escovas e outros produtos que sejam produzidos com fibras;

sacolas e outros tipos de filmes;

painéis para a construção civil.
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6.1. Processos de Reciclagem de Plástico
6.1.1. Reciclagem Química
A reciclagem química reprocessa plásticos, transformando-os em petroquímicos básicos que servem como
matéria-prima em refinarias ou centrais petroquímicas. Seu objetivo é a recuperação dos componentes químicos
individuais para reutilizá-los como produtos químicos ou para a produção de novos plásticos. Os novos processos
desenvolvidos de reciclagem química permitem a reciclagem de misturas de plásticos diferentes, com aceitação de
determinado grau de contaminantes como, por exemplo, tintas, papéis, entre outros materiais. Entre os processos de
reciclagem química existentes, destacam-se:
Hidrogenação: As cadeias são quebradas mediante o tratamento com hidrogênio e calor, gerando produtos
capazes de serem processados em refinarias.
Gaseificação: Os plásticos são aquecidos com ar ou oxigênio, gerando-se gás de síntese contendo monóxido de
carbono e hidrogênio.
água.
Quimólise: Consiste na quebra parcial ou total dos plásticos em monômeros na presença de Glicol/Metanol e
Pirólise: É a quebra das moléculas pela ação do calor na ausência de oxigênio. Este processo gera frações de
hidrocarbonetos capazes de serem processados em refinaria.
6.1.2. Reciclagem Mecânica
A reciclagem mecânica consiste na conversão dos descartes plásticos pós-industriais ou pós-consumo em
grânulos que podem ser reutilizados na produção de outros produtos, como sacos de lixo, solados, pisos, conduítes,
mangueiras,
componentes
de
automóveis,
fibras,
embalagens
não-alimentícias
e
outros.
Este tipo de processo passa pelas seguintes etapas:

Separação: separação em uma esteira dos diferentes tipos de plásticos, de acordo com a identificação
ou com o aspecto visual. Nesta etapa são separados também rótulos de diferentes materiais, tampas de
garrafas e produtos compostos por mais de um tipo de plástico, embalagens metalizadas, grampos, etc.

Por ser uma etapa geralmente manual, a eficiência depende diretamente da prática das pessoas que
executam essa tarefa. Outro fator determinante da qualidade é a fonte do material a ser separado, sendo
que aquele oriundo da coleta seletiva e mais limpo em relação ao material proveniente dos lixões ou
aterros.

Moagem: Após separados os diferentes tipos de plásticos, estes são moídos e fragmentados em
pequenas partes.

Lavagem: Após triturado, o plástico passa por uma etapa de lavagem com água para a retirada dos
contaminantes. É necessário que a água de lavagem receba um tratamento para a sua reutilização ou
emissão como efluente.
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
Aglutinação: Além de completar a secagem, o material é compactado, reduzindo-se assim o volume que
será enviado à extrusora. O atrito dos fragmentos contra a parede do equipamento rotativo provoca
elevação da temperatura, levando à formação de uma massa plástica. O aglutinador também é utilizado
para incorporação de aditivos, como cargas, pigmentos e lubrificantes.

Extrusão: A extrusora funde e torna a massa plástica homogênea. Na saída da extrusora, encontra-se o
cabeçote, do qual sai um "espaguete" contínuo, que é resfriado com água. Em seguida, o "espaguete" é
picotado em um granulador e transformando em pellet (grãos plásticos).
6.1.3. Reciclagem Energética
É a recuperação da energia contida nos plásticos através de processos térmicos. A reciclagem energética distingue-se da
incineração por utilizar os resíduos plásticos como combustível na geração de energia elétrica. Já a simples incineração
não reaproveita a energia dos materiais. A energia contida em 1 kg de plástico é equivalente à contida em 1 kg de óleo
combustível. Além da economia e da recuperação de energia, com a reciclagem ocorre ainda uma redução de 70 a 90%
da massa do material, restando apenas um resíduo inerte esterilizado.
6.2. O Plástico e a Geração de Energia





A presença dos plásticos é de vital importância, pois aumenta o rendimento da incineração de resíduos
municipais.
O calor pode ser recuperado em caldeira, utilizando o vapor para geração de energia elétrica e/ou aquecimento.
Testes em escala real na Europa comprovaram os bons resultados da co-combustão dos resíduos de plásticos
com carvão, turfa e madeira, tanto técnica, econômica, como ambientalmente.
A queima de plásticos em processos de reciclagem energética reduz o uso de combustíveis (economia de
recursos naturais).
A reciclagem energética é realizada em diversos países da Europa, EUA e Japão e utiliza equipamentos da mais
alta tecnologia, cujos controles de emissão são rigidamente seguros, anulando riscos à saúde ou ao meio
ambiente.
www.cetsam.senai.br/bolsa
Referencias
AGUIAR, J, “Apontamentos de Materiais de Construção 2”, Universidade do Minho, Guimarães, Volume 5, 2000;
ANON. Curso Básico Intensivo de Plásticos. Jornal de Plásticos, Niterói, 1997. Itens 4.3.1. – Polietileno, 4.3.2.,
Polipropileno, 4.3.3. – Poliestireno, 4.3.4. – Poli(cloreto de vinila), 4.9.1. Poli(tereftalato de etileno) e 1.9.5. Policarbonato.
BAUER, L, “Materiais de Construção”, Livros Técnicos e Científicos, Lisboa, 1988;
BRANCO, C, “Mecânica dos Materiais”, Fundação Calouste Gulbenkian, 2ª Edição, Lisboa, 1994;
CALLISTER Jr., William D. Ciência e Engenharia dos Materiais – Uma Introdução. LTC – Livros Técnicos e Científicos
S.A. Rio de Janeiro, 2002.
CANEVAROLO Jr., Sebastião V. Ciência dos Polímeros – Um Texto Básico para Tecnólogos e Engenheiros. Artliber
Editora. São Paulo, 2002.
CHAVES, André Luiz de Oliveira. Os Polímeros Utilizados na Construção Civil e seus Subsídios. EESC - Escola de
Engenharia de São Carlos, Dissertação de Mestrado. São Carlos, 1998.
CLARK, J, “Química”, Editora da USP, São Paulo, 1981; Boletim da Sociedade Portuguesa da Química, nº 24, série II
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Disposições sobre resíduos na Construção Civil.
HOLLAWAY, Leonard C. (Ed.). Polymers and Polymers Composites in Construction. London, 1990.
MICHAELI, W. e outros. Tecnologia dos Plásticos. Editora Edgard Blücher Ltda., São Paulo, 1995. Introdução e Lição 1,
p. 1 a 13.
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