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PIB
Década de 70: 3 polos petroquímicos
Polo Petroquímico de Paulínia
•Primeiro complexo petroquímico planejado
Maior complexo industrial integrado do hemisfério Sul
Bahia: 1978
Ford (automóveis)
Continental AG (pneus)
• Maior Polo industrial da América Latina
ExxonMobil Corporation
Royal Dutch
BRASKEM
Shell
Refinaria do Planalto paulista (Replan)
Petroquímica União
•Triunfo /RS (1983)
BRASKEM / INNOVA / LANXESS
OXITENO / WHITE MARTINS
Nafta: matéria-prima básica para toda
cadeia de produção. (Eteno, Propeno,
Butadieno, MTBE e solventes)
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Modelo de substituição de importação  empresas tripartites.
Composição acionária:
 Petroquisa
(“Petrobras Química”)
 Empresa nacional de capital privado
 Empresa estrangeira (detentora da tecnologia)
Empresas monoprodutoras, cuja principal atividade tecnológica estava ligada à
adaptação de tecnologia licenciada por fornecedor estrangeiro.
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Década de 90: Muda totalmente o perfil dessa indústria.
 Processo de privatização das empresas
 Queda dramática nas alíquotas de importação de produtos poliméricos
Observou-se:
• Fusões de empresas
• Desaparecimento de produtoras
• Saídas de sócios estrangeiros
• Aquisições dos ativos existentes por parte de multinacionais de
grande porte.
“Dificuldade de se estabelecer no país através de subsidiárias,
independentes de controle governamental brasileiro, ou de ter acesso
total e exclusivo às centrais de fornecimento de matérias primas.”
5
O final da década de 90 nova configuração da indústria
Fortalecimento de grandes grupos em expansão:
http://www.braskem.com.br/
Maior produtora de polímeros do Brasil
• Extenso portfólio de produtos
• Liderança em Biopolímeros: Líder mundial na produção de biopolímeros.
• Produz anualmente em torno de 4 milhões de toneladas de resina
• Responsável pelo abastecimento total do mercado brasileiro de commodities poliméricas.
• Suas vendas correspondem a cerca de 1,5% do PIB do Brasil.
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PIB (produto interno bruto): representa a soma (em valores monetários) de todos os bens e
serviços finais produzidos numa determinada região um período determinado
Mapa do Mundo mostrando os países por PIB (Nominal),
dados do CIA World Factbook de 2007
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Cadeia petroquímica (insumos, polímeros e os transformadores):
Emprega cerca de 200 mil pessoas.
6 mil empresas
Grande porte (produtoras de insumos e de polímeros)
Médio, pequeno e micro porte (transformadores de polímeros).
• Grande produtor de polímeros do tipo commodity
Quasi-commodity: PET, PU, PC e PA
Únicas plantas existentes na América do Sul
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1. Introdução
2. Histórico
3. Conceitos básicos : A evolução dos materiais poliméricos ao logo do tempo
4. Classificação dos polímeros
5. O mercado de polímeros
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Pára-choques de ferro-cromado
* Enferrujavam (sofriam CORROSÃO)
* Deformam facilmente com pequenos impactos.
Pára-choques de plástico
• Não enferrujam.
• Absorvem o impacto com mais eficiência.
• São mais bonitos e mais baratos.
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1.
Nos últimos 30 anos, a porcentagem de
plásticos nos automóveis cresceu de 5%
para mais de 15% em peso.
2.
Além de tornar os veículos mais leves,
esse salto acrescentou segurança,
conforto e flexibilidade aos carros.
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Porsche 911 Cabriolet
Teto de tecido com partes em composto plástico
BMW - M3 CRT (Carbon Racing Technology)
67 unidades
A fibra de carbono reforçada com plástico - spoilers
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Nafta (do árabe, naft ): líquido incolor, com faixa de destilação próxima à da gasolina
“nafta petroquímica” ou “nafta não-energética”: Produção de eteno e propeno, além de outras
frações líquidas, como benzeno, tolueno e xilenos.
A nafta energética  gás de síntese ( gás canalizado doméstico)
 A Petrobras é a única produtora de nafta petroquímica no Brasil.
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Borracha natural (seringueira) + ENXOFRE
Modificações nas propriedades mecânicas
desta macromolécula.
Antes: Material mole e pegajoso a baixas temperaturas e rígido e áspero a
temperaturas mais elevadas.
Depois: Material seco e flexível a qualquer temperatura.
Borracha natural adquiriu várias aplicações, se
transformando em um produto comercial.
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Obtenção de um material celulósico, a partir do tratamento
de resíduos de algodão com ÁCIDO nítrico e ácido sulfúrico,
em presença de ÓLEO DE RICINO.
O material obtido, chamado de parkesina, não teve sucesso
comercial devido ao seu elevado custo de produção.
(C10H16O)
Substituiu o óleo de rícino pela CÂNFORA = produto
economicamente viável, o celulóide.
A partir deste composto se obteve o primeiro
material sintético.
Aplicação: Pentes, cabos de talheres, bonecas, dentaduras,
armações de óculos, bolas de pingue-pongue e filmes fotográficos.
21
“Poderiam haver substâncias orgânicas naturais
constituídas de moléculas de cadeias muito longas com
propriedades especiais.”
A estrutura da CELULOSE natural é formada por cadeia
constituídas por unidades de GLICOSE, enquanto que
os POLIPEPTÍDEOS eram longas cadeias
de poliAMINOÁCIDOS unidas.
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Aperfeiçoou o processo de produção da resina fenol-formaldeído,
desenvolvida alguns anos antes por Adolf Von Bayer.
Baquelite: Resina rígida e pouco inflamável.
Propôs que os poliésteres e a borracha natural possuíam
estruturas químicas lineares.
Prêmio Nobel em Química (1953), por ser o pioneiro na
química de macromoléculas.
isopreno
(C10H8O4)n
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Década de 20: Acetato de celulose, o poli(cloreto de vinila) (1927), o
poli(metacrilato de metila) (1928), e a resina uréia-formaldeído (1929).
1930: Copolímero de estireno-butadieno (1930)
1936: Poliacrilonitrila, poliacrilatos, poli(acetato de vinila) e o copolímero de
estireno-acrilonitrila
1937: Poliuretanos
1938:
Poliestireno e o poli(tetraflúor-etileno) (teflon)
1941: Resina melamina-formaldeído (fórmica) e o poli(tereftalato de etileno)
1942: fibras de poliacrilonitrila (orlon) e os poliésteres INSATURADOS
1938: Primeira indústria a produzir o nylon
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Após a 2ª Guerra Mundial: Grande desenvolvimento, surgindo as resinas epoxídicas
(1947) e ABS (1948), além do desenvolvimento do poliuretano.
1953: Descoberta da polimerização ESTEREOESPECÍFICA, por Karl Ziegler e Giulio
Natta (Prêmio Nobel em Química de 1963).
Década de 50: Polietileno linear, o polipropileno, o policarbonato, o poli(óxido de fenileno)
e de novos copolímeros.
Pesquisador do Laboratório Central de Pesquisa da DuPont, realizou
estudos sobre polímeros lineares obtidos por condensação de
monômeros DIFUNCIONAIS.
Seu grupo de pesquisa desenvolveu e estudou o neopreno, os
poliésteres e as poliamidas.
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Anos 60: Plásticos utilizados em embalagens, substituindo o papelão e o vidro.
Anos 70: Plásticos tomaram o lugar de algumas ligas leves.
Anos 80: Produção de plásticos se tornou bastante intensa e diversificada,
tornando esta indústria química uma das principais no Mundo.
Prêmio Nobel em Química por sua contribuição na
investigação da química de polímeros.
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Celulose
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Definição
Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas,
ligadas através de ligações covalentes.
Poli(tetrafluoretileno) ( PTFE ).
CF2=CF2
-(CF2-CF2)n-
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Tubos flexíveis, luvas, sapatos, "couro-plástico“,
fitas de vedação
Artigos moldados e fibras
Isopor
Tintas à base de água (tintas vinílicas), de
adesivos e de gomas de mascar.
Válvulas, registros, panelas domésticas,
próteses, isolamentos elétricos
Orlon, acrilan e dralon – roupas de inverno
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n
(') 4
3 ()
(') 5
S
1
2 ()
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Exemplos de fontes de monômeros para
obtenção de alguns polímeros sintéticos
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4.1 Tipos de estruturas químicas
4.2 Tipos de copolímeros
4.3 Estruturas químicas dos meros
4.4 Microestrutura
4.5 Distribuição espacial dos monômeros
4.6 Fusibilidade
4.7 Comportamento mecânico
4.8 Escala de fabricação
4.9 Tipos de aplicação
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HOMO E CO
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Molécula de polietileno
H  Fluor = poli(tetrafluoroetileno) (Teflon)
1 H  Cloro = Cloreto de Polivinila (PVC)
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Monômero
CH2
CH2
CH3
C
C O
OCH3
CH
CH2
CH2
CH2
CH
CH3
CH2
CH
Cl
Nomenclatura
Polímero
Nomenclatura
Metacrilato de metila
Polimetacrilato de
metila (acrílico)
Estireno
Poliestireno
(PS)
Etileno
Polietileno
(PE)
Propileno
Polipropileno
(PP)
Cloreto de vinila
Policloreto de vinila
(PVC)
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RAMIFICAÇÃO
(BRANCHING)
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HDPE: Poetileno de alta densidade
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LDPE: Polietileno de baixa densidade
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VULCANIZAÇÃO
(CROSS-LINKING)
com ligações cruzadas
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Poliolefinas: polipropileno, polibutadieno, poliestireno.
Poliésteres: poli(tereftalato de etileno), policarbonato.
Poliéteres: poli(óxido de etileno), poli(óxido de fenileno)
Poliamidas: nylon, poliimida.
Polímeros celulósicos: nitrato de celulose, acetato de celulose.
Polímeros acrílicos: poli(metacrilato de metila), poliacrilonitrila.
Polímeros vinílicos: poli(acetato de vinila), poli(álcool vinílico)
Poliuretano
Resinas formaldeídicas: resina fenol-formol, resina uréia-formol
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Linear
Termoplásticos
Flexíveis
Ramificados
Termoplásticos
Rígidos
Ligações cruzadas
Termofixo
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4.4 Distribuição espacial dos monômeros
Iso = igual
syn = alternado
regularmente
a = sem
organização
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Antes de 1953, os polímeros tácticos eram desconhecidos.
Foi naquele ano, entretanto, que o químico alemão, Karl Ziegler, e engenheiro químico
italiano, Giulio Natta, anunciaram a descoberta de catalisadores que permitiram o controle
estereoquímico das reações de polimerização por adição.
Estes catalisadores são conhecidos hoje como catalisadores de Ziegler-Natta.
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Macromolécula contendo
espirais e dobras aleatórias
produzidas por rotações das
ligações da cadeia
Estrutura
molecular
A microestrutura de um polímero é
definida como o arranjo, dentro da cadeia
polimérica, das várias unidades
monoméricas que o constituem.
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Microestrutura de um polímero semicristalino apresentando regiões
cristalinas e amorfas.
O grau de cristalinidade de um
polímero depende da complexidade
da sua cadeia molecular
Quanto mais complexa a cadeia,
menos cristalina (mais amorfa) mais
rígida e mais resistente será
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Variação das propriedades com a cristalinidade.
Cristalino
Amorfo
Ordem intermolecular
Distância ente moléculas
Anisotropia óptica
Opacidade
Velocidade de reação
Contração no molde
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Líquido viscoso
Estado couroso: é flexível,
mas é resistente
Sólido semicristalino
T
1) Tg: As regiões amorfas readquirem sua mobilidade.
2) Tf: Se há regiões cristalinas ocorre a fusão cristalina.
3) Líquido viscoso.
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Ex. Polietileno, poli(tereftalato de etileno), poliacrilonitrila, nylon.
Ex. Copo descartável, saco de leite, garrafa de refrigerante,
painéis dos automóveis, pára-choques e as canetas.
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Ex: Resina fenol-formol, resina melamina-formol, resina uréia-formol.
Ex. Antigas tomadas de baquelite, como também cabos de panelas, etc.
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Materiais poliméricos estáveis nas condições normais de uso, mas que, em
algum estágio de sua fabricação, são fluídos, podendo ser moldados por
aquecimento, pressão ou ambos.
Ex: Polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS)
Polímeros lineares ou ramificados.
São mais facilmente reciclados, pois podem ser novamente
transformados após o seu uso.
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Materiais poliméricos de origem natural ou sintética que, após sofrerem
deformação sob a ação de uma força, retornam a sua forma original quando
esta força é removida.
Ex: Polibutadieno, borracha nitrílica, poli(estireno-co-butadieno).
Não fundem após a obtenção do artefato.
Ex. Pneus, acessórios de uso doméstico (rodo), solado
de calçados, chinelas, etc.
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1. São produtos de grande flexibilidade.
2. Possuem como grande característica a deformação elástica.
3. Se deformam sem modificação do volume.
4. MATÉRIA-PRIMA: látex natural (seringueira) e resina sintética de nafta (isopreno e
butadieno).
5. A borracha natural tem de ser vulcanizada para adquirir durabilidade
(dissolvida com enxofre - 3%). Se colocarmos 30% de enxofre na borracha natural
temos a ebonite (muito duro).
Bola de boliche
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Principais:
a) ESTIRENO-BUTADIENO: (Buna-S) utilizada em pisos
b) BORRACHA-BUTÍLICA: mangueiras de borracha,
pneumáticos (câmaras)
c) NEOPRENE: (policloropreno) tintas e impermeabilizantes.
 Grande resistência química e às intempéries (juntas de dilatação estrutural).
 Só existe em cores escuras.
d) HYPALON: possui as mesmas características do neoprene, porém permite
obtenção de materiais coloridos. Usado em impermeabilizações de
terraços.
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São corpos em que a razão entre o comprimento e as
dimensões laterais é muito elevada.
Geralmente são formadas por macromoléculas lineares
orientadas longitudinalmente.
Ex. Poliamidas (nylon),
Poliésteres (poliestirenotereftalato – PET)
Acrílicos (polimetacrilato de metila - painéis de propaganda,
objetos de uso doméstico como “box” para banheiros, etc.)
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Constituem a maioria dos plásticos fabricados
no Mundo.
Ex: Polietileno, polipropileno, poliestireno, etc.
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Plásticos que possuem um conjunto incomum de propriedades
produzidos em menor escala.
Ex: Poli(óxido de metileno) e poli(cloreto de vinilideno).
81
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São polímeros utilizados nas mais variadas aplicações, como o
polietileno, o polipropileno, o poliestireno, o poli(metacrilato de
metila), o poli(cloreto de vinila), baquelite, etc.
PE
PMMA
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São polímeros empregados em substituição de materiais clássicos
usados na engenharia, como por exemplo a madeira e os metais.
Ex: Poliacetal, policarbonato e poli(tetrafluor-etileno).
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Com uso disseminado no mercado brasileiro, o
EPS
(poliestireno espandido) é utilizado em lajes, paredes,
fachadas, telhas e outras variadas aplicações
Misturado com a massa do concreto, o EPS tem função apenas decorativa.
O EPS moldado – ou, em alguns casos, recortado - pode cumprir grandes vãos livres em laje
unidirecional.
“A resistência é medida por kg/m3, ou seja, quanto maior for essa relação, maior será sua densidade.
Para uma laje, se pode usar algo em torno de 12 kg/m3.
85
Sistema de Lajes em Concreto Protendido
http://www.engeprot.com.br/ec.htm
http://www.abrapex.com.br/Geral.html
86
Armadura positiva da laia com EPS
http://www.engeprot.com.br/ec.htm
87
Montegem do EPS na laje plana protendida
http://www.engeprot.com.br/ec.htm
88
Policarbonato
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Reforço leve para estradas
São fabricadas a partir de filamentos
sintéticos de alto módulo e de baixa
fluência e possuem uma cobertura
polimérica de proteção . Apresenta menor
deformação sob carga permanente,
http://www.huesker.com/br/
90
Esquadrias de PVC
Reconstrução da Catedral de Liège, França, com mantas de PVC
http://www.institutodopvc.org/publico/
91
Resina Epoxi
Uma resina epóxi ou poliepóxido é um plástico termofixo que se endurece quando
se mistura com um agente catalisador ou "endurecedor".
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Ampla família de polímeros termoplásticos de engenharia, com uma faixa de
características de alto desempenho.
•Suas propriedades podem ser facilmente projetadas para um processo e aplicação,
pela variação dos três constituintes básicos : Acrilonitrila, Butadieno e eStireno.
•A acrilonitrila contribui para a elevação da resistência química, resistência ao calor,
dureza superficial e resistência à flexão do material resultante.
•O butadieno confere resistência ao impacto e tenacidade geral, e o estireno é
responsável pela rigidez, processabilidade e brilho.
•Aumentando-se o teor de estireno a resistência ao impacto é reduzida, porém
melhorando o fluxo, e portanto, a processabilidade.
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5 - O Mercado de polímeros
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Hoje, o Mundo moderno não é concebível sem a presença dos plásticos e
borrachas, podendo o progresso de um país ser medido pelo seu nível de
produção de plásticos.
Consumo Mundial
1950: 1.5 millões de toneladas/ano
2010: 250 millões de toneladas/ano
2015: 330 millões de toneladas/ano
Crescimento anual de 6,5%
Plastic Europe Market Research Group (PEMRG)
95
http://www.plasticseurope.org/documents/
96
Taxa de Crescimento Anual Média
97
Além disso, as notas de PE (HDPE, LLDPE, LDPE) devem crescer do ordem de crescimento
do PIB por ano até 2020.
Previsão sobre a demanda mundial de polietileno
98
Consumo de plástico per capita (Kg/hab/ano) -
2004
99
Consumo de plástico per capita (Kg/hab/ano) -
Atual
22,6 /2004
2,8 /2004
http://cipet.gov.in/plastics_statics.html
100
Plastic Europe Market Research Group (PEMRG)
101
A Europa e consumo de plásticos
102
CONSUMO POR TIPO DE PLÁTICO
103
Estrutura do consumo mundial de PVC (%) - 2004
Atual
104
105
106
5
4
1
1
2
22.851
6
157.729
3
107
108
109
Abiplast 2011
110
Abiplast 2011
111
112
ABQUIM 2011
113
ABQUIM 2011
Sem PET!!
114
Importação
Exportação
115
116
•
[email protected]
• Visitem os posteres das linhas de
pesquisa da Pós Graduação DQ/UFMG
117