Elementos Básicos de Operações Aula 04: INDÚSTRIA DOS PLÁSTICOS: PVC

CADEIA PETROQUÍMICA Petroquímicos

Plásticos O emprego de plásticos é cada vez maior. Coisas que até pouco tempo eram feitas de metal hoje são feitas de plástico. Madeiras, vidros, tecidos e até papel foram substituídos por plásticos. As principais vantagens dos plásticos são as seguintes: mais leves, mais duráveis, mais fáceis de moldar, e não o são atacados pela água. Um exemplo disso são os sacos plásticos para embalagem. hoje se usa saco plástico para embalar quase tudo. A quantidade de plástico usada è enorme. É por isso que existe muita preocupação na reciclagem do plástico.

Polímeros São materiais de origem natural, artificial (polímeros naturais modificados) ou sintética, de natureza orgânica ou inorgânica, constituídos por muitas macromoléculas, sendo que cada uma dessas macromoléculas possui uma estrutura interna em que há a repetição de pequenas unidades (meros). A palavra polímero vem do grego, significando: Poli = muitas; Meros= partes, unidades de repetição. Quanto à forma final de utilização, os polímeros podem ser divididos em plásticos, fibras poliméricas, borrachas (ou elastômeros),espumas, tintas e adesivos. Os plásticos podem ser subdivididos em duas categorias, segundo seu comportamento tecnológico diante das condições de processamento: Termoplásticos: materiais plásticos que apresentam a capacidade de ser repetidamente amolecidos pelo aumento de temperatura e endurecidos pelo resfriamento. Termofixos ou termorrígidos: materiais plásticos que, quando curados, com ou sem aquecimento, não podem ser reamolecidos por meio de um aquecimento posterior.

Tipos de Plásticos

Reciclagem de Plásticos Os plásticos são substâncias inertes, não reagem com nada. De um lado isso é bom, pois torna os objetos de plástico muito duráveis. Por outro lado, quando um material plástico é jogado no lixo, torna-se um problema. O plástico fica ali por muitos e muitos anos, pois não é atacado pela chuva, pelos raios solares nem por micróbios. Por essa razão ele é um poluente bastante sério. Por isso é importante não jogar fora artigos de plástico, mas reciclar. A reciclagem de plásticos não é fácil. O reaproveitamento dos termoplásticos é até certo ponto simples, uma vez que podem ser derretidos e transformados em outros objetos. Os termofixos são mais problemáticos, pois não podem ser derretidos; são cortados. Por isso, na reciclagem, os plásticos precisam ser separados quanto ao tipo. não se pode misturar plásticos.

PVC E SUA UTILIZAÇÃO O PVC é o segundo termoplástico mais consumido em todo o mundo, com uma demanda mundial de resina superior a 27 milhões de toneladas no ano de 2001, sendo a capacidade mundial de produção de resinas de PVC estimada em cerca de 31 milhões de toneladas ao ano. Dessa demanda total, 22% foram consumidos nos Estados Unidos, 22% nos países da Europa Ocidental e 7% no Japão. O Brasil foi responsável pelo consumo de cerca de 2,5% da demanda mundial de resinas de PVC.

Principais aplicações do PVC no Brasil (2001)

Tempo aproximado de vida em serviço de produtos de PVC, em função do percentual de aplicação.

Eteno O Eteno ou etileno é obtido por meio de processos convencionais da indústria petroquímica a partir de petróleo, gás natural ou etanol. Frações dessas matérias-primas são ricas em hidrocarbonetos leves, particularmente etano, propano e butano, os quais são convertidos em eteno e propeno por processos de craqueamento, nos quais ocorrem desidrogenação e quebra das moléculas dos hidrocarbonetos saturados.

Cloro A matéria-prima básica desse processo é o sal comum, da terra ou cloreto de sódio, cujas reservas mundiais são estimadas em cerca de 37 quatrilhões de toneladas. A demanda mundial de cloro é da ordem de 80 milhões de toneladas anuais, das quais aproximadamente 34% são utilizadas na produção de PVC. A produção do cloro é feita por meio da eletrólise do cloreto de sódio (sal comum) em meio aquoso, ou seja, na forma de salmoura altamente saturada. Nesse processo, o gás cloro é liberado no ânodo da célula eletrolítica, enquanto o hidróxido de sódio (soda cáustica) e o gás hidrogênio são produzidos no cátodo.

Monômero cloreto de vinila (MVC) A produção do monômero cloreto de vinila (MVC) é realizada por meio de duas rotas principais. A rota do eteno/cloro ou processo balanceado é a mais amplamente utilizada em escala mundial. Apesar de a rota do acetileno apresentar a vantagem de menor custo de instalação da planta de produção, o custo do acetileno derivado do petróleo é maior que o do eteno, o que a torna economicamente pouco viável.

Reações de Obtenção do MVC)

Processo de Polimerização em Suspensão No processo de polimerização em suspensão, o MVC é disperso na forma de gotas de diâmetro entre 30 e 150 mm, em meio a uma fase aquosa contínua, por agitação vigorosa e na presença de um colóide protetor, também chamado dispersante ou agente de suspensão. Plantas comerciais de polimerização em suspensão utilizam reatores de batelada cujo tamanho aumentou significativamente ao longo dos anos. A reação de polimerização do cloreto de vinila é extremamente exotérmica, e a capacidade de remoção de calor do meio reacional é geralmente o fator limitante para redução dos tempos de reação por batelada. O carregamento do reator geralmente é iniciado com água desmineralizada, aditivos de polimerização, dispersantes (na forma de solução) e iniciadores. Uma vez que a reação é iniciada, o reator deixa de ser aquecido e passa a ser resfriado, pois a reação é exotérmica. Sendo a conversão da reação atingida, geralmente na faixa dos 75 aos 95%, a reação é encerrada e o monômero remanescente é recuperado. A resina seca é então peneirada para retenção de partículas extremamente grosseiras e armazenada em silos.

Processo de Polimerização em Suspensão

Moldagem por Extrusão O processo de moldagem por extrusão é uma das técnicas de processamento mais úteis e das mais utilizadas para converter compostos de PVC em produtos comerciais. Considera-se que entre 45 e 50% de todos os produtos de PVC são obtidos por meio do processo de moldagem por extrusão. A capacidade do PVC de aceitar várias modificações por meio da incorporação de aditivos permite seu uso numa ampla diversidade de produtos, dentre os quais filmes para embalagens, fios e cabos elétricos, chapas, perfis diversos e tubos.

Moldagem por Extrusão

Extrusão de tubos rígidos de PVC O processo de produção de tubos rígidos de PVC inicia-se na extrusora, responsável pela gelificação, plastificação e homogeneização do composto originalmente na forma de pó. Uma vez fundido, o composto alimenta a matriz, responsável pela conformação do material na forma do produto final. À saída da matriz encontra-se um calibrador a vácuo, o qual resfria o material fundido e dá dimensões ao produto final.

Processo de produção de filmes de PVC

Moldagem por Injeção Produtos típicos de PVC obtidos por meio de moldagem por injeção são conexões, alguns acabamentos de perfis, solados de calçados e peças técnicas diversas.

Moldagem por Sopro O princípio geral de moldagem por extrusão-sopro consiste em extrudar verticalmente o composto de PVC fundido na forma de um tubo ou mangueira, expandindo-o no interior de um molde oco bipartido por meio da injeção de ar comprimido e forçando-o a assumir o formato interior do molde. Uma vez resfriado o produto é extraído do molde e tem início um novo ciclo de moldagem.