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O polietileno é um dos polímeros mais versáteis do mercado em relação à variedade de processamento e aplicação. O polietileno é um termoplástico flexível, de baixa reatividade química.
Comercialmente, o polietileno apresenta quatro tipos principais:
- Polietileno de Baixa Densidade (LDPE): 0,910-0,925 g/cm3
- Polietileno de Baixa Densidade Linear (LLDPE): 0,918-0,940 g/cm3
- Polietileno de Alta Densidade (HDPE): 0,935 – 0,960 g/cm3
- Polietileno de Ultra Alta Massa Molar (UHMWPE): massa molar média na ordem de 106 g/mol.
O que diferencia esses 4 tipos de polietileno é a presença de ramificações, massa molar média, teor de fase amorfa e cristalina. As ramificações podem ser geradas por diferentes mecanismos. A escolha do catalisador e das condições reacionais interferem no teor de comonômeros, no tipo e distribuição de ramificações, características que afetam a densidade, a cristalinidade e as propriedades do polímero.
O polietileno é obtido pela poliadição do etileno (H2C=CH2) e suas cadeias são representadas por (-H2C-CF2-)n. O polietileno apresenta conformação zig-zag, em que suas cadeias são formadas pela repetição do mero -(CH2)n- e finalizada com grupos CH3. O polietileno tem a parte cristalina constituída de moléculas regularmente organizadas dentro de lamelas, como mostrado na imagem a seguir. O cristal do polietileno possui polimorfismo e pode apresentar-se com estrutura cristalina hexagonal, ortorrômbica ou monoclínica
O polietileno de alta densidade é obtido em polimerizações do etileno empregando catalisadores Ziegler-Natta, o polímero formado apresenta cadeias lineares com pouquíssimas ramificações, apresenta pouco volume livre e maior densidade que o LDPE. O HDPE apresenta o maior grau de cristalinidade da família dos polietilenos.
Características
- Elevada rigidez
- Resistência à fluência
- Resistência à abrasão
- Leveza
- Densidade em torno de 0,935 - 0,960 g/cm3
- Temperatura de transição vítrea (Tg) igual a -130 °C
- Temperatura de fusão (Tm) igual à 130 °C
- Massa molar média da ordem de grandeza de 105 g/mol
- Alto grau de cristalinidade (podendo chegar à 90- 95%)
Aplicações
- Caixas d’água
- Embalagens de sucos e bebidas lácteas
- Tanques de combustível
- Revestimento de tubos metálicos
- Tubos para rede de saneamento e de distribuição de gás
- Conexões
- Sacolas
- Baldes
- Brinquedos
- Potes
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O poli (fluoreto de vinilideno), PVDF, é um polímero de adição obtido via radical livre utilizando o monômero fluoreto de vinilideno, H2C=CF2, que é um gás nas condições normais de temperatura e pressão, com ponto de ebulição de – 85°C. Suas cadeias são representadas por (-H2C-CF2-)n.
O PVDF possui quatro tipos de estruturas cristalinas que são classificadas como fases α, β, γ e δ. A existência de diferentes fases cristalinas ocorre devido às mudanças conformacionais nas cadeias do PVDF que variam em função da aplicação de energia mecânica, térmica ou elétrica. As condições de processamento, como tipo de solvente, taxa de resfriamento, temperatura, entre outras, interferem na existência das fases cristalinas do PVDF.
As diferentes fases cristalinas vão conferir propriedades diferentes ao PVDF, o que promove maior variedade de aplicação. A fase α é a estrutura cristalina caracterizada por um estado conformacional do tipo helicoidal (trans-gauche TGTG’), possui maior entropia que as demais, pois suas moléculas possuem um estado conformacional de menor energia potencial, que permite maior afastamento entre os átomos de flúor na cadeia polimérica. Devido ao empacotamento, essa fase cristalina apresenta característica apolar.
A fase β é caracterizada por apresentar estrutura conformacional do tipo zig-zag planar, com uma estrutura do tipo trans-trans (TTTT). A fase β é obtida pela deformação mecânica do PVDF na fase α, pela cristalização a partir do fundido a uma alta taxa de resfriamento, ou a partir da solução com DMF (dimetilformamida) ou DMA (dimetilacetamida) a temperaturas inferiores a 70 °C. Por ser polar, a fase β apresenta propriedades piroelétricas, piezoelétricas e piezoresistivas.
A fase cristalina γ é caracterizada por uma conformação T3GT3G, em que a cada três conformações do tipo trans existe uma conformação do tipo gauche. Essa conformação é uma combinação entre as fases- α e β. Essa fase é polar, mas é menos polar que a fase β.
A fase δ é caracterizada por uma conformação TGTG e diferencia-se da fase α na forma com que as cadeias se empacotam, pois essa fase apresenta momento dipolar não nulo, por isso, a fase δ é também chamada de α polar.
Estruturas cristalinas do PVDF
Aplicações
- Aplicação nas indústrias química, automotiva, elétrica, de energia e de petróleo
- Corpo de bombas
- Corpo de válvulas
- Revestimento de tanques
- Flanges
- Tubulação
- Conectores
Características
- A cristalinidade do PVDF puro varia de 45% a 60%
- Temperatura de transição vítrea (Tg) em torno de -40°C
- Temperatura de fusão (Tm) varia de 160 a 180°C, essa variação é em função das diferentes fases cristalinas existentes.
- Massa molar média da ordem de grandeza de 105 g/mol composto por cadeias que apresentam em média 2000 unidades de repetição
- Elevada resistência térmica
- Elevada resistência química
- Eleva resistência mecânica
