Estrutura química do PE
Estrutura química do PE
O polietileno tem sua cadeia constituída basicamente por carbono e hidrogênio e é um material translúcido ou leitoso, maleável e inflamável. É flexível, já que possui temperatura de transição vítrea bem abaixo das temperaturas ambiente usuais. Pode ser produzido com diferentes densidades e nas formas linear, ramificada ou reticulada, apresentando campos de aplicação comercial diversificados. Por ser um termoplástico barato e de fácil processamento, é muito utilizado para a produção de sacos, embalagens e utilidades domésticas como potes e vasilhas. Além disso, são leves, atóxicos e quimicamente resistentes, podendo entrar em contato com alimentos e produtos farmacêuticos sem transmitir odor ou sabor.

Nos Estados Unidos, o polietileno representa cerca da metade do total de resíduo plástico descartado.

A seguir, são demonstrados os diferentes tipos de polietileno disponíveis no mercado.


POLIETILENO DE BAIXA DENSIDADE (PEBD) - de 0,91 a 0,925g/cm³


Estrutura molecular do PEBD
Produzido sobre altas pressões (1 a 2 kilobar) e altas temperaturas (100°C a 300°C), é caracterizado por moléculas bastante ramificadas. Essas ramificações impedem o ordenamento eficiente e rápido das moléculas durante a cristalização, e, como consequência, observa-se que este apresenta uma porcentagem de cristalinidade com variações entre 40 e 65%.
Filme de PEBD
Filme de PEBD





Características:
- Flexível
- Maior resistência ao impacto (com relação ao PEAD)
- Translúcido ou transparente
- Maior viscosidade (com relação ao PEAD)

Aplicações:
Masterbatches, filmes, sacolas, peças transparentes, embalagens e tampas flexíveis, tubo de carga de caneta esferográfica, plástico bolha, etc.

Ponto de fusão:
110 a 115°C

Transição vítrea:
-120°C


POLIETILENO DE BAIXA DENSIDADE LINEAR (PEBDL) - de 0,91 a 0,925g/cm³

Caixa d'água feita com PEBDL
Caixa d'água feita com PEBDL
O fato de ser polimerizado sob baixas pressões, torna a produção do PEBDL mais econômica que a do PEBD convencional, fazendo desse material uma ótima alternativa para aplicações que necessitem de propriedades intermediárias entre o PEBD e o PEAD.

Características:
- Resistência ao stress cracking
- Maior brilho (comparado com o PEBD convencional)
- Maior rígidez (comparado com o PEBD convencional)
- Menor permeabilidade a gases (comparado com o PEBD convencional)
- Boa resistência ao rasgo
- Boa resistência à tração

Aplicações:
Masterbatches, filmes, sacolas, tampas com lacre, caixas d'água, peças rotomoldadas em geral.

Ponto de fusão:
120 a 130°C

Transição vítrea:
-120°C


POLIETILENO DE MÉDIA DENSIDADE (PEMD) - de 0,926 a 0,940g/cm³

É obtido através da mistura mecânica de PEBD e PEAD, produzindo um polietileno com propriedades intermediárias entre os dois tipos. Seu uso tem crescido bastante em aplicações de engenharia, como em tubos plásticos para sistemas de distribuição de água e de gás.


POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE (PEAD) - de 0,945 a 0,96g/cm³

Estrutura molecular do PEAD
Estrutura molecular do PEAD
Produzido com um catalisador extremamente ativo, baixas pressões (menos de 30 bar) e temperaturas (40°C a 150°C), é caracterizado por longas moléculas lineares. o PEAD tem cristalinidade entre 85 e 95%, dependendo ainda do peso molecular e sua distribuição, além das condições da cinética de cristalização. Tem maior mobilidade e não possui ramificações, tendo maior facilidade de movimentar-se entre outras cadeias e participar da formação da região ordenada (cristal).


Bombona feita com PEAD
Bombona feita com PEAD
Características:
- Excelente resistência química
- Maior dureza (com relação ao PEBD)
- Viscosidade menor (com relação ao PEBD)

Aplicações:
Baldes, tampas, bombonas, potes, frascos, caixas, tanques, tubos e etc.
Frascos
Baldes
Latas de lixo

Ponto de fusão:
130 a 140°C

Transição vítrea:
-120°C

POLIETILENO DE ULTRA-ALTO PESO MOLECULAR (PEUAPM) - 0,93 a 0,94g/cm³

PEUAPM em pó
PEUAPM em pó
São denominados polietileno de ultra-alto peso molecular (PEUAPM) aqueles que possuem massa molar entre três e seis milhões, podendo esse material substituir as fibras de poliaramida aromática (Kevlar) em coletes à prova de bala. É muito utilizado em aplicações que requeiram resistência à abrasão e autolubrificação, como por exemplo revestimento de caçambas de caminhões, pistas de patinação (no lugar do gelo) e peças que entrem em contato com produtos químicos, aproveitando-se da inércia química comum aos polietilenos.

A massa molar extremamente alta do PEUAPM proporciona uma viscosidade tão elevada no estado fundido que seu índice de fluídez se aproxima de zero, sendo impossível processá-lo pelos métodos convencionais de injeção, sopro ou extrusão. O PEUAPM pode ser processado através de compressão por termoprensagem, ou extrusão por pistão, através dos quais são obtidos chapas, blocos e tarugos semi-acabados para posterior acabamento por usinagem.

Seguindo as tendências de mercado, está sendo iniciada a produção do ultra-alto bimodal, que otimiza a performance no segmento de fibras. Analisando a tenacidade na aplicação em fibras, o polietileno normal tem uma tenacidade entre 4 e 6, o náilon entre 10 e 12. O polietileno de ultra-alto conforme o processo utilizado no processamento atinge 18 (se processado de modo similar à extrusão de monofilamento e ráfia, em chapa de 1 a 2mm fatiada com posterior estiramento) e 30 (com a solubilização do polietileno em óleo e posterior injeção na matriz e extração do solvente com um altíssimo direcionamento das moléculas). Esse segundo processo permite a utilização das fibras obtidas na confecção de coletes à prova de balas, capacetes especiais e algumas aplicações de cabos especiais. Outra aplicação é na compressão a frio, quando é muito complicado preencher diversas cavidades do molde. Faz-se a compressão a frio dos pré-moldes e depois monta-se a peça final. Jogando com calor e pressão se consegue então chegar a uma peça bem complexa e com taxa de defeito bastante reduzida.

Fibras de PEUAPM
Fibras de PEUAPM
Características:
- Alta resistência à abrasão
- Boa resistência à corrosão
- Alta resistência à fadiga cíclica
- Alta resistência à fratura por impacto
- Alta resistência ao tenso-fissuramento
- Alta resistência química
- Alta dureza
- Baixo coeficiente de atrito


Aplicações:
Defensas marítimas, engrenagens, perfis, peças com aplicação cirúrgica, revestimentos, bombas, gaxetas, mancais, etc.
Defensas marítimas
Perfis e tarugos

Ponto de fusão:
135°C

Transição vítrea:
-100 a -125°C

Cristalinidade:
~45%


Bibliografia:
HARPER, Charles A.; PETRIE, Edward M. Plastics Materials and Process: A Concise Encyclopedia. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2003.
CANEVAROLO JR., Sebastião V. Ciência dos Polímeros: Um texto básico para tecnólogos e engenheiros. 2.ed. São Paulo: Artliber Editora, 2002.

Observações: os dados das propriedades listadas abaixo são retirados de nosso banco de dados de fichas técnicas, portanto, são valores encontrados em resinas comerciais. Nos casos onde os valores são apresentado na forma de intervalo, esses dados representam o menor e o maior valor encontrado para o tipo de material. Em alguns casos, onde a propriedade não tem tanta variação de resina para resina, apresentamos apenas a média aritmética. É importante salientar também que a existência de determinado valor aqui não é representativa de todas as resinas, como por exemplo, a indicação de classicação V0 (antichama) não significa que todos os materiais de um mesmo tipo tenham classificação V0, e sim que existem resinas com essa classificação.

+ Propriedades físicas e reológicas
Tipo    Norma    Sistema 

+ Propriedades mecânicas
Tipo    Norma    Sistema 

+ Propriedades térmicas
Tipo    Norma    Sistema 

+ Propriedades ópticas
Tipo    Norma    Sistema 

+ Propriedades elétricas
Tipo    Norma    Sistema 

+ Flamabilidade
Tipo    Norma    Sistema 

+ Processamento
Tipo    Processo    Sistema 


Artigo postado em 29/03/2010
Sobre o autor: Daniel Tietz Roda é Tecnólogo em Produção de Plásticos formado pela FATEC/ZL e Técnico em Projetos de Mecânica pela ETEC Aprígio Gonzaga. Trabalhou na área de assistência técnica e desenvolvimento de plásticos de 2008 até 2013 e atualmente é proprietário do Tudo sobre Plásticos.
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