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Degradação de Polímeros

 

Plásticos são produtos químicos, afinal são obtidos através de processos que envolvem destilação, mistura de substâncias e polimerização. E como a maioria desses produtos, eles estão sujeitos a reações químicas quando expostos às intempéries (calor, umidade e radiação UV) ou simplesmente através do contato com outros materiais.

Portanto torna-se importante conhecer não só as propriedades físicas de cada polímero como também sua resistência química, fator que pode ser crucial em um desenvolvimento.

Na maioria das situações em que determinado plástico é atacado por químicos agressivos geralmente as mudanças no comportamento são apenas físicas (alteração no aspecto visual, aumento ou perda de rigidez etc), mas em alguns casos pode ocorrer dissolução de moléculas, ou seja, quebra de ligações e/ou início de polimerização, é o que chamamos de degradação.

A degradação pode ser inicializada através de uma reação térmica, mecânica, fotoquímica, química, radiação ou stress-cracking; causando diversas alterações na estrutura do polímero.

Independente da reação de degradação ela sempre é iniciada da mesma maneira, via rompimento de uma ligação covalente (dois átomos compartilhando um par de elétrons),  gerando na maioria dos casos radicais livres que serão responsáveis pela propagação do processo.

 

REAÇÕES DE DEGRADAÇÃO

Térmica

A principal desvantagem dos polímeros é sua baixa estabilidade térmica. Enquanto muitos materiais inorgânicos resistem a temperaturas acima dos 2000°C, os polímeros têm sua temperatura de processamento na faixa de 100 a 200°C e temperaturas de uso ainda mais baixas. Isso ocorre porque seus átomos são ligados por ligações covalentes, cujas energias de dissociação estão na faixa de 300 a 850kJ mol-¹ e podem ser quebradas com aquecimento.

Fotoquímica

Reações fotoquímicas são aquelas que ocorrem com a participação de uma molécula ou espécie química em um estado eletrônico excitado. Esse tipo de degradação ocorre principalmente com a exposição do polímeros por longos períodos a luz do sol, que chega à superfície do planeta Terra com uma faixa de comprimento de onda que vai do infravermelho até o ultravioleta. Algumas lâmpadas fluorescentes também deixam passar linhas de emissão na região do ultravioleta, portanto determinados polímeros podem sofrer transições eletrônicas ao absorver luz dessa fonte iniciando a degradação.

Radiação de alta energia

Ocorre principalmente nos casos em que o polímero precisa ser esterilizado, como em embalagens de alimentos, equipamentos hospitalares e produtos farmacêuticos.

Tomando como exemplo o PVC (usado na fabricação dos produtos citados), ao receber doses de radiação tal polímero adquire um aumento na absorção de luz e quebra de ligações C-C na cadeia principal, causando uma redução na resistência mecânica do material.

   
   
 
 

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Artigo postado em 14/07/2012

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. Trabalha na área de assistência técnica e desenvolvimento de plásticos desde 2008 e atualmente coordena o depto. técnico da Ambiental Recicladora.

   
   
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