• Drano Rauteon

Borracha e Plástico - O que são? - Parte 1

Atualizado: Ago 1

Pra nós, basta olhar pra um objeto e dizer que ele possui plástico, borracha e metal e sua composição, mas não é bem assim que as coisas funcionam.

Plástico não é “tudo igual”, assim como a borracha e o metal também não são. É comum as pessoas classificarem a qualidade de um produto de acordo com essas terminologias, porém devemos saber que há centenas de polímeros diferentes, que proporcionam milhares de combinações, isto é, compósitos, que permitem agregar características de diferentes materiais e criar produtos de alta qualidade. É o que ocorre com correias, que podem ser feitas de PA66-HNBR-GF-AF, de retentores que são feitos de PTFE ou FPM, de peças de motores e veículos feitas em PA66-GF ou PPGF, calços, coxins e batentes feitos em TPU, de dielétricos de capacitores feitos em PP, PE, PC e até polímeros condutores PPy e PEDT.

Mas para sabermos definir a qualidade de um produto, precisamos conhecer as combinações destes materiais, as qualidades e defeitos que cada um possui e a vantagem e desvantagem de utiliza-los. Também é necessário saber que há produtos iguais (que podem ser aplicados no mesmo sistema), porém feitos de materiais diferentes e com diferenças de preços gritantes, como é o caso de retentores. Um retentor de PTFE ou FPM possui uma durabilidade demasiadamente alta, porém seus preços destoam das outras tecnologias mais defasadas, e essa falta de conhecimento do povo sobre a as justificativas do preço alto fazem com que a maioria opte pelo mais barato achando que é “tudo a mesma coisa”.

Outra coisa fácil de se ver na população leiga e até entre profissionais desses ramos é que muitos não conhecem de fato o produto que estão utilizando (ou pelo menos insistem em utilizar termos errôneos). Um bom exemplo são as velhas juntas de vedação estáticas de cabeçotes de motores a combustão interna, que antigamente eram baseadas em Fibra de Amianto e que, pela legislação moderna, foram substituídas por Fibra de Carbono, Fibra de Vidro ou Fibra de Aramida, porém até hoje são conhecidas por todos como “juntas de amianto” ou “juntas de papelão de amianto”.

Neste artigo, com a concatenação de informações selecionadas em vários sites, escritas por vários autores, trago a explicação resumida sobre Fibras, Plásticos e Borrachas e com exemplos de vários materiais compósitos que são utilizados amplamente pela indústria química, automobilística, eletrônica e diversas outras, porém com enfoque na eletrônica e mecânica.

Em química e tecnologia, os plásticos são materiais orgânicos poliméricos sintéticos, de constituição macromolecular, com grande maleabilidade (que apresentam a propriedade de adaptar-se em distintas formas), facilmente transformável mediante o emprego de calor e pressão, e que serve de matéria-prima para a fabricação dos mais variados objetos, como por exemplo vasos, sacolas, embalagens, cortinas, bijuterias, auto-peças, roupas, sapatos, componentes eletrônicos, brinquedos e etc.


CURIOSIDADE: A designação "Plástico" origina-se do grego "πλαστικός" (plastikós) e exprime a característica dos materiais quanto a moldabilidade (mudança de forma física). Adota-se este termo para identificar materiais que podem ser moldados por intermédio de alterações de condições de pressão e calor ou por reações químicas.


A matéria-prima dos plásticos geralmente é o petróleo. O petróleo é formado por uma complexa mistura de compostos. Pelo fato de estes compostos possuírem diferentes temperaturas de ebulição, é possível separá-los através de um processo conhecido como destilação ou craqueamento.

Os polímeros são formados por macromoléculas, estruturas feitas de monômeros. Os monômeros são unidades que se repetem na estrutura do polímero, podendo ser iguais ou diferentes, formando longas cadeias. Polímeros podem ser naturais, isto é, provenientes da natureza, como por exemplo a celulose, amido, proteínas do leite e a lignina. Polímeros também podem ser sintéticos (os mais utilizados na indústria de plásticos e borrachas), feitos em laboratório a partir de compostos retirados do petróleo ou de carvão mineral.

Quando o polímero possui em sua cadeia principal átomos de Carbono ele é considerado uma resina orgânica. Quando o Polímero não possui átomos de Carbono na cadeia principal ele é considerado uma resina inorgânica (por exemplo o Silicone, uma borracha sintética). O Silício pertence à mesma família do carbono na Tabela Periódica, vindo no período logo após o do Carbono, sendo assim o Silício apresenta propriedades semelhantes às do Carbono e, portanto, pode se ligar a grupos orgânicos.

Imagem 1


Fórmula estrutural 1


Como já foi dito acima, os polímeros são sintéticos quando são feitos de resina de petróleo, carvão mineral ou até mesmo cana-de-açúcar. Veja abaixo alguns materiais extraídos do petróleo:

Imagem 2


Os Polímeros são produzidos por meio de um processo químico conhecido como polimerização, a união química de monômeros que forma polímeros. O tamanho e estrutura da molécula do polímero determinam as propriedades do material plástico.

Existem os homopolímeros, os copolímeros e os terpolímeros. Veja as imagens abaixo para entender melhor:


Imagem 3


Imagem 4


Os copolímeros são formados por dois ou mais monômeros diferentes, já os terpolímeros são formados por três monômeros diferentes. Com isso, fica subentendido que, por exemplo, o plástico ABS e o EPM podem ser classificados tanto como copolímeros quanto como terpolímeros. Já o plástico EPDM pode ser classificado como copolímero, pois é formado por quatro monômeros diferentes.


Dentro da classe dos polímeros com dois ou mais monômeros há quatro tipos de copolímeros, que podem ser vistos abaixo:

Sobre o grau de polimerização de um polímero:


Complemento 1


O primeiro processo de polimerização, em 1909, originou a primeira Fibra Sintética (ou Fibra Orgânica), que é o famoso Baquelite (PF - polifenol), criado por Leo Baekeland, químico americano de origem belga.

O Baquelite é polioxibenzimetilenglicolanidrido, ou seja, é a junção do fenol com o formaldeído (aldeído fórmico), formando um polímero chamado polifenol. O Baquelite é muito empregado em sistemas elétricos devido a sua excepcional rigidez dielétrica e sua capacidade de suportar altas temperaturas.

Existem dois processos de polimerização amplamente utilizados pela indústria: a Poliadição e a Policondensação.


POLIADIÇÃO


Na poliadição se utilizam unidades de repetição iguais. Estas unidades são colocadas em um reator juntamente com um catalizador que quebra as ligações duplas dos monômeros numa reação em cadeia, e esta reação só termina quando é adicionado um material para encerrar o processo.


Os polímeros de Poliadição mais comuns são:


→ Polietileno: Obtido a partir da repetição de monômeros de Etileno. É utilizado na produção de sacolas, brinquedos, peças de carros e etc. Os tipos principais são:

-> Polietileno de Alta Densidade (PEHD);

-> Polietileno de Baixa Densidade (PELD);

-> Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PE UHMW).


→ Polipropileno (PP): Obtido a partir da repetição de monômeros de propileno (Propeno). É utilizado na fabricação de peças de acabamento de automóveis, seringas de injeção, carpetes, e etc;


→ Poliestireno (PS): Obtido a partir da repetição de monômeros de estireno. Utilizado em dielétricos de capacitores, seringas de injeção, Isopor e etc;


→ Policloreto de Vinila (PVC): Obtido a partir da repetição de monômeros de cloreto de vinila. Utilizado na forração de teto, capas de chuva, tubulações e conexões hidráulicas residenciais / prediais / industriais, conduítes corrugados elétricos, discos de vinil, mangueiras, e etc;


→ Politetrafluoretileno (PTFE): Obtido a partir da repetição de monômeros de tetrafluoretileno. Utilizado como revestimento anti-aderente de panelas e frigideiras, juntas de vedação dinâmicas (retentores) e gaxetas, isolante elétrico, e etc;


→ Poliacetato de Vinila (PVA): Obtido a partir da repetição de monômeros de Acetato de Vinila. Utilizado em tintas, gomas de mascar e adesivos;


→ Policloropreno: Obtido a partir da repetição do monômero 2-cloro-1,3-butadieno. Utilizado em coifas de vedação úmidas e não úmidas (coifas de homocinética, semi-eixo e etc) além de várias outras funções.


POLICONDENSAÇÃO


Também chamada de eliminação, neste processo, monômeros diferentes são adicionados ao reator, onde ocorre a eliminação de moléculas de baixa massa molecular, possibilitando que o restante dos monômeros se unam e formem um polímero específico sem a quebra de duplas ligações. Ao contrário da Poliadição, a Policondensação é um processo lento e que produz polímeros na faixa de 10.000 g/mol, contra 20.000 g/mol da Poliadição.

Resumidamente, Polímeros de Condensação são aqueles em que seus monômeros iguais ou diferentes se unem com a eliminação simultânea de moléculas de água ou outras pequenas moléculas de compostos que não farão parte do polímero. A única exceção é o Poliuretano (PU): Na reação de condensação, através da qual ele é obtido, não há liberação de moléculas.Os principais compostos liberados além da água são: Cloreto de Hidrogênio (HCl), Amônia (NH3) e o Cianeto de Hidrogênio (HCN).Sempre os polímeros de condensação terão uma estrutura regular, uniforme, isto é, os polímeros sempre virão alternados e não de forma aleatória. Só poderão ser formados copolímeros (cuja estrutura é irregular) quando mais de dois monômeros se unirem para formar o Polímero de Condensação.


Os polímeros de condensação mais comuns são:


→ Poliuretano (PU): Obtido pela condensação do di-isocianato de parafenileno com o 1,2-etanodiol. É usado em isolamentos, aglutinantes de combustível de foguetes, revestimentos internos de roupas, espumas para estofados, buchas, batentes e coxins de veículos automotores e etc;


→ Baquelite: As substâncias que dão origem ao baquelite são o benzenol e o metanal. É empregado em revestimentos como tintas e vernizes, colas para madeira, cabos de panelas, interruptores elétricos, tomadas, conectores, placas de circuito eletrônico, tampas, e etc;


→ Poliéster: São Polímeros formados por vários ésteres, sendo que são necessários um ácido e um álcool para formá-los. O Poliéster é usado em produção de fibras têxteis, como o tecido tergal, na produção de garrafas de refrigerantes e outras bebidas, de fitas de vídeo e disquetes, de vasos e válvulas cardíacas, como protetor para facilitar a recuperação de tecidos orgânicos que sofreram queimaduras, dielétrico de capacitores entre outras utilidades. Abaixo, os principais tipos de poliéster:

-> PET - polietilenotereflato, sendo o mais comum do mercado;

-> SP - Poliéster Saturado;

-> BOPET - Tereftalato de Polietileno Orientado Biaxialmente, formado pela união do ácido tereftálico com o etanodiol;

-> PBT - Tereftalato de Polibutieno;

-> LCP - Polímero de Cristal Líquido.


→ Poliamida (PA): Um dos polímeros mais comuns. As aplicações de PA66 podem ser observadas em rolamentos sem lubrificação, engrenagens, embalagens, fibras têxteis, velcros, cerdas de escovas, fios de pesca, conectores elétricos e carcaças de componentes / módulos eletrônicos (na maioria das vezes reforçado com GF), telas de peneiras, malha de correias, mangueiras, e etc. Seus principais tipos são:

-> PA66 (Exametilenodiamina e Ácido Adípico) - sendo os monômeros o ácido hexanodioico e a 1,6-hexanodiamina;

-> PA6 (Caprolactama);

-> PA11 (Ácido Amino 11-Undecanóico);

-> PA12 (Dodecalonactama 1,12);

-> PA66/610 (Exametilenodiamina com Ácido Adípico e Ácido Sebácico);

-> PA6/12 (Mistura do PA6 e PA12);

-> PA612 (Exametilenodiamina e Ácido Dodecanóico);

-> PA6-3-T (Trimetil-Exametilenodiamina e Ácido Tereftálico);


→ Aramida: É formado pela união entre o ácido tereftálico e o p-benzenodiamina porém, assim como a Poliamida existem diversas variedades de Aramida. Pra fins de curiosidade, a Fibra de Aramida é 5 vezes mais resistente que o aço por unidade de peso, é um material bastante flexível, leve e só derrete após 8 segundos exposto a uma temperatura de 1000 °C. É aplicado principalmente em coletes à prova de balas, bem como em chassis de carros de corrida, em roupas dos pilotos desses carros, em roupas de combate a incêndios, em peças de aviões, blindagem de veículos civis e militares, juntas de vedação estáticas de motores de combustão interna, correias dentadas, discos de embreagem e etc;


→ Policarbonato (PC): Formado pelo fosgênio e pelo p-isopropilenodifenol, o policarbonato é muito usado em vidros à prova de bala, em lentes de óculos de sol, CDs e DVDs, equipamentos com raio-X, janelas de segurança e estruturas para se cobrir áreas;


→ Silicones (Q): Possui o Silício como elemento principal. Seus átomos estão alternados com os do elemento Oxigênio e o Silício se liga a radicais orgânicos. O silicone mais comum é o diclo-dimetil-silano. Estes compostos são utilizados em próteses colocadas através de cirurgias plásticas, lubrificação de moldes, vedação de janelas, resinas encapsuladas, cosméticos (óleos e cremes para a pele), juntas de vedação estáticas e dinâmicas para reter fluídos, e etc.

Os Plásticos são divididos em dois grupos, de acordo com as suas características de fusão ou derretimento: Termoplásticos e Termorrígidos.


TERMOPLÁSTICOS


São plásticos que não sofrem alterações na sua estrutura química durante o aquecimento e que podem ser novamente fundidos após o resfriamento.

São polímeros que possuem suas cadeias poliméricas unidas por forças de atração intermolecular secundárias. Essas forças de atração são relativamente baixas, por esse motivo, com o emprego de temperatura são facilmente rompidas, possibilitando que esses materiais se fundam e sejam reprocessados diversas vezes, sem que haja total degradação dos mesmos.

A cada reprocessamento, os materiais termoplásticos perdem algumas de suas propriedades, pois, apesar de o emprego de temperatura sobre o material não degradar o mesmo no que se refere às forças intermoleculares, há a degradação de alguns dos monômeros das cadeias principais ou de aditivos e cargas presentes no Termoplástico. Por esse motivo, as empresas de transformação de plásticos utilizam material reciclado em frações, adicionados às resinas virgens, que possuem suas propriedades e características inalteradas, garantindo a qualidade dos produtos.

Os polímeros Termoplásticos são 100% recicláveis, por esse motivo, desde que sejam feitos os processos de descarte e coleta seletiva adequados, são ambientalmente corretos.


Principais características e propriedades


Os polímeros Termoplásticos possuem suas características variáveis, de acordo com a composição química que forma a cadeia polimérica de cada material, por esse motivo, são classificados em commodities, materiais de engenharia, materiais de alto desempenho e materiais de ultra desempenho.

Cada classificação caracteriza os materiais de acordo com suas propriedades, sendo os commodities, os que possuem propriedades mais simples e valor comercial reduzido, e os de ultra desempenho materiais com elevadas propriedades e alto custo. Em geral, as propriedades que todos os Polímeros Termoplásticos apresentam em comum é a propriedade de fusibilidade com emprego de temperatura, serem materiais 100% recicláveis, passíveis de pigmentação e de fácil processamento.

Exemplos: Prolipropileno (PP), Polietileno de Alta Densidade (PEHD), Polietileno de Baixa Densidade (PELD), Polietileno Tereftalato (PET), Poliestireno (PS), Policloreto de Vinila (PVC), Poliamida (PA), Polimetilmetacrilato (PMMA), Acrilo Butadieno Estireno (ABS), Poliacetal (POM), Politetrafluoretileno (PTFE), Poliestireno Expandido (EPS), Poliéster (PET, BOPET, PBT ou LCP) e etc.

TERMOFIXOS


São aqueles que não fundem com o reaquecimento. São polímeros que possuem suas cadeias poliméricas unidas através de reticulações ou ligações cruzadas, que são forças de atração intermoleculares primárias. Essas forças de atração são elevadas, por esse motivo, se há o emprego de temperatura, há o rompimento dessas ligações, degradando o material polimérico. Por esse motivo, os polímeros Termofixos não são recicláveis, contudo, podem ser reutilizados através de redução dos tamanhos de suas partículas através do processo de moagem, sendo utilizados como cargas em outros materiais, como por exemplo, a moagem de pneus velhos utilizados como cargas em asfalto e concreto.

Principais Características e propriedades


São materiais resistentes e duráveis, possuem elevada resistência à altas temperaturas de uso contínuo, boa resistência mecânica e química, podem ser rígidos ou flexíveis, podem formar compósitos com adição de cargas e reforços como fibras, por exemplo. Os Termorrígidos degradam-se termicamente em baixas temperaturas. São comumente resinas líquidas, que quando misturadas aos iniciadores ou catalisadores, iniciam sua reação de polimerização, formando as reticulações entre as cadeias durante o processo chamado cura da resina, tonando-se infusíveis.

Os polímeros termorrígidos podem ser moldados através de diversos processos de transformação, tais como, moldagem por compressão, injeção a frio, fundição, usinagem, entre outros.

Exemplos: Resinas Fenólicas, Poliepóxido, Poliuretanos (PU), Baquelite, Poli-Imida (PI), Estireno Acrilonitrila (SAN), Poliacetato de Etileno Vinil (EVA) e etc.

Para saber mais sobre polímeros, baixe os PDF's aqui linkados:

Glossario de termos aplicados a polimero
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No PDF abaixo, uma explicação ampliada do que foi abordado no tópico sobre polímeros:

Sobre Polímeros
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No PDF abaixo há uma enorme lista de abreviações de nomes de compostos poliméricos:

Tabela de abreviaturas para compostos de
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CURIOSIDADE: Plásticos podem ter qualquer forma, bastando molda-los com calor e pressão. Plásticos são resinas sintéticas que podem admitir a forma de fibra. Tanto a borracha sintética ou orgânica quanto o plástico são resinas. Tanto a borracha quanto o plástico são feitos de polímeros. O que difere uma borracha de um plástico é seu comportamento mecânico, ou seja, a elasticidade.


Nos plásticos, as moléculas poliméricas são mantidas unidas apenas pelas forças eletrostáticas, enquanto nas borrachas há um processo chamado vulcanização que liga as moléculas entre si por meio de ligações químicas (geralmente pontes de enxofre, porém a vulcanização sem enxofre também pode ser feita - podem ser utilizados óxidos metálicos, peróxidos orgânicos ou até resina de poliepóxido), o que faz com que a estrutura polimérica seja um pouco flexível, admitindo que a borracha se deforme e acumule energia, mas quando a força cessa essa energia é liberada e as moléculas retornam às suas posições.

Os plásticos, quando submetidos à uma força, se deformam de forma permanente (ou plástica) e a energia gasta na deformação se dissipa como calor, não havendo nada para recuperar a forma original do corpo quando a força cessa.

Agora que já sabemos a diferença entre resinas, fibras, plástico e borracha, alguns exemplos abaixo vão mostrar que as resinas e fibras são amplamente utilizadas na engenharia.


As resinas sintéticas são muito utilizados na indústria eletrônica e na elétrica:


→ Capacitores de Plástico podem utilizar como dielétrico o Polipropileno (PP), Poliestireno (PS), Poliéster (Tereftalato de Polietileno Orientado Biaxialmente, abreviado por BOPET), Policarbonato (PC), Politetrafluoretileno (PTFE), Naftalato de Polietileno (PEN) ou Sulfeto de Polifenileno.

Para saber mais sobre estes capacitores, CLIQUE AQUI!


→ Os CDs, DVDs e BluRays utilizam Policarbonato (PC) em uma de suas camadas. Para saber mais sobre discos ópticos, CLIQUE AQUI!


-> o Policarbonato também pode ser utilizado na produção de componentes estruturais e de acabamento de smartphones e celulares, como é o caso do LG K10 K430TV abaixo:

Imagem 5 - Perceba a marca ">PC<" no lado interno da tampa da bateria


→ Fitas de vídeo VHS, fitas cassete e disquetes são feitos de Tereftalato de Polietileno Orientado Biaxialmente (BOPET) com uma película de óxido de ferro por cima. Para saber mais sobre o disquete, CLIQUE AQUI!


→ Capacitores de Polímero de Tântalo ou de Polímero de Alumínio utilizam Polímeros Semicondutores, como por exemplo o Polipropirrol (PPy) ou o Politiofeno (PEDOT ou PEDT). Para saber mais sobre os capacitores que empregam Polímero Semicondutor em sua estrutura, CLIQUE AQUI e CLIQUE AQUI!


-> Telas AMOLED, PMOLED, Super AMOLED e demais variações de telas OLED também utilizam Polímeros Semicondutores, como por exemplo o poli(p-fenilenevinileno) (abreviado PPV) ou o MEH-PPV (PPV modificado com grupos Alcoxi), além de moléculas menores que os polímeros, como por exemplo o tris(8-hidróxiquinolinato) de Alumínio dopado com Diclorometano (abreviado DCM2:Alq3). Para saber mais sobre displays OLED, CLIQUE AQUI!


CURIOSIDADE: Os Polímeros Semicondutores também podem ser chamados de Semicondutores Orgânicos, sendo a base de estudos da Eletrônica Orgânica.

Para saber mais sobre Semicondutores Orgânicos e Inorgânicos, CLIQUE AQUI!

Para saber mais sobre o funcionamento de LEDs orgânicos e Inorgânicos, CLIQUE AQUI!


→ Conduítes de proteção de fios podem utilizar Policloreto de Vinila (PVC – Polyvinyl Chloride);

→ Invólucros e carcaças de boninas de ignição e módulos eletrônicos que operam sob altas temperaturas podem utilizar Poliamida com alguma porcentagem de Fibra de Vidro (PA66-GF). Veja abaixo a imagem de um sensor de temperatura (Termistor NTC) e observe seu conector elétrico feito em PA66-GF30:

Imagem 6 - Sensor de temperatura utilizado na linha Renault


Veja abaixo uma caixa de fusíveis da linha FIAT Pálio e observe uma pequena diferença na marcação da composição química:

Imagem 7 - Perceba a marcação PA6 (GB20 + GF10). Ela significa uma mistura de 10% de Fibra de Vidro com 20% de Esferas de Vidro (GB - Glass Bead). Essa mistura de diferentes formatos de vidro traz uma estabilidade dimensional ao compósito. É comum o uso de PA reforçado com GF+GB em caixas de relés e fusíveis.


-> Alguns sensores e atuadores de um motor a combustão podem utilizar o Tereftalato de Polibutieno reforçado com 30% de Fibra de Vidro (PBT-GF30), como é o caso da bobina de ignição genuína para linha GM 1.0 8V e 1.4 8V VHC / VHC-E ou no caso do sensor MAP da Siemens VDO para um motor Renault mostrado na imagem abaixo:

Imagem 8 - Sensor MAP com invólucro de PBT-GF30


→ Placas de Circuito Impresso multicamadas de computadores, notebooks, além de vários outros sistemas eletrônicos utilizam FR4 (GF + poliepóxido), como também porcentagens de Fenolite ou Baquelite em sua composição.

A Fibra de Vidro é de extrema importância nessas placas, tanto que em folders da fabricante AsRock é destacado a malha de GF mais densa nas camadas da PCB reduzindo assim a absorção de umidade. Veja a imagem abaixo:

Imagem 9 - Trecho de um infográfico da fabricante AsRock


→ Por falar em baquelite, é comum soquetes de lâmpadas domésticas feitas com este material. Veja a imagem de um soquete destes abaixo:

Imagem 10 - Soquete de lâmpadas de baquelite


→ Capacitores e relés podem ter um invólucro feito em Polímero de Cristal Líquido (LCP - Resina Poliéster aromática termoplástica que em estado sólido possui excelentes características para estes fins), podendo até ter um preenchimento interno de resina sintética Poliepóxido (chamado popularmente de Epóxi). Resistores, capacitores e indutores SMD também podem ter encapsulamento feito em Poliepóxido. Veja abaixo a imagem de um componente com estas características:

Imagem 11 - Capacitor com invólucro cilindrico de plástico LCP e preenchimento interno de epóxi, que pode ser visto na região dos dois terminais;


CURIOSIDADE: Alguns circuitos eletrônicos utilizam a tecnologia COB (Chip On Board) onde um microcontrolador ou microprocessador é embutido na placa. Para fazer circuitos impressos com esta característica é comum o emprego de Poliepóxido. Esta resina é colocada por cima do chip, sendo chamada de "Glob Top", uma espécie de encapsulamento que gera bastante dificuldade para acessar o chip caso precise ser feito uma manutenção. Veja um Glob Top na imagem abaixo:

Imagem 12 - CI recoberto por resina Poliepóxido


→ Socket's PGA, Slot's PCI, PCI Express, conectores de energia ATX, P4, EPS12, Conector IDE e SATA, slots de memória RAM, conectores VGA e DVI de placas-mãe de computador e notebook utilizam como estrutura plástica isolante o material LCP (Liquid Cristal Polimer). Veja abaixo a imagem de um slot PCIe x16:

Imagem 13 - Slot PCIe x16 2.0 (laranjado) e slot PCIe x1 2.0 (branco) de uma placa-mãe ECS G45T-M2


Abaixo a imagem de um soquete PGA 939 da AMD feito em LCP:

Imagem 14 - Socket AMD PGA 939 fornecido pela Foxconn


Abaixo, um datasheet com características estruturais de um slot DDR3 DIMM fornecido pela Fujitsu:

Slot DDR3 DIMM
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Agora, um datasheet com o design de soquete da plataforma AM3+ da AMD. Ao final da página 17 a descrição da utilização de LCP e da norma UL 94V-0.

Design do Socket AM3B
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A Intel, em suas documentações sobre soquetes PGA não especifica exatamente qual o polímero que deve ser utilizado, apenas informa a obrigatoriedade do uso de um termoplástico que se enquadre na norma UL 94V-0, bem como tenha um coeficiente de expansão por temperatura compatível com o processo de solda BGA e o uso de placas de circuito multicamadas de FR4 (GF + poliepóxido).


CURIOSIDADE: Todas as placas de circuito, conectores, slot's, soquetes e componentes eletrônicos em geral que possuam polímeros em sua construção costumam estar inclusos na norma UL 94V-0. Mas o que é dita esta norma? Leia o Capítulo 4 desta série sobre plásticos e borrachas e descubra!


Na indústria automobilística, as fibras sintéticas são muito utilizadas em componentes de “plástico”, como por exemplo:


→ Coletores de admissão não metálicos de motores de combustão utilizam resina de Poliamida com Fibra de Vidro (PA66-GF) ou Polipropileno com Fibra de Vidro (PP-GF). Uma Fibra Sintética “misturada” com Fibra de Vidro forma a classe do “Plásticos Reforçados com Fibra de Vidro”, abreviado por PRFV. Veja abaixo a imagem de um coxim genuíno de motor feito em PA66-GF35:

Imagem 15 - Note que a carcaça é feita em PA66-GF35 e o absorvedor de vibração (na ponta esquerda) é feito de um elastômero sintético. Este coxim é utilizado como apoio central do motor do Renault Mégane 1.6 Fase 1, na Scénic 1.6 Fase 1 e na Kangoo 1.0. Veja o vídeo sobre como reforçar coxins centrais de alguns veículos no canal You Tube do Hardware Central


→ Lentes de faróis, piscas e lanternas que não são de vidro podem utilizar Polimetilmetacrilato (PMMA), conhecido pelo seu nome comercial “Acrílico”. Uma curiosidade é que as lanternas traseiras geralmente tem um placa de circuito feita de Polipropileno reforçado com Talco (PP-TD) ou composição parecida com trilhas feitas em lâminas de metal juntamente com os soquetes das lâmpadas;


→ Indo além da indústria automotiva, alguns equipamentos podem utilizar componentes feitos de Polipropileno com alguma porcentagem de Carbonato de Cálcio (PP+CaCo3) como substituto do PP-TD. O PP+40%CaCo3 pode sair mais barato no projeto, além de ter maior dureza superficial e alongamento na ruptura significativamente melhor (60%) em comparação com PP com 40% de Talco (8%). O ponto negativo é a resistência à tração, módulo e temperatura de deflexão térmica (HDT) reduzidos em comparação ao PP-T40. Caso queira saber mais alguns detalhes sobre o compósito feito de Polipropileno com adição de CaCo3, abra o PDF abaixo:

Polipropileno com CaCo3
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→ Correias dentadas sincronizadoras de motores de combustão interna podem utilizar Poliamida com Borracha Nitrílica Hidrogenada e Fibra de Vidro (PA66-HNBR-GF), podendo ter até Fibra de Aramida (AF ou AR - nome comercial Kevlar) em alguns projetos específicos, como é o caso das correias banhadas em óleo (BIO - Belt-In-Oil) da fornecedora de peças Dayco. Veja a imagem abaixo:

Imagem 16 - As quatro camadas principais de uma correia dentada do tipo BIO - Cedido por: Dayco


-> Na camada "a" temos um cordonel de E-Glass (micro fibra de vidro), podendo ser também K-Glass (micro fibra de Kevlar), ou então um composto hibrido contendo os dois materiais;

-> Na camada "b" temos uma matriz de elastômero HNBR ou semelhante;

-> Na camada "c", que compõe a superfície dos dentes, há uma estrutura de Poliamida (PA), ou Poliamida com Aramida (PA+AR), ou completamente de Aramida (AR). Independente de qual for a composição, a camada "c" possui uma "pele" de PTFE (Politetrafluoretileno - Teflon) que ficará em contato direto com os dentes das polias;

-> A camada "d" é uma cobertura polimérica semelhante ao da camada "c" que protege "as costas" da correia, já que ela também terá contato com tensores ou polias de apoio. Esta camada não é obrigatória, segundo informações da Dayco.


→ Correias Poli-V, utilizadas principalmente no sistema de acessórios, podem ser feitas de borracha sintética Etileno-Propileno-Dieno-Metileno (EPDM) com uma malha de Fibra de Poliamida (PA66);


→ Outras peças que não sofrem esforços físicos nem pressões, como por exemplo peças de acabamento podem utilizar Polipropileno reforçado com Talco (PP-T, também escrito PP-TD) ou borracha de Etileno-Propileno-Dieno-Metileno (EPDM) que também pode ser reforçada com alguma porcentagem de Talco. Para-Barros e outros componentes que também não estão em locais com alta temperatura podem utilizar a borracha sintética Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS);


→ Air Bags possuem uma bolsa feita de malha de PA6.6 e em vários projetos pode haver a adição de Silicone MVQ. Veja abaixo imagens de air bags abertos com as inscrições de composição química na superfície do tecido:

Imagem 17 - Vários Air Bags abertos (incluindo um de volante da Renault) com as inscrições PA6.6, bem como VMQ (também abreviado SI). Fotos tiradas em um laboratório do SENAI.


CURIOSIDADE: Para saber mais sobre o Silicone MVQ, CLIQUE AQUI e leia o artigo sobre borrachas.


→ Juntas de vedação dinâmica, isto é, retentores, especificamente os mais modernos que já não utilizam mola, aplicados em eixos e rolamentos, podem utilizar o Politetrafluoroetileno (PTFE – de nome comercial Teflon). O Teflon aplicado em retentores suporta até 300°C de temperatura positiva e 260 °C de temperatura negativa. Outro material de altíssima resistência térmica utilizada como junta de vedação dinâmica são os Fluoelestômeros (FPM – de nome comercial Viton), sendo aplicado geralmente na forma de retentores de válvulas de admissão e escape de motores à combustão interna;


→ Juntas de vedação estática, utilizadas em motores de combustão interna e outros sistemas mecânicos, podem utilizar Fibra de Aramida ou Fibra de Carbono em substituição ao velho e ultrapassado Amianto. Discos de embreagem também já não utilizam a Fibra de Amianto, que foi substituída por Fibra de Vidro, Fibra de Aramida, Fibra de Carbono ou Fibra de Cobre.

→ O sistema de arrefecimento de um veículo possui geralmente:

-> Reservatório de expansão feito em PA66-GF30 ou PP (Polipropileno);

-> Tubos plásticos feitos em PA66-GF30 ou 35;

-> As carcaças e flanges de válvula termostática quando não são de alumínio são em PA66-GF30 ou 35;

-> Caixas laterais de radiador são em PA66-GF35. Veja a imagem abaixo:

Imagem 18 - Radiador da Denso utilizado na linha GM Onix e Prisma de primeira geração e Cobalt com caixas laterais em PRFV


Para finalizar esse tópico, reservatórios de água para o lavador de para-brisas costumam ser em PEHD (Poliestireno de Alta Densidade), pois não armazenam líquido quente e pressurizado nem estão localizado em locais de alta temperatura do cofre do motor. Tanques de combustível também podem ser feitos de PEHD.

Obviamente que estou falando de PEÇAS GENUÍNAS. É válido frisar que reservatórios de expansão do sistema de arrefecimento vendidos no mercado paralelo também costumam ser de PEHD justamente para terem um preço mais acessível, porém a durabilidade também tende a ser inferior ao GENUÍNO, pois o PA66-GF ou PP possuem uma resistência maior a temperatura e pressão.


→ É comum ouvirmos dizer que as mangueiras de combustível de um veículo são feitas de "Tecalon". São mangueiras não muito flexíveis, que já são projetadas com as curvaturas específicas para cada aplicação e pontas feitas pra engate rápido. O Tecalon é nada mais que outro nome comercial para a Poliamida, porém geralmente essas mangueiras utilizam apenas PA6 ou PA12. É fácil de encontra-las, basta achar a rampa de injeção do motor ou a bomba de combustível e ver que nelas estão conectadas mangueiras iguais a da imagem abaixo:

Imagem 19 - Mangueira de PA12 para a linha Renault Mégane 1 1.6 16V. Perceba que na imagem da direita há uma malha trançada de PET por cima do tubo de Tecalon, justamente para aumentar a proteção, já que aquela ponta fica muito próxima do motor e recebe muito calor


→ Já que no tópico anterior foi falado da malha de proteção por cima da mangueira, é bom traze-la como exemplo de aplicação do poliéster do tipo PET. Esta malha é a famosa "malha náutica" utilizada como conduíte de chicote elétrico, bem como proteção extra de mangueiras e tubos de plástico / elastômero em locais onde há grande campo calorífico. Essas malhas são bastante elásticas e normalmente feitas para trabalharem entre -50°C e +150 °C.


-> A popularmente chamada "quinta-roda" dos caminhões, que nada mais é do que o local de acoplamento do reboque, bem como a "mesa" do reboque onde se situa o pino-rei podem ter a graxa lubrificante substituída por um revestimento polimérico. O material mais utilizado é o Polietileno UHMW (Ultra High Molecular Weight - Ultra Alto Peso Molecular). O peso molecular estabelecido por viscosimetria fica na faixa de 3.9 até 10.5 milhões g/mol. A massa molar extremamente alta restringe as formas de processamento para essa matéria-prima, sendo geralmente processos especiais de extrusão e moldagem por compressão. Veja a imagem de uma "quinta-roda" revestida com este polímero:

Imagem 20 - Tanto a quinta-roda quanto a mesa onde se situa o pino-rei podem receber este revestimento. No caso da mesa, um disco de PE UHMW é utilizado.

Este foi o segundo capítulo da série sobre Ciência e Tecnologia dos Materiais. O próximo capítulo será sobre a borracha.


Caso tenha ficado algum "ponto solto", alguma discordância, erros de digitação e caso esteja faltando alguma coisa, ou você queira trazer sugestões ao blog, entre em contato pelo hardwarecentrallr@gmail.com.

Texto: Leonardo Ritter.

Imagens, gráficos e desenhos: Google Imagens; Leonardo Ritter.

Fontes: Rubberpedia (Manuel Morato Gomes); Mundo Educação (Jennifer Fogaça); Brasil Escola (Jennifer Fogaça); SABÓ; ANIP (Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos); Vedamotors; Fricwel; Fras Le; Akroplastic; DMI International Business; Wikipedia (somente artigos com fontes verificadas!).


Última atualização: 31 de Maio de 2021.

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