Plástico

26 de dezembro de 2008

Silicone – Versátil, polímero ainda esbarra em preço para crescer no país

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Publicado por: Marcio Azevedo
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    Plástico Moderno, Silicone - Versátil, polímero ainda esbarra em preço para crescer no paísMuito além das próteses mamárias e glúteas, pelas quais é notório, o silicone é um polímero com uma grande diversidade de aplicações, decorrente da larga variedade de tipos que pode assumir. Seja na forma de óleos, resinas, elastômeros, géis ou emulsões, esse material se caracteriza por estabilidade térmica em ampla faixa de temperatura (entre cerca de -100ºC a 250ºC), inércia química, baixa toxicidade, resistência ao oxigênio, ao ozônio e à radiação solar, flexibilidade, antiaderência e bom isolamento elétrico. Com esse M conjunto de atributos, os silicones e seus derivados são empregados como selantes, lubrificantes, espumantes, isolantes elétricos, revestimentos, solventes (em lavagem a seco), e na confecção de peças elastoméricas para inúmeras indústrias, mas, por se tratar de especialidades químicas, com preços elevados, se destinam a aplicações de alto valor agregado. No Brasil, pela inexistência de algumas das indústrias consumidoras cativas, ou pelo fato de haver substitutos mais baratos como insumos para outras, a demanda ainda é baixa, em comparação à dos mercados norte-americano, europeu e asiático.

    O nome silicone se refere ao polímero polissiloxano, de forma geral [R2SiO]n. Trata-se, portanto, de uma cadeia principal alternando átomos de silício e oxigênio unidos por ligações simples, com grupos orgânicos laterais (R) metílicos, vinílicos ou fenílicos ligados aos átomos de silício. A modificação desses grupos laterais, a variação do tamanho da cadeia principal e a presença de grupos laterais que possibilitem ligações entre diferentes cadeias principais explicam as possibilidades de obtenção de tantos tipos diferentes de silicones, desde líquidos (os óleos), até as borrachas (os elastômeros). A cadeia principal alternando átomos de silício e oxigênio também explica a termoestabilidade dos silicones em comparação às resinas plásticas, pois a energia da ligação Si-O, de 451 kJ/mol, é cerca de 30% maior que a da ligação C-C, de 352 kJ/mol.Plástico Moderno, Silicone - Versátil, polímero ainda esbarra em preço para crescer no país

    A produção de silicone parte da areia, cujo principal componente é o dióxido de silício, SiO2, também chamado de sílica. Do óxido, se obtém o silício metálico. Dele são obtidos os silanos, compostos químicos análogos aos hidrocarbonetos saturados, de fórmula geral SinH2n+2. Os silanos, muitas vezes pela reação de seus derivados halogenados com água, originam os siloxanos, monômeros precursores das macromoléculas.

    Os principais produtores mundiais de silicone, não incluídos os fabricantes de derivados específicos, são: Dow Corning Silicones, Wacker Chemie AG, Momentive Performance Materials, Bluestar Silicones, Evonik Industries, e Shin-Etsu Silicones (esta ainda sem atuação no mercado brasileiro).

    Proximidade aos plásticos – O polissiloxano possui aplicações relacionadas com a indústria de plásticos, pois ele também pode ser moldado em peças, embora o processo de formagem seja substancialmente diferente. Além disso, o produto é utilizado na indústria de resinas como aditivo, ou para facilitar a desmoldagem de peças. O polímero empregado na produção de partes moldadas, no entanto, é uma borracha, apesar de já existirem silicones termoplásticos no mercado, porém com volumes ainda muito menores que os dos elastômeros.

    A alemã Wacker, em três de suas cinco divisões, fabrica produtos ligados à tecnologia do silício: placas delgadas (wafers) de silicone para a manufatura de semicondutores, silício hiperpuro para aplicação em semicondutores e indústria eletrônica (principalmente em painéis para geração de energia solar), e silicones propriamente ditos, incluindo fluidos, emulsões, resinas, elastômeros e selantes, além de silanos e sílica pirogênica.

    Plástico Moderno, Paul Schmitz, Químico de aplicação da unidade brasileira da Wacker, Silicone - Versátil, polímero ainda esbarra em preço para crescer no país

    Schmitz: demanda mundial está concentrada na borracha sólida

     

    As borrachas, de acordo com o químico de aplicação da unidade brasileira da Wacker, Paul Schmitz, dividem-se em duas grandes famílias de produtos: as sólidas e as líquidas, cujas cadeias principais são, em ambos os casos, o polidimetilvinilssiloxano. A maior parte da demanda da indústria mundial é pela borracha sólida, também chamada HTV (de high temperature vulcanization, ou vulcanização a alta temperatura), ou, ainda, HCR (de high consistency rubber, isto é, borracha de alta consistência). Esse tipo de elastômero não é bicomponente, de sorte que, ao adquirir o polímero base, o comprador deve compô-lo em cilindros misturadores ou misturadores fechados (kneader), junto com pigmentos, cargas (podem ser utilizados quartzo, diatomita, negro-de-fumo, e outros), aditivos (como plastificantes, estabilizantes e aditivos especiais) e o agente de cura (quem promove a reticulação), em geral, um peróxido.

    Composta a mistura, o material pode ser extrudado. Mas, diferentemente da extrusão de plásticos, o perfil elastomérico resultante precisa ser aquecido, e não resfriado, para que o peróxido se decomponha. A  decomposição forma radicais livres que atacam as insaturações presentes nos grupos orgânicos laterais,  e esse processo abre o caminho para agrupamentos pertencentes a cadeias diferentes estabelecerem ligações entre si. Forma-se algo semelhante a uma teia tridimensional com propriedades mecânicas muito superiores, fenômeno denominado reticulação, cura, ou, inapropriadamente, vulcanização – designação específica para a reticulação com enxofre. A cura costuma ser feita pela passagem em túnel de ar quente a 300ºC, embora também possa ser utilizado banho de vapor. O cabeçote de extrusão, também ao contrário do processamento de termoplásticos, não pode ser aquecido. Aliás, ele precisa ser resfriado a temperaturas entre 20ºC e 25ºC. O aquecimento acidental do cabeçote acarretaria o desenlace do processo de cura, o entupimento do equipamento e a desagradável necessidade de desmontagem para a remoção da borracha curada na etapa incorreta.


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