Plástico

O americano de origem belga Leo Hendrik Baekeland produziu, em 1909, a primeira substância plástica sintética, a baquelita. Foi o início da indústria dos plásticos, que revolucionou a vida cotidiana e criou um dos maiores problemas ambientais do fim do século XX: a eliminação do lixo plástico, que não pode ser reciclado e produz gases tóxicos ao ser incinerado.

Plástico é todo composto sintético ou natural que tem como ingrediente principal uma substância orgânica de elevado peso molecular. Em seu estado final é sólido, mas em determinada fase da fabricação pode comportar-se como fluido e adquirir outra forma. Em geral, os plásticos são materiais sintéticos obtidos por meio de fenômenos de polimerização ou multiplicação artificial dos átomos de carbono nas grandes correntes moleculares dos compostos orgânicos, derivados do petróleo ou de outras substâncias naturais. O nome plástico vem do grego plastikos, "maleável". Os polímeros, moléculas básicas dos plásticos, estão presentes em estado natural em algumas substâncias vegetais e animais como a borracha, a madeira e o couro. Há substâncias, como a celulose, que apesar de terem propriedades plásticas não se enquadram nessa categoria.

Histórico. Substâncias elásticas extraídas de resinas naturais, como a da seringueira, já eram conhecidas em certas regiões da América, Oceania e Ásia em épocas primitivas. Das crônicas de viajantes europeus medievais, como Marco Polo, constam relatos sobre a existência dessas substâncias, que foram introduzidas na Europa durante o Renascimento. Até o século XIX o aproveitamento desses materiais foi muito pequeno, mas o desenvolvimento da química permitiu seu aperfeiçoamento e o melhor aproveitamento de suas propriedades. Em 1862 o inglês Alexander Parkes criou a parquesina, o primeiro plástico propriamente dito. Sete anos mais tarde John Wesley Hyatt descobriu um elemento de capital importância para o desenvolvimento da indústria dos plásticos: a celulóide. Tratava-se de um material fabricado a partir da celulose natural tratada com ácido nítrico e cânfora, substância cujos efeitos de plastificação foram muito usados em épocas posteriores.

A fabricação dos plásticos sintéticos teve início com a produção da baquelita, no início do século XX, e registrou um desenvolvimento acelerado a partir da década de 1920. O progresso da indústria acompanhou a evolução da química orgânica que, principalmente na Alemanha, permitiu o descobrimento de muitas substâncias novas. Hermann Standinger comprovou em 1922 que a borracha se compunha de unidades moleculares repetidas, de grande tamanho, que passaram a ser chamadas de macromoléculas. Essa comprovação abriu caminho para a descoberta, antes da metade do século, dos poliestirenos, do vinil, das borrachas sintéticas e das poliuretanas e silicones, todos de amplo uso e obtidos a partir de matérias-primas vegetais e minerais.

Constituição dos plásticos. O mecanismo químico de formação dos plásticos recebe o nome de polimerização e consiste na construção de grandes cadeias de carbono, cheias de ramificações, nas moléculas de certas substâncias orgânicas. A molécula fundamental do polímero, o monômero, se repete um número elevado de vezes por meio de processos de condensação ou adição aplicados sobre o composto. Os polímeros de condensação são obtidos mediante a síntese de um conjunto de unidades moleculares, feita pela eliminação de unidades moleculares, como a água. O mecanismo de adição forma macromoléculas pela união sucessiva de unidades químicas.

Para que ocorram os processos de polimerização é necessário que seja mantida uma temperatura elevada, o que, a princípio, se consegue graças ao caráter exotérmico das reações. Esse desprendimento do calor produzido pela dinâmica interna da própria reação alimenta transformações em cadeia que diminuem, geralmente de modo espontâneo e gradual, até cessar por completo. Em algumas ocasiões se faz necessário o uso de elementos estabilizadores que impeçam reações descontroladas e explosivas. Uma vez formados, os polímeros se mantêm unidos por forças de dispersão, débeis atrações elétricas entre as moléculas e o próprio emaranhado das ramificações moleculares.

Classificação e usos. As numerosas substâncias plásticas existentes, naturais ou artificiais, são classificadas em dois grandes grupos, chamados de termoplásticos e termoestáveis devido a seu comportamento ante as variações de temperatura.

Materiais termoplásticos. Os materiais termoplásticos são substâncias caracterizadas por sua propriedade de mudar de forma sob a ação do calor, o que permite seu tratamento e moldagem por meios mecânicos. Com o resfriamento, esses materiais recuperam sua consistência inicial. Entre eles estão os derivados da celulose, os polímeros de adição e os polímeros de condensação. Os derivados da celulose são obtidos mediante a adição de substâncias ácidas ou alcalinas à celulose vegetal ou sintetizada. O polietileno, as resinas acrílicas, o vinil, o poliestireno e os polímeros de formaldeído constituem as principais variedades de polímeros de adição com propriedades termoplásticas. O cloreto de polivinila tem um grande número de aplicações, da fabricação de roupas e brinquedos a isolantes elétricos e móveis. As resinas acrílicas são obtidas do ácido acrílico e entre elas sobressai o metilmetacrilato, substância altamente transparente utilizada nas janelas de aeronaves e cujo uso na fabricação de móveis e objetos decorativos se difundiu na década de 1970.

Os poliestirenos aparecem em grande variedade e são em geral obtidos por meio da polimerização de uma resina de cor branca. Suas propriedades de dureza, transparência e brilho unidas ao alto poder como isolante elétrico os transformaram num dos materiais mais úteis na fabricação de objetos por injeção em moldes. Já os formaldeídos polimerizados possuem elasticidade e alta resistência a impactos, sendo usados na indústria automotiva e na construção. Entre os polímeros de condensação se destacam os policarbonatos e as poliamidas, como o náilon, muito usadas na indústria têxtil. Diferentes tipos de náilon, obtidos por modificações externas no comprimento das moléculas, são usados também em máquinas.

Materiais termoestáveis. Os plásticos termoestáveis se amoldam por aquecimento, mas depois de um certo tempo adquirem uma estrutura peculiar na qual endurecem rapidamente e se convertem em materiais rígidos que, se aquecidos em excesso, se carbonizam antes de recuperar a maleabilidade. As poliuretanas, reduzidas a lâminas, são usadas como isolantes térmicos e espumas de recheio em almofadas. Os aminoplásticos, como as resinas de uréia, são transparentes e resistem a pressões externas. Já os plásticos fenólicos, dos quais a baquelita é um dos tipos principais, derivam do fenol ou álcool de benzeno. Os poliésteres são fabricados habitualmente a partir de ácidos e álcoois não saturados e são usados na fabricação de tintas, fibras têxteis e películas. Quanto aos silicones, cadeias moleculares que usam átomos de silício em vez de carbono, são usados na fabricação de lâminas de alta resistência mecânica e de substâncias dielétricas. Devido à inocuidade fisiológica, são muito usados em próteses, para substituir elementos do corpo humano.

Manufatura dos plásticos. As principais fontes naturais dos plásticos são a celulose, extraída dos vegetais, o carbono e sobretudo o petróleo, o gás natural e seus derivados. Esses materiais são tratados mediante processos de craqueamento, ou ruptura química das cadeias moleculares de que são formados, na presença de catalisadores. Posteriormente, são submetidos à polimerização e outros processos de transformação. Nos processos de tratamento dos plásticos acrescentam-se a sua estrutura determinadas substâncias com a finalidade de manter suas características. Entre elas estão corpos plastificantes, que consistem normalmente de ésteres de elevado ponto de ebulição e baixa volatilidade, que melhoram sua flexibilidade ao incrustar-se nas correntes moleculares dos polímeros.   Outros aditivos freqüentes são os estabilizadores e os antioxidantes cujo uso depende do tipo de polímero que se quer obter. Também são adicionados corantes de origem mineral ou orgânica, substâncias anticombustão e elementos de recheio e reforço das cadeias de polímeros.

Existem vários métodos de fabricação de plásticos, tais como a moldagem por aquecimento em molde único, os processos de injeção a vácuo, com ação centrífuga mediante dispositivos giratórios, a termoestabilização em prensas hidráulicas e a extrusão. Este último é o método predominante na indústria e consiste na fusão e compressão da substância plástica, que é introduzida num recipiente capaz de sofrer variações dtemperatura. A extrusão também é empregada em lâminas ou películas para a obtenção de finas camadas de polietileno. O método de sopro, que consiste na introdução de ar sob pressão entre lâminas de material termoplástico, é usado na fabricação de corpos ocos.

Outros usos. Casas inteiras, feitas de plástico, já foram construídas em vários países. No Brasil a primeira foi criada em 1964 por Edgar Duvivier. Os Estados Unidos construíram, para seu pavilhão na Exposição de Osaka, no Japão, a maior bolha de plástico inflável do mundo, com 89m de largura e 155m de comprimento. Bolhas menores, feitas de polietileno, vinil ou náilon, podem ser infladas em poucas horas para uso como abrigos ou armazéns. Bolhas pequenas, do mesmo material, podem ser usadas como almofadas e até substituir camas.

Os plásticos são cada vez mais empregados na indústria automobilística e a empresa alemã BMW foi a pioneira na criação de automóveis com toda a carroçaria feita de um monobloco de plástico. A elaboração dos diversos processos de gravação e reprodução de imagem e som só se tornou possível graças ao uso de plásticos. As fitas de gravação em áudio e vídeo são feitas de polietileno. Há discos feitos de vinil e os filmes fotográficos e cinematográficos são fabricados em celulóide.

Petroquímica; Polímero Fonte: Cd digiraty