Polipropileno
Polipropileno (PP) ou polipropeno é um polímero termoplástico pertencente ao grupo das poliolefinas, produzido a partir da polimerização por adição do monômero propileno. Pode ser identificado em materiais através do símbolo triangular de reciclável, com um número "5" por dentro e as letras "PP" por baixo. A sua forma molecular é (C3H6)n.
Os químicos da petrolífera estadunidense Phillips Petroleum, J. Paul Hogan e Robert Banks, polimerizaram o propileno pela primeira vez em 1951, ao transformar o propileno em sólido branco, sendo este o primeiro polipropileno cristalino de alta densidade produzido à baixa pressão. A descoberta do polipropileno é creditada à Giulio Natta que, em 1954, utilizando catalisadores desenvolvidos por Karl Ziegler, sintetizou o polipropileno isotático e cristalino. Essa descoberta levou à uma produção em larga escala do polipropileno isotático pela empresa química Montecatini a partir de 1957.
O polipropileno possui propriedades muito semelhantes às do polietileno, mas a adição do radical orgânico metil no geral melhora propriedades mecânicas e térmicas e diminui a resistência térmica do polipropileno. As propriedades do polipropileno dependem do seu peso molecular e distribuição do peso molecular, cristalinidade, tipo e proporção do monômero e de sua taticidade. O arranjo isotático, por exemplo, no qual os grupos metil estão orientados para um lado da cadeia de carbonos, cria um maior grau de cristalinidade do polipropileno, resultando em um material mais duro e mais resistente ao fluência do que um polipropileno sindiotático ou atático.
Propriedades Mecânicas
A densidade do polipropileno é em torno de 0.895 g/cm³ (estado amorfo) e 0.92 g/cm³ (estado cristalino) considerado assim, um polímero de baixa densidade, com temperatura de transição vítrea de aproximadamente -20°C e de fusão variando de 130 à 171°C. Sendo predominantemente de configuração isotática, pode atingir um grau de cristalinidade de até 70%, o que confere ao polímero elevada resistência à tração, rigidez e dureza e resistência à fadiga mecânica.
Propriedades Térmicas
A fusão do polipropileno ocorre em uma faixa de temperatura, então o seu ponto de fusão é determinado através da varredura diferencial de calorimetria, encontrando a temperatura mais alta no gráfico formado. Um polipropileno perfeitamente isotático possui ponto de fusão de 171°C, enquanto um polipropileno comercial tem uma faixa de fusão variando de 160 à 166°C dependendo da taticidade e da cristalinidade do material. O polipropileno sindiotático com um teor de cristalinidade de 30% tem ponto de fusão de 130°C. Em temperaturas inferiores as de transição vítrea o polipropileno se torna frágil e quebradiço.
Propriedades Químicas
O polipropileno tem elevada inércia química, sendo insolúvel em quase todos os solventes orgânicos e à temperaturas relativamente elevadas, com exceção de oxidantes fortes. Por essa propriedade, ácidos não oxidativos e bases podem ser armazenadas em recipientes de polipropileno. Em temperatura ambiente, pode ser dissolvido por alguns solventes apolares como xileno, tetralina e decalina. Apesar de existirem polipropileno nas três configurações de taticidade, o mais usado comercialmente é o polipropileno isotático com um índice de 85 à 95% de taticidade que afeta nas suas propriedades físicas. Como os radicais metil- estão permanentemente localizados no mesmo lado da cadeia de carbonos, eles fazem com que a macromolécula assuma uma forma helicoidal, além de aumentar a cristalinidade do material. Um polipropileno atático, em contrapartida, ao não possuir regularidade de disposição do grupo metil, tem menor grau de cristalinidade e assim o material se encontra no estado amorfo.
Tradicionalmente a síntese do polipropileno envolve a reação do polimerização por adição do propeno, um subproduto gasoso do refino de petróleo, na presença de um catalisador e sob condições controladas de pressão e temperatura. O tipo de polimerização que ocorre neste processo é a polimerização por coordenação, utilizando-se de catalisadores complexos com metais de transição , como o catalisador Ziegler-Natta que controla a posição do grupo metila na cadeia polimérica de forma ordenada. Na polimerização por coordenação, o início do crescimento da cadeia polimérica esta coordenadamente ligada ao metal de transição presente no catalisador. O sitio ativo responsável pela ramificação é o sitio formado pelo átomo de carbono do monômero que se liga ao metal com orbital vazio presente no catalisador .Durante a propagação, a espécie reativa gerada na iniciação incorpora sucessivamente moléculas do monômero, formando a cadeia polimérica. Esta etapa da polimerização em cadeia é muito importante, pois, a velocidade da polimerização é influenciada diretamente pela velocidade da propagação. Na terminação, o centro reativo propagante reage de modo espontâneo ou pela adição de algum reagente, interrompendo a propagação do polímero. O reagente mais utilizado é o gás hidrogênio, o qual doa uma átomo de hidrogênio para a cadeia e para separar a mesma do metal.
Produção Industrial
Os processo de produção do polipropileno industrial pode ser agrupados em polimerização em fase gasosa, polimerização em massa e polimerização em suspensão. Todos os processos de última geração usam sistemas de reatores de fase gasosa ou em massa.
O polipropileno pode ser submetido à processos de extrusão e moldagem. Os métodos comuns de extrusão incluem a produção de fibras fundidas por fusão e ligadas para formar rolos longos para conversão futura numa vasta gama de produtos úteis, tais como máscaras faciais, filtros e fraldas. A técnica de moldagem mais comum é a moldagem por injeção, que é usada para peças como copos, talheres, frascos, tampas, recipientes, utilidades domésticas e peças automotivas, como baterias. São também utilizadas as técnicas relacionadas de moldagem por sopro e moldagem por sopro por injeção-estiramento, que envolvem extrusão e moldagem. O grande número de aplicações de uso final para polipropileno é muitas vezes possível devido à capacidade de adaptar as propriedades físico-químicas com alterações propriedades moleculares específicas e aditivos durante sua fabricação. O polipropileno é apreciado por sua fácil processabilidade e excelentes propriedades finais, que incluem densidade baixa, alto brilho e rigidez, resistência térmica e química, entre outras. Por exemplo, aditivos antiestáticos podem ser adicionados para ajudar superfícies de polipropileno a resistir a poeira e sujeira. Muitas técnicas de acabamento físico também podem ser usadas em polipropileno, como usinagem. Tratamentos de superfície podem ser aplicados em peças de polipropileno para promover a adesão de tinta de impressão e tintas.
São muito diversas as aplicações do polipropileno que vão desde produtos obtidos por injeção de moldes, moldação por sopro, fibras e filamentos a filmes e revestimentos de extrusão. Algumas características como estética aprazível, resistência a condições ambientais adversas e ao aquecimento são de extrema importância são razões para a infinidade de aplicações para o material. Uma das particularidades mais importantes do PP é a sua grande resistência quando sujeito a flexão mesmo em peças finas, podendo ser usado nos sistemas de tubulação de processos de manufatura principalmente quando há necessidade de alta pureza, resistência e rigidez, como no caso destinados ao uso em encanamento potável, aquecimento e resfriamento hidrônico e água recuperada. Este material é frequentemente escolhido por sua resistência à corrosão e à lixiviação química, sua resiliência contra a maioria das formas de dano físico, incluindo impacto e congelamento, seus benefícios ambientais e sua capacidade de ser unida por fusão de calor em vez de colagem. Outras aplicações do polipropileno são rótulos, fibras têxteis como roupa térmica , recipientes reutilizáveis de diversos tipos, altifalantes, equipamento de laboratório e cartões bancários.
Medicina
Muitos itens de plástico para uso médico ou de laboratório podem ser feitos de polipropileno, porque ele pode suportar o calor em uma autoclave e por ser um material de baixa toxicidade. Seus usos são diversos, indo desde de não-tecidos que tem ganhado cada vez mais espaço nos centros cirúrgicos e salas de exame por serem resistentes, mas também descartáveis e uma solução mais segura contra a contaminação até seringas com baixo custo e descartáveis, evitando quase totalmente o risco de contaminação. O polipropileno tem sido usado em operações de correção de hérnia e prolapso de órgãos pélvicos para proteger o corpo de novas hérnias no mesmo local. Um pequeno pedaço do material é colocado sobre o ponto da hérnia, abaixo da pele, é indolor e raramente, ou nunca, rejeitado pelo corpo. No entanto, uma tela de polipropileno corroerá o tecido que o rodeia durante o período incerto de dias até anos.Uma aplicação notável foi como uma malha transvaginal, usada para tratar prolapso vaginal e incontinência urinária concomitante. Devido à propensão acima mencionada para a tela de polipropileno corroer o tecido que a envolve, a agência federal do Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos emitiu várias advertências sobre o uso de kits médicos para certas aplicações no prolapso de órgãos pélvicos devido a um aumento contínuo no número de erosões teciduais causadas por malhas relatadas pelos pacientes nos últimos anos.
Polipropileno é reciclável e possui o número 5 como código de identificação de reciclagem. Ele é comumente reutilizado dentro do setor automobilístico, principalmente com o produto "para choque", por possuir propriedades que permitem a reciclagem com maior facilidade. No setor automobilístico a reciclagem é essencial para a reutilização dos recursos aplicados durante a vida útil de um automóvel e existe um crescente interesse da indústria automotiva nas atividades relacionadas à proteção ambiental.==Referências==
