PLÁSTICO (INDÚSTRIA)

PLÁSTICO
POLIETILENO
POLIPROPILENO
POLIESTIRENO
POLÍMERO
MONÔMERO
POLIÉSTER
NYLON
PVC
PET

INTRODUÇÃO

O termo genérico plástico é utilizado para designar os produtos sintéticos modeláveis e/ou moldáveis de grande utilidade na vida moderna, obtidos a partir da industrialização do petróleo e/ou de matérias-primas vegetais, a partir dos quais se fabrica inúmeros produtos duráveis ou descartáveis, desde utensílios domésticos, utensílios industriais (ferramentas, inclusive), eletroeletrônicos, brinquedos, eletrodomésticos, peças automotivas, embalagens em geral, instrumentos musicais, recipientes em geral, itens esportivos e desportivos, itens de vestuário, tubos e conexões para construção civil, componentes eletrônicos, componentes elétricos e até piscinas, aviões e barcos.

Dependendo de cada caso, dentre as principais características do plástico estão a capacidade de modelagem e/ou moldagem, a impermeabilidade (embora haja exceções), a durabilidade ou resistência, a leveza, a baixíssima ou nula condutibilidade elétrica (embora haja exceções), a flexibilidade e a isenção à ferrugem, dentre outras propriedades.

O plástico é um dos três principais materiais sintéticos não metálicos criados pela humanidade, os demais são o vidro e o papel. De modo geral, todo plástico é um polímero, mas nem todo polímero é um plástico. Entre os exemplos de polímeros estão o diamante, o grafite e o quartzo.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

Os plásticos são materiais orgânicos poliméricos sintéticos, de constituição macromolecular, dotados de grande maleabilidade, ou seja, apresentam a propriedade ou característica de se adaptar a distintas formas, durante o processo de fabricação, facilmente transformável ou industrializável mediante o emprego de calor e pressão e que serve de matéria-prima para a fabricação dos mais variados objetos, componentes, partes, peças e veículos em geral, como, por exemplo, vasos e recipientes, sacolas, cortinas e divisórias, lanchas e botes, itens de vestuário, embalagens de produtos de consumo, torneiras e mangueiras, brinquedos e garrafas de bebidas, exceto de bebidas alcoólicas.

De modo geral, os plásticos são materiais formados a partir da união de duas ou mais moléculas de um composto mais simples, passando assim a ser chamados de monômeros. De modo geral, eles são polímeros formados por grandes moléculas sintéticas. O processo industrial de polimerização consiste no agrupamento dos monômeros, dando origem aos dois tipos principais de plástico, os termofixos, os primeiros a serem criados, e os termoplásticos, os mais comuns, embora haja outros tipos de plásticos também.

Geralmente, a matéria-prima dos plásticos é o petróleo, mas há também os chamados plásticos biodegradáveis, obtidos a partir de matérias primas vegetais, como, por exemplo, o chamado plástico verde produzido no Brasil pela Raízen, uma importante agroindústria brasileira. No caso específico do plástico não biodegradável, ou seja, obtido a partir da industrialização do petróleo, ele é formado por uma complexa mistura de compostos. Pelo fato de esses compostos possuírem diferentes temperaturas de ebulição, é possível separá-los através de um processo conhecido como destilação ou craqueamento.

A fração nafta é fornecida para as centrais químicas e petroquímicas, onde passa por uma série de processos, dando origem aos principais monômeros, como, por exemplo, a creolina.

As propriedades dos plásticos são definidas principalmente pela composição química orgânica do polímero, incluindo a dureza, a densidade, a resistência ao calor, a resistência a solventes orgânicos e a resistência à oxidação. A maioria dos plásticos derrete e/ou entra em combustão com o aquecimento, alguns deles a partir centenas de graus Celsius ou centígrados.

De modo geral, os plásticos obtidos a partir do petróleo não são biodegradáveis, embora seja possível acrescentar a característica de biodegradação pela adição de um catalisador.

BASE TEÓRICA

De modo geral, o polímero é um composto formado por moléculas grandes, a partir de um combinação de subunidades químicas simples, ou seja, os monômeros. A classe dos polímeros está dividida entre polímetros naturais, orgânicos ou inorgânicos, como, por exemplo, as proteínas, o ADN, o látex ou borracha, o diamante, o grafite e o quartzo, e polímeros sintéticos ou artificiais, como, por exemplo, o plástico, o vidro e o concreto. Dentre os principais exemplos de polímeros estão os diamantes.

A maior parte dos plásticos é formada por polímeros obtidos a partir do petróleo, carvão e gás natural, mas há casos de plásticos obtidos a partir de matéria-prima vegetal, como a cana-de-açúcar, por exemplo, geralmente com o processo de fabricação a partir da ação do calor, da pressão e/ou de um catalisador. Os polímeros de condensação são obtidos a partir da reunião de monômeros, com a eliminação de uma molécula pequena, como água, por exemplo. Os polímeros de adição não há a eliminação de moléculas pequenas.

HISTÓRIA DO PLÁSTICO

O termo genérico "plástico" teve origem a partir do termo grego "πλαστικός" (plastikós) e exprime a característica dos materiais quanto à moldabilidade, ou seja, a mudança de forma física. Adota-se então esse termo para identificar os materiais sintéticos que podem ser moldados por intermédio de alterações de condições de pressão e calor, ou por reações químicas.

As primeiras tentativas de produção de polímeros sintéticos, ou seja, plásticos, eram baseadas na reprodução industrial de polímeros naturais, dando origem ao celulóide, ao raiom e à borracha sintética. Por exemplo, o primeiro acontecimento que levou à descoberta dos plásticos foi o desenvolvimento do sistema de vulcanização, por Charles Goodyear, em 1839, adicionando enxofre à borracha bruta. Assim, a borracha tornava-se mais resistente ao calor.

O segundo passo foi a criação do trinitrocelulose, em 1846 por Christian Schönbein, com a adição de ácido sulfúrico e ácido nítrico ao algodão. O nitroceluloide era altamente explosivo e passou a ser utilizado como alternativa à pólvora. Posteriormente, foi desenvolvido o celuloide com a adição da cânfora. Esse novo produto tornou-se matéria-prima na fabricação de filmes fotográficos, bolas de sinuca, placas dentárias e bolas de pingue-pongue.

Em 1907, o químico belga e norte-americano Leo Baekeland criou a baquelite, em inglês, ou baquelita, em português, o primeiro polímero realmente sintético, podendo ser considerado, portanto, o primeiro plástico, neste caso um plástico fenólico. Enquanto ele tentava encontrar uma forma de produzir papel fotográfico, com a reação entre o fenol (ácido carbólico) e o formaldeído, surgiu, meio por acaso, uma espécie de resina que endureceu. A partir de então, o primeiro plástico sintético conhecido tornou-se útil pela sua dureza, resistência ao calor e resistência à eletricidade.

Na década de 1930, foi criado um novo tipo de plástico, a poliamida, comercialmente chamada de Nylon ou náilon, um plástico do grupo dos termoplásticos. Em 1945, os Estados Unidos representavam cerca de 70% da produção mundial de plásticos em geral. Na década de 1950, o mundo já produzia cerca de 5.000.000 de aparelhos de TV por ano, já com parte de suas peças e componentes fabricada de plástico.

Após a Segunda Guerra Mundial, foram criados outros, como o dácron, o isopor, o poliestireno, o polietileno e o vinil. Nesse período, os plásticos se difundiram no cotidiano das pessoas de tal forma a não ser possível imaginar o mundo de hoje sem eles.

Nas décadas de 1950, 1960 e 1970, a produção de objetos de plástico, como discos de vinil, embalagens para alimentos em geral, brinquedos, eletrodomésticos e eletroeletrônicos, embalagens para cosméticos e até barcos para pesca e lazer, por exemplo, somava 1.500.000 toneladas, 25.000.000 de toneladas e 50.000.000 de toneladas por ano, respectivamente.

É praticamente impossível saber com precisão quantas toneladas de plástico sintético o mundo já produziu, mas há estimativas de que tenha sido algo em torno de 8.000.000.000 (bilhões) de toneladas. Acredita-se que todos os anos cerca de 12.000.000 de toneladas de plástico sejam despejados nos três principais oceanos do planeta, o Oceano Pacífico, o Oceano Atlântico e o Oceano Índico.

OS TIPOS DE PLÁSTICOS

De modo geral, o termo plástico é aplicado a uma variedade de produtos sintéticos obtidos a partir de resinas derivadas do petróleo e pertencente ao grupo dos polímeros, ou seja, moléculas relativamente grandes, em relação às demais moléculas. Mas existem também os chamados plásticos verdes, obtidos a partir de matérias-primas vegetais, que são biodegradáveis, produzidos no Brasil, inclusive.

Para formar um plástico comum, derivado de petróleo, pequenas unidades de moléculas orgânicas, conhecidas também como monômeros, juntam-se para formar polímeros, processo industrial chamado de polimerização. De modo geral, os polímeros podem ser moldados ou modelados. Os processos industriais de moldagem podem ser realizados por meio da pressão do ar, processo conhecido como moldagem por sopro, ou por meio da extrusão. Quando esfria, o plástico mantém sua forma mais ou menos intacta, dependendo do formato do objeto, é claro.

De modo geral, os plásticos são divididos em dois grupos de acordo com as suas características de fusão ou derretimento, os termofixos ou termorrígidos, os primeiros a serem criados, e os termoplásticos.

Dentre os plásticos termofixos conhecidos, destaca-se o poliéster. As resinas poliésteres constituem a família de polímeros resultantes da condensação de ácidos carboxílicos com glicóis, sendo classificados como resinas saturadas ou insaturadas, dependendo da cadeia molecular resultante.

OS TERMOFIXOS

Os plásticos termofixos foram os primeiros a serem criados, no início do Século XX, nos Estados Unidos. Eles são polímeros de cadeia ramificada, para os quais a polimerização ou cura (endurecimento ou enrijecimento) é consequência de uma reação química irreversível. Eles podem ser moldados quando são produzidos, mas após endurecerem não podem ser submetidos ao processo de fusão, ou seja, é difícil ou impossível reciclá-los.

Conhecidos também como plásticos termorrígidos e termoestáveis, eles não derretem quando aquecidos, o que impossibilita a sua reutilização através dos processos convencionais de reciclagem. No entanto há casos em que a reciclagem de plásticos termofixos é possível, principalmente pela moagem do material reciclável e sua incorporação no material virgem em pequenas quantidades, de forma semelhante ao que ocorre com os elastômeros ou borrachas.

Entre os exemplos de plásticos termofixos estão o poliuretano, o silicone, a resina epóxi, o poliéster e os policarbonatos:

Poliéster: É uma fibra de polímero sintético cujo processo de fabricação é semelhante ao processo de fabricação do náilon, mas com a diferença de que o poliéster costuma ser categorizado como termofixo e o náilon como termoplástico. Ele foi inventado e patenteado pelo químico britânico John Whinfield em 1941, inicialmente como o nome Terylene, patente posteriormente comprada pela DuPont. O poliéster pode ser usado como um dos componentes de roupas, calçados e artigos de cama, mesa e banho, como, por exemplo, camisas, jaquetas, chapéus, lençóis, estofados, cobertores, colchões, tapetes, edredons, travesseiros e cortinas. O seu uso é amplo, é um dos principiais plásticos que existe, usado também na fabricação de lonas em geral, velas de embarcações, canoas, monitores de cristal líquido, filtros em geral, componentes eletrônicos, instrumentos musicais e acabamento interno de veículos, incluindo automóveis e embarcações;
Silicone: Termo genérico utilizado para designar uma família de polímeros com estrutura formada por átomos de silício e oxigênio, com textura pastosa, oleosa, resinosa ou emborrachados. Eles são, geralmente, impermeabilizantes e vedantes e apresentam alguma resistência ao calor, embora apresentem custo mais elevado que outras famílias de plástico. Entre os exemplos de silicones estão as graxas de lubrificação mecânica; as juntas; os termofixadores; os vernizes isolantes e os laminados;
Epóxi: Plástico termofixo com inúmeras aplicações industriais, usado inclusive na fabricação de veículos, como embarcações e aviões, por exemplo. Trata-se de polímero de elevada adesão, rigidez e resistência, além da capacidade de manter-se mais ou menos intacto a choques mecânicos, quando combinado com fibras durante o processo de fabricação. Além disso, possui bom isolamento elétrico.

OS TERMOPLÁSTICOS

De modo geral, os termoplásticos são aqueles que amolecem ou perdem rigidez quando submetidos a altas temperaturas, podendo ser moldados ou modelados em processo industrial, solidificando-se ou enrijecendo-se quando resfriados e assumindo então uma nova forma quando submetidos a um molde ou parafuso de extrusão. Esse processo pode ser repetido várias vezes, por isso a facilidade de reciclagem.

Os termoplásticos somam 80% do total de plásticos produzidos no mundo. Eles têm como vantagem sua versatilidade e facilidade de utilização, geralmente dispensando a necessidade de máquinas e equipamentos sofisticados. Para tornar mais prático o processo de industrialização, a maioria dos termoplásticos está disponível para ser introduzida nas etapas seguintes de industrialização na forma de granulados, folhas ou espumas.

Entre os exemplos de termoplásticos estão os seguintes:

Tereftalato de polietileno (PET ou Pete): John Rex Whinfield inventou um novo polímero em 1941 ao condensar etilenoglicol com ácido tereftálico. A garrafa PET, por exemplo, foi patenteada em 1973 por Nathaniel Wyeth. A substância condensada foi o tereftalato de polietileno (PET ou Pete). O PET é um termoplástico que pode ser reduzido a fibras (como o dácron) e filmes (como Mylar). É o plástico principal das embalagens para alimentos com fecho. Elas não costumam ser usadas para embalar bebidas alcoólicas, como cervejas, por exemplo, porque apresentam algumas limitações, embora seja tecnicamente possível.
Poliestireno (Isopor): O poliestireno é formado por moléculas de estireno (C6H5-CH). Ele é capaz de formar um plástico rígido e resistente a impactos para móveis, gabinetes para monitores de computador e TV’s, por exemplo, para copos e utensílios. Quando o poliestireno é aquecido com ar na mistura, forma o isopor. O isopor é leve, moldável e um excelente isolante térmico. O poliestireno também é utilizado como isolante elétrico. Costuma ser usado na fabricação de acessórios, brinquedos, recipientes de líquidos em geral, lentes óticas, componentes eletrônicos, seringas para uso médico e embalagens em geral.
Cloreto de polivinila ou polivinil (PVC): O PVC é um termoplástico formado quando o cloreto de vinil (CH2=CH-Cl) sofre polimerização. Após a produção, ele fica frágil, então os fabricantes colocam um líquido plastificante para torná-lo macio e maleável. O PVC é muito utilizado para tubulações e encanamentos, por ser durável, impossível de corroer e mais barato do que tubulações metálicas. Porém, após muito tempo, o plastificante pode ser eliminado naturalmente, tornando a tubulação frágil e quebradiça.
Politetrafluoroetileno ou politetrafluoreteno (Teflon): O teflon foi criado em 1938 pela empresa química DuPont, o produto foi patenteado em 1941. É criado pela polimerização das moléculas de tetrafluoroetileno (CF2=CF2). O polímero é estável, resistente a altas temperaturas e a várias substâncias químicas e possui uma superfície quase sem atrito. O teflon é utilizado na fita de vedação de encanamento, utensílios para a cozinha, canos, revestimentos à prova d'água, filmes e mancais.
Cloreto polivinílico (Saran): A empresa química Dow fabrica resinas Saran, que são sintetizadas pela polimerização das moléculas de cloreto vinílico (CH2=CCl2). O polímero pode ser utilizado para fazer filmes e embalagens impermeáveis aos aromas dos alimentos. A embalagem de Saran é um plástico famoso para embalar alimentos.
Polietileno, LDPE e HDPE: O polímero mais comum dentre os plásticos é o polietileno, feito de monômeros de etileno (CH2=CH2). O primeiro polietileno foi produzido em 1934. Atualmente, chamamos esse plástico de polietileno de baixa densidade (LDPE) porque ele flutua em uma mistura de álcool e água. No LDPE, as fibras de polímero são entrelaçadas e organizadas imprecisamente, então ele é macio e flexível. Foi utilizado pela primeira vez para isolar fios elétricos, mas atualmente, é utilizado para filmes, embalagens, tubulações, garrafas, luvas descartáveis e sacos de lixo.
Polipropileno (PP): O polipropileno é um plástico rígido, resistente e leve, produzido a partir da polimerização do gás propeno ou propileno, com elevado teor de pureza com um catalisador organometálico, com temperatura e pressão relativamente baixas. Em 1954, Karl Ziegler e Giulio Natta, trabalhando independentemente, prepararam o polipropileno a partir de monômeros de propileno (CH2=CHCH3) e receberam o Prêmio Nobel de Química em 1963. As diversas formas de polipropileno têm seus respectivos pontos de fusão e rigidez. O polipropileno é utilizado na produção de peças e partes de automóveis, como para-choques e embalagens para baterias, por exemplo; utensílios domésticos em geral; garrafas; tubulações em geral; filamentos; cordas; redes; carpentes; e sacolas; dentre outros.
Nylon ou náilon: O Nylon é um plástico sintético, que pertence ao grupo dos polímeros chamados poliamidas. Ele foi criado e desenvolvido na década de 1930 pelo químico americano Wallace Carothers, um químico da empresa americana DuPont. Ela foi inicialmente fabricada em série como uma fibra de extrusão, seguida da aplicação como fibra têxtil, na forma de um tecido com aparência semelhante à seda, seguida da fabricação em larga escala de cordas para os mais variados usos, além do uso na costura de roupas. Posteriormente, passou a ser fabricado para aplicação industrial, como, por exemplo, isolamento de fios elétricos, engrenagens, rolamentos e reforço de pneus.

POLUIÇÃO

O plástico e o vidro são grandes invenções da humanidade, certamente eles estão entre as maiores e mais importantes invenções do ser humano. Porém, o problema começa quando a humanidade não dá importância adequada ao destino correto dos resíduos sólidos que produz, principalmente o plástico e o vidro, já que, a princípio, eles não são biodegradáveis, ou seja, eles não se desintegram facilmente na natureza.

Em 1997, pesquisadores da Sea Education Society estimaram que o Oceano Atlântico estava contaminado com 580.000 microfragmentos flutuantes de plástico por quilômetro quadrado. De acordo com o Greenpeace, o problema não é apenas o plástico que flutua: 70% do plástico afunda, contaminando o fundo dos oceanos, com cerca de 110 pedaços de lixo por quilômetro quadrado. Em 2018, os cientistas previram que em 2050 haverá mais plástico no mar do que peixes e mamíferos.

No Oceano Pacífico, por exemplo, existe uma enorme "ilha de plástico" chamada de Grande Porção de Lixo do Pacífico, conhecida também como Grande Faixa de Lixo do Pacífico, com mais de 100.000 toneladas de plástico, segundo algumas estimativas. Calcula-se que sua área seja maior do que a dos estados brasileiros de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais e Goiás somados. A degradação do plástico é de até 450 anos. O descarte, na natureza, de material plástico à base de poliuretano, causa problemas ambientais.

Uma hipótese, ainda em estudo, para solucionar tal problema seria o uso do fungo Pestalotiopsis microspora, supostamente capaz de alimentar-se de poliuretano. Além disso, a bactéria Ideonella sakaiensis é capaz de degradar o polietileno tereftalato, plástico que compõe as garrafas PET. Estudos sobre a Ideonella sakaiensis devem acelerar esse processo.

Diante da necessidade de substituição do plástico não biodegradável, a pesquisa científica, desde a segunda metade do século XX, vem tentando desenvolver plásticos biodegradáveis que mitigariam os efeitos de poluição pelo material, já que seu tempo de degradação no ambiente é consideravelmente menor. Um polímero que se apresentou como substituto são os polihidroxialcanoatos (PHA) produzidos por algumas bactérias como reserva de energia. Entretanto seus custos altos de purificação dificultam sua inserção no mercado.

Em 2019, pesquisadores da Universidade de Chester descobriram uma maneira de converter plástico não reciclável em combustível de hidrogênio e eletricidade de baixo custo e baixo teor de carbono, o que poderia abastecer casas, usinas e redes elétricas.

PREJUÍZOS À SAÚDE

Devido à sua insolubilidade em água e inércia química relativa, plásticos puros geralmente têm baixa toxicidade. Porém, alguns produtos de plástico contêm uma variedade de aditivos, alguns dos quais podem ser tóxicos. Por exemplo, plastificantes como ftalatos e adipatos são muitas vezes adicionados aos plásticos frágeis, como cloreto de polivinila, para torná-los flexíveis o suficiente para uso em embalagens de alimentos, brinquedos e muitos outros itens.Traços destes compostos podem lixiviar para fora do produto.

Devido a preocupações sobre os efeitos que isso pode causar, a União Europeia tem restringido o uso do DEHP (di-2-etil-hexil ftalato) e outros ftalatos em algumas aplicações. Alguns compostos de lixiviação de recipientes para alimentos de poliestireno têm sido propostos para interferir nas funções hormonais e são suspeitos de causar câncer.

Através do desgaste do plástico pelos raios UV, ventos e exposição ao sol, são lançadas partículas pequenas de plástico chamadas microplásticos. Quando lançados nos oceanos, essas partículas são ingeridas por organismos menores, como plâncton e crustáceos, por exemplo. Através da cadeia alimentar, o microplástico é passado de organismo para organismo até chegar no último nível trófico da cadeia.

O microplástico não é apenas através dos seres marinhos, mas também através dos produtos industrializados, que são compostos por plástico. A ingestão do microplástico é prejudicial à saúde. Uma pesquisa realizada pelo Instituto de Pesquisa de Sistemas Ambientais da Universidade de Osnabrück, na Alemanha, aponta que esse tipo de material tem a capacidade de absorver produtos tóxicos encontrados nos oceanos como pesticidas, metais pesados e outros tipos de poluentes orgânicos persistentes (POPs), o que faz com que os danos à saúde da biodiversidade sejam muito maiores.

REFERÊNCIAS E SUGESTÃO DE LEITURA