A descoberta de plastificantes praticamente tornou a indústria de polímeros possível.
Já se perguntou por que existe cano de PVC (rígido) e mangueira de PVC (flexível)? Ou já reparou que materiais poliméricos com comportamento e aparência mecânica extremamente diferentes, podem ser compostos do mesmo polímero? Pois é, e uma das principais razões para esse fenômeno está relacionada a presença e teores do aditivo mais utilizado no processamento e produção de produtos de origem polimérica, os plastificantes.
Quando um produto polimérico é desenvolvido sem um plastificante, há uma grande chance de que ele se torne um produto muito frágeis e rígidos para serem utilizados, o que não se deseja em determinadas aplicações. Produtos como filmes plásticos, solados de sapatos, capas de fios, dentre outros, simplesmente não existiriam sem a presença desse aditivo nas composições de polímeros, pois há uma demanda de flexibilidade inerente à esses tipos de aplicações. Praticamente qualquer item de plástico ou polímero que você possa imaginar pode ter um plastificante adicionado a ele e muitas vezes pode conter até mais de um.
Mas o que é o plastificante?
Segundo a IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada), o plastificante é uma substância ou um material incorporado em um plástico ou elastômero para aumentar a sua flexibilidade, a processabilidade ou a extensibilidade (capacidade de alongar).
O plastificante é capaz de reduzir a viscosidade do fundido, bem como a sua temperatura de transição vítrea (Tg) e o módulo elástico, sem que se altere as características químicas fundamentais do material plastificado. Este aditivo se aloca entre as cadeias poliméricas e diminui a interação entre elas através do aumento do volume livre entre as cadeias ou através da atenuação das ligações de van der Waals, resultando em uma matriz mais flexível e extensível. A figura abaixo exibe o mecanismo de plastificação do PVC.
Figura – Plastificação do PVC. Fonte: Caracterização Mecânica: Tração, Flexão e Impacto – Afinko Soluções em Polímeros.
Nem tudo são mil maravilhas
Em baixas concentrações o plastificante é capaz de causar um efeito contrário ao desejado. Esse efeito é denominado antiplastificação. Este fenômeno pode ser explicado por duas teorias:
- Quando presente em baixas concentrações, o plastificante pode se alocar no volume livre natural que há entre as cadeias do polímero ocasionando uma restrição de movimento e consequente aumento de rigidez, resistência à tração, diminuição da deformação na ruptura e resistência ao impacto.
- A segunda teoria atribui este fenômeno ao aumento da cristalização induzido pelo plastificante quando presente em baixas concentrações. A partir de um certo teor o plastificante causa a flexibilização do polímero, queda da resistência à tração, aumento da deformação de ruptura e resistência ao impacto. Este comportamento está ilustrado na figura abaixo.
Figura – Efeito do plastificante nas propriedades mecânicas. Fonte: Caracterização Mecânica: Tração, Flexão e Impacto – Afinko Soluções em Polímeros.
É possível saber a quantidade de plastificante num produto?
Sim! É possível! Diversos ensaios são responsáveis por identificar não só qualitativamente mas também quantitativamente a presença de diversos tipos de aditivos em produtos poliméricos, incluindo plastificantes.
A presença e quantidade de plastificante podem ser determinadas por algumas técnicas analíticas como GC-MS, TGA, FT-IR, dentre outras.
Somado a isso, o efeito da presença do plastificante nos diferentes plásticos pode ser avaliado por análises mecânicas como tração e impacto. Além de outras análises como a Reometria Capilar e o DSC.
Tem algum polímero que gostaria de verificar a presença de plastificantes ou outros aditivos?
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