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Estrutura química do polímero epóxi

Uma resina epóxi[1] ou poliepóxido é um polímero termofixo que se endurece quando se mistura com um agente catalisador ou "endurecedor". As resinas epóxi mais frequentes são produtos de uma reação entre epicloridrina e bisfenol-a. Existem ainda as resinas a base de bisfenol F e as resinas epóxi da Shorebreak Composites.

Existem hoje diversas empresas no mundo[2] que se especializaram em formular produtos com características próprias para cada necessidade do usuário. Os agentes de cura[3] mais comuns são as poliamidas, poliaminoamidas, aminas alifáticas, aminas ciclo-alifáticas, aminas aromáticas, adutos de aminas, anidridos, polimercaptanas e polissulfetos.

HistóriaEditar

As primeiras tentativas comerciais de preparo da resina através da epicloridrina aconteceram em 1927 nos Estados Unidos. O mérito da primeira síntese de uma resina baseada no bisfenol-a foi compartilhado entre o Dr. Pierre Castan da Suíça e o norte-americano Dr. S. O. Greenlee em 1936, com a sua exploração comercial em 1938, com o declínio na produção na Segunda Guerra Mundial. Depois desta época, não houve mais problemas relativos a escassez de matéria-prima. [4]

O trabalho do suíço foi licenciado pela empresa química Ciba-Geigy, também Suíça, que se converteu rapidamente, num ano, numa das 3 maiores fabricantes mundiais de resina epóxi, encerrando os negócios nos finais dos anos 90, e transferindo sua marca à Vantico que posteriormente foi adquirida pela Huntsman. O trabalho do Dr. Greenlee foi desenvolvido para uma pequena empresa que, posteriormente, foi comprada pela Shell e então adquirida pela Hexion que hoje faz parte da Momentive

As maiores empresas que atualmente produzem as resinas époxi são: Dow Química, Huntsman, Momentive e Nan-ya. Hoje existem fabricantes mundiais em quase todos os continentes do mundo. No Brasil temos produtos vindos de diversos lugares como China, Coreia, Itália, Republica Checa, Arábia Saudita, Índia, Tailândia, Estados Unidos e Suíça, entre outros.

SínteseEditar

A reação de síntese do poliepóxido pode ser observada na seguinte figura:

 
Esquema de síntese do poliepóxido.

ProduçãoEditar

As resinas epóxi tem diversos gêneros,cada um de acordo com a produção de um tipo de substância de epóxi, sendo as classificadas como: formadas à base de Bisfenol A, formadas à base de Bisfenol, bromadas e flexíveis sendo abaixo a sua explicação sobre cada um dos processos para a produção:


RESINAS EPÓXI FORMADAS A BASE DE BISFENOL A.                                                

São as mais utilizadas por serem versáteis e de baixo custo. Provem da reação de condensação de epicloridrina e bisfenol A, podendo ser liquidas, semi-sólidas ou sólidas dependendo do seu peso molecular.

 
Bisfenol A

RESINAS EPÓXI FORMADAS A BASE DE BISFENOL F.                               

Neste composto há a substituição do bisfenol A por bisfenol F, que vai proporcionar à resina melhor entrecruzamento e melhor resistência mecânica, química e térmica, principalmente se sua cura for a base de aminas aromáticas ou anidridos.

 
Bisfenol F

RESINAS EPÓXI BROMADAS.                                                              

Formadas pela reação entre epicloridrina Y e Tetrabromobisfenol A, os quatro radicais ligados ao bromo, dão à resina a característica de auto-extinguível.

 
Bromadas


RESINAS EPÓXI FLEXÍVEIS.                                                                                                      

Suas largas cadeias lineares substituindo o bisfenol por poliglicol de poucas ramificações permitem obter uma resina de baixa reatividade que normalmente são utilizadas como flexibilizantes reativos em outras resinas melhorando a resistência a impactos.

 
Flexíveis


Propriedades Físico/QuímicasEditar

Diluentes

Permite abaixar a viscosidade da formulação, facilitando a aplicação e aumentando a capacidade para a adição de cargas inertes ou reativas. Os diluentes inertes ou não reativos, reduzem a viscosidade de forma significativa, uma vez que não se unem à cadeia, não participando da reação. Já os diluentes reativos, que são os mais utilizados, passam a fazer parte da cadeia, e automaticamente das reações.

Flexibilizadores ou flexibilizantes

Este fará com que o sistema reduza a rigidez, não permitindo a deformação através de cargas. A flexibilização poderá ser adquirida através da introdução longas cadeias covalentes durante o processo de cura, ou pela incorporação do polímero, a longas cadeias para permanecerem sem reagir com a resina utilizada.

Pigmentos

Seu único propósito é melhorar a aparência na aplicação, ou seja a cor, neste item pode-se usar diversos tipos de compostos inorgânicos, tais como oxido de carbono (Preto), Titânio (Branco), Oxido de ferro (Amarelo ou vermelho), anilinas, cromatos, corantes, azul e verde de ftalocianina. As modificações com outras resinas potencializa as possibilidades com as resinas epóxi, tais como poliéster ou acrílicas. Este processo todo é conhecido como cura, cross-link (Entrecruzamento) ou endurecimento.

AplicaçãoEditar

O epóxi é um material de múltiplas aplicações em diversos setores industriais como domésticos, em especial na indústria da construção civil, pinturas, aeronáutica e química ,sendo eles:

Aplicações do epóxi por setor consumidor:
Indústria Aplicações
Indústria Química Produção de tintas para revestimentos de tubos, manutenção industrial e de embalagens alimentícias, tintas em pó, produção de artigos esportivos, bijuterias e catalisadores.
Indústria Elétrica e Tecnológica Placas de circuito impresso (como a mainboard do computador), encapsulamentos de componentes eletrônicos, geradores eólicos, transformadores a seco e isoladores.
Indústria Aeronáutica Consumo de adesivos para colagem de metais (pela necessidade de resistência), utilização de laminados a base de epóxi, como material de matriz estrutural com o reforço de fibras de vidro, carbono e aramida (Kevlar).
Indústria da Construção Civil Reformas de parquetes, revestimento de concreto, metais, madeira em geral, de pisos industriais e decorativos, tambores e tanques com produtos químicos, recuperação estrutural, lábios poliméricos, reforço com fibra de carbono, chumbadores químicos, etc.
Pintura de Pisos Boa parte das quadras poliesportivas são pintadas com tinta epóxi, outro exemplo de pintura de piso é a demarcação de faixas nas estradas e sinalização de vagas para deficientes em estacionamentos e outros locais que necessita de pintura epóxi de alta resistência.
Dados: [5][6][7]

Também na biologia, o epóxi solúvel em água [8][9] são normalmente utilizados para microscópios eletrônicos para a observação de amostras no plástico para que eles possam ser secionado (fatias finas) com um micrótomo. [10]


O que esse polímero tem a ver com você?Editar

Uma das principais aplicações do poliepóxido no nosso cotidiano se dá com o chamado "piso epóxi". Existente e presente há décadas nos mais diversos ambientes de construção, o revestimento em questão é sinônimo de durabilidade e resistência, sendo utilizado numa ampla gama de locais, como:

- Indústria em geral

- Quadras poliesportivas internas e externas

- Galpões

- Estacionamentos

- Hospitais

- Shoppings

- Salões

O epóxi é um piso monolítico, isto é, sem emendas, sem rejunte, porém com pouco brilho, mas por outro lado muito resistente e, uma vez instalado na superfície, não desplaca, não racha e não trinca. Muito se confunde o piso epóxi com o chamado porcelanato líquido. O porcelanato líquido nada mais é do que o nome popular para o termo resina epóxi de poliuretano. A principal diferença entre os dois tipos de revestimento se dá na questão do acabamento final e do aspecto de brilho, conforme as imagens a seguir.

 
Piso Epóxi: aspecto menos brilhoso.
 
Porcelanato Líquido: aspecto brilhoso e chamativo, bastante semelhante às construções de mármore.


Referências

  1. «Handbook of Epoxy Resins» 
  2. «Resinas Epóxi.» 
  3. «Epoxy Resins:Chemistry and Technology» 
  4. Vários Autores, Escrito o Capítulo Epoxies (EP) por Calhleen A. Jonhson e Gleen Hilton, Engeeering Plastics, Volume 2,Editora ASM Internacional,1987,Páginas 240-241.
  5. Vários Autores, Escrito o Capítulo Epoxies (EP) por Calhleen A. Jonhson e Gleen Hilton, Engeeering Plastics, Volume 2,Editora ASM Internacional,1987,Páginas 240-241.
  6. D.C. Miles e J.H. Briston,Tradução Caetano Belliboni, Tecnologia dos Polímeros, Editora Polígono, São Paulo, SP, 1° Edição, 1975, Páginas 121-125.
  7. Sikarwar, Rahul S.; Raman Velmurugan, Velmuri Madhu (2012). «Experimental and analytical study of high velocity impact on Kevlar/Epoxy composite plates». Central European Journal of Engineering. 2 (4): 638–649. doi:10.2478/s13531-012-0029-x. Consultado em 2 de abril de 2013 
  8. Stäubli, W. (1963). «A new embedding technique for electron microscopy, combining a water-soluble epoxy resin (Durcupan) with water-insoluble Araldite» (PDF). Rockefeller Univ Press. The Journal of Cell Biology. 16 (1). 197 páginas. doi:10.1083/jcb.16.1.197 
  9. Kushida, H. (1963). «A Modification of the Water-miscible Epoxy Resin "Durcupan" Embedding Method for Ultrathin Sectioning». Japan Society Microscopy. Journal of Electron Microscopy. 12 (1). 72 páginas 
  10. Luft, J.H. (1961). «Improvements in epoxy resin embedding methods» (PDF). Rockefeller Univ Press. The Journal of biophysical and biochemical cytology. 9 (2). 409 páginas. doi:10.1083/jcb.9.2.409 
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