Poliuretano termoplástico melhorado

Há tempos cientistas de todo o mundo tentam solucionar um problema que afeta o desempenho do poliuretano termoplástico, substância polimérica sintética largamente empregada na indústria. Sempre que o material é exposto a temperaturas próximas do seu ponto de fusão (230ºC), algumas ligações químicas se rompem, comprometendo o uso do produto e limitando sua estabilidade nas etapas de processamento.

Mas o estudante Vinicios Pistor, do curso de Tecnologia em Polímeros da Universidade de Caxias do Sul (RS), desenvolveu uma rota química que promete contornar o problema e conseguiu aumentar significativamente a velocidade de produção da substância. 

Com esse trabalho, orientado pelo engenheiro químico Ademir Zattera, Pistor conquistou o segundo lugar na edição de 2010 do Prêmio Destaque do Ano em Iniciação Científica (área de Ciências Exatas, da Terra e Engenharias), concedido pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Na família dos poliuretanos, o poliuretano termoplástico destaca-se por sua rigidez e flexibilidade. “Essa combinação de propriedades faz dele um material de alta performance em engenharia, pois é bastante resistente a desgastes e pode ser moldado repetidas vezes”, conta Pistor. 

Por essa razão, é muito usado na fabricação de próteses, mangueiras pneumáticas, tubos intravenosos, engrenagens mecânicas e artigos esportivos, entre vários outros produtos. Vale salientar que é o principal componente da bola de futebol Jabulani, usada nos jogos da Copa do Mundo de 2010.

 

Adição na medida

Para dar estabilidade térmica ao material, contornando, assim, o problema do rompimento das ligações químicas, Pistor agregou a ele pequenas moléculas da substância isooctil-trisilanol, que tem baixa condutibilidade de calor. 

Com isso, as temperaturas próximas do ponto de fusão do poliuretano termoplástico deixaram de ser um problema. Além disso, com o auxílio de colaboradores, Pistor conseguiu reduzir, em quase 400 vezes, o tempo necessário para se obter o produto. O que antes demorava cerca de seis horas agora é feito em apenas 58 segundos.

No processo, que está em vias de ser patenteado, as substâncias que entram na composição do poliuretano passam por uma máquina chamada extrusora reativa e são submetidas a uma série de modificações. As adaptações feitas na máquina pelo estudante foram fundamentais para acelerar o processo de obtenção do novo produto.

Máquina extrusora reativa
Esquema de produção de poliuretano termoplástico na máquina extrusora reativa. Após receber pré-polímeros em estado líquido, em apenas 58 segundos o equipamento dá origem ao novo poliuretano termoplástico. (imagem: reprodução)

Com a adição de moléculas de isooctil-trisilanol ao poliuretano termoplástico, o peso molecular do material se alterou. Mesmo tendo lançado mão de todos os métodos disponíveis no Brasil para calcular o peso molecular de substâncias, Pistor não conseguiu determiná-lo até agora. Mas ele supõe que tenha aumentado expressivamente. 

Em 2011, o material será enviado à Alemanha para o cálculo desse valor. Segundo o jovem cientista, “quanto maior o peso molecular, melhor o poliuretano”. Tudo indica que, além de apresentar maior estabilidade térmica em altas temperaturas, o novo produto tenha outras características de grande interesse para a indústria química.

 

Luan Galani
Especial para a CH/ PR

Texto originalmente publicado na CH 278 (janeiro/fevereiro de 2011).

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