policarbonato - Óculos de segurança - oficial

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UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS Curso de Engenharia de Produo Qumica Tecnolgica

PolicarbonatoFabricao de lentes de policarbonato para culos de proteo contra impacto

Filipe Nunes Renato Tenroller Vinicius Marttoni

So Leopoldo - RS 2009

SUMRIO 2.1. Caractersticas e propriedades do policarbonato..............................................................7 2.1.1. Transparncia Luminosa...........................................................................................7 2.1.2. Raio de Curvatura.....................................................................................................8 2.1.3. Comportamento Trmico..........................................................................................8 2.1.4. Queima......................................................................................................................9 2.1.5. Resistncia ao impacto..............................................................................................9 2.1.8. Mtodos de Unio...................................................................................................12 2.1.9. Manuteno e Limpeza...........................................................................................12 2.1.10. Resistncia Qumica..............................................................................................13

LISTA DE FIGURAS Figura 1: Formao do policarbonato de Bisfenol-A.....................................................6 Figura 2: Solados e saltos...........................................................................................15 Figura 3: Peas automotivas.......................................................................................16 Figura 4: Mamadeiras de policarbonato......................................................................16 Figura 5: Obteno do Bisfenol-A...............................................................................17 Figura 6: Obteno do fosgnio..................................................................................17 Figura 7: Curva de tenso versus deformao para o PC de bisfenol-A...................22 Figura 8: Policarbonato bisfenol-A..............................................................................22 Figura 9: Injetora hidrulica dividida em unidades de injeo e fechamento.............29 Figura 10: Unidade de Injeo....................................................................................29 Figura 11: Ciclo de Injeo..........................................................................................30 Figura 12: Rosca na fase de dosagem.......................................................................31 Figura 13: Rosca na fase de pressurizao e recalque..............................................32 Figura 14: Resfriamento e extrao............................................................................32

1.INTRODUO

A utilizao de produtos polimricos em substituio aos materiais convencionais, bem como a busca de novas tecnologias para a reduo de custos e aumento do conforto para a sociedade tm sido fatores determinantes para o desenvolvimento e introduo de novos materiais polimricos. A produo de materiais polimricos apresentou um crescimento acelerado nos ltimos 30 anos e com a versatilidade, que no superada por nenhuma outra classe de materiais garante que os polmeros continuaro a ter uma grande importncia no futuro. Com o aumento da demanda e a exigncia cada vez maior do mercado, o desenvolvimento de materiais com propriedades superiores aos j existentes tornouse o principal objetivo da indstria polimrica. No entanto, para alcanar este objetivo, no se faz necessrio o desenvolvimento de novos monmeros, uma vez que o potencial dos monmeros j conhecidos no foi completamente explorado. A exploso no mercado de discos laser (CD) e a recente introduo no mercado dos discos de verstil digitais (DVD) esto contribuindo para o aumento no consumo mundial do policarbonato. Dentre outras aplicaes mais comuns do policarbonato destacam-se as embalagens plsticas, lentes oftlmicas, na aviao e no setor automotivo, e mais recentemente em vidros a prova de balas, o que tem incentivado um grande crescimento industrial e de mercado. Policarbonatos so uma classe especial de polisteres resultantes da reao de derivados do cido carbnico com compostos dihidroxilados. So essencialmente

polmeros termoplsticos lineares, que podem ser divididos em alifticos, alifticoaromticos e aromticos. Os policarbonatos alifticos tm pouca importncia comercial devido a suas caractersticas de baixo ponto de fuso, facilidade de ser hidrolisado e em geral no formarem fibras. Os primeiros policarbonatos com utilidade tecnolgica que foram preparados foram os aromticos derivados de bisfenis. O principal deles o policarbonato de bisfenol A (4,4 - dihidroxi difenil 2,2 propano), devido a suas caractersticas de alta estabilidade trmica, transparncia e excelentes propriedades mecnicas, entre outras. Policarbonatos foram primeiro preparados por Einhorn em 1898 por reao de dihidroxido-benzeno, com hidroquinona e resorcinol, separadamente, com fosgnio em soluo de piridina. Em 1929, W.H. Carothers e F.J. Natta prepararam vrios policarbonatos alifticos e aliftico-aromticos usando reaes com formao de anel. Esses materiais no tiveram interesse industrial. Em 1932 Carothers, atravs de uma policondensao especial, produziu um grande nmero de policarbonatos alifticos lineares, mas no conseguiu um polmero que formasse fibras. Devido a isso, Carothers descartou os polisteres. Contudo, em 1941 Whinfield e Dickson anunciaram a descoberta de uma fibra de poli(tereftalato de etileno) e, induzido pelo sucesso desse polmero, Farbenfabriken Bayer iniciou um programa em busca de outros polmeros teis contendo anis aromticos em sua cadeia principal. Derivados de cido carbnico foram reagidos com muitos compostos dihidroxilados e, um desses, o bisfenol A, produziu um polmero de muito interesse. Em 1958, os policarbonatos foram introduzidos no mercado pela Bayer AG com o nome de Makrolon. Independentemente, na General Electric Co nos Estados Unidos, estava sendo feita uma pesquisa de resinas trmica e hidroliticamente estveis, onde tambm foram produzidos policarbonatos de bisfenol A, comercializado em 1960 com o nome de Lexan. Hoje, resinas de policarbonatos comerciais esto sendo vendidas na Alemanha pela Bayer (Makrolon), nos Estados Unidos pela General Electric (Lexan), Mobay (Merlon) e pela Dow e no Brasil pela Policarbonato do Brasil S A.

Devido combinao nica de resistncia distoro pelo calor, ao impacto, ao escoamento (creep), tenacidade, propriedades eltricas, transparncia e baixa absoro de umidade o policarbonato amplamente utilizado na fabricao de edifcios, sinais de trnsito e rtulos exteriores, proteo interna e externa de veculos, escudos de segurana, vidros de segurana (edifcios desportivos, prises e outros edifcios), instalaes desportivas, equipamentos urbanos, capacetes, janelas de embarcaes e aeronaves, proteo de mquinas, mamadeiras e culos de proteo. Uma das aplicaes mais importantes do policarbonato a sua utilizao na fabricao de lentes de culos de proteo, considerando que o culos de proteo deve ser utilizado por todos aqueles que trabalham em reas operacionais, produo, canteiro de obras e em ambientes externos, alm de outras atividades que possam acarretar em riscos as trabalhadores. A proteo dos olhos passa por proteo contra impactos, contra respingos, contra luminosidade intensa e proteo contra raios UVA e UVB. culos de proteo devem ser leves, confortveis e, altamente resistentes. No passado, a matriaprima mais utilizada para a fabricao desse tipo de equipamento de proteo individual (EPI) era o vidro. Aps muitos anos de evoluo, os culos atuais so fabricados em policarbonato. O policarbonato possui muitas vantagens em relao ao vidro. muito mais leve, durvel e, peso por peso, muito mais resistente.

2. REVISO DA LITERATURA

Policarbonato so polmeros de importante interesse comercial e tecnolgico, devido combinao nica de resistncia distoro pelo calor, ao impacto, ao escoamento (creep), tenacidade, propriedades eltricas, transparncia e baixa absoro de umidade. Eles pertencem a uma classe de polisteres formada pelas reaes de derivados de cido carbnico com diis aromticos ou alifticos. Um do policarbonato de grande interesse o produzido atravs de reao entre o BisfenolA e o fosgnio (Figura 1).

Figura 1: Formao do policarbonato de Bisfenol-A

O policarbonato oriundo do bisfenol A normalmente encontrado no estado amorfo devido rigidez da cadeia principal, causado pela presena de dois anis aromticos, que diminuem a mobilidade de longas extenses da molcula. O estado slido dos materiais polimricos pode ser dividido em estado cristalino e estado amorfo. Os termos cristalino e amorfo so utilizados para indicar regies polimricas ordenadas e desordenadas, respectivamente. Os polmeros

cristalinos so na maioria dos casos semicristalinos, isto , so sistemas heterogneos onde regies ordenadas esto cercadas por regies amorfas. O policarbonato pode ter a sua cristalinidade induzida, por exemplo, pelo aquecimento a 180C por vrios dias, tratamento com solvente, pela ao de plastificantes ou em misturas polimricas. A induo trmica somente ocorre no policarbonato pela exposio excessiva. A exposio realizada ao vapor de solvente tambm promove a formao da fase cristalina do policarbonato.

2.1. Caractersticas e propriedades do policarbonato O Policarbonato semelhante ao vidro, caracteriza-se por possuir alta transparncia, que pode chegar acima de 90%. Essa transparncia conseguida graas sua estrutura amorfa. Dentre todos os termoplsticos, o Policarbonato o que possui maior resistncia ao impacto, sem qualquer aditivao, a no ser os elastmeros. A produo das chapas utiliza a alta tecnologia da coextruso, a qual aumenta a resistncia aos raios ultravioletas

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