Nanotecnologia junta PVC e argila para criar nanocompósito

Alex Sander Alcântara - Agência Fapesp - 08/05/2009

Estudo feito na Unicamp aponta viabilidade na produção de nanocompósitos formados pela mistura de polímero com material inorgânico
[Imagem: Fapesp]

Uma nova pesquisa testou compósitos de PVC aditivados com argila organicamente modificada. Os resultados confirmaram a viabilidade na produção dos nanocompósitos com grau de esfoliação comparável ao obtido em estudos feitos internacionalmente que utilizam poliamidas como matrizes poliméricas.

Nanocompósitos são compostos formados por uma matriz polimérica reforçada com uma carga nanométrica, como, por exemplo, PVC com argila - no qual as propriedades de um dos materiais (matriz, no caso PVC) são aprimoradas pelas propriedades do material inorgânico, que, ao ser incorporado em diminutas quantidades, pode ter o efeito esperado multiplicado.

Material alternativo

De acordo com Lucia Helena Innocentini Mei, professora da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas, a abordagem do trabalho tem sido basicamente a modificação da rota convencional de produção dos compostos de PVC hoje utilizada na indústria.

"De maneira simplificada, estamos utilizando os plastificantes presentes na formulação do composto de PVC para promover a esfoliação da argila, de modo a permitir a produção dos nanocompósitos. As técnicas desenvolvidas podem ser aplicáveis de imediato na indústria", disse.

O estudo é o resultado do trabalho de doutoramento do engenheiro Antonio Rodolfo Jr., da Braskem, sob a orientação de Lucia Mei. Um artigo com resultados da pesquisa foi publicado na revista Polímeros (nº1/2009).

Próteses totais

Lucia Mei também coordena um projeto intitulado "Aplicação dos arcos dentais pré-fabricados, flexíveis e com dentes ajustáveis no processo de confecção de próteses totais".

Segundo ela, o material polimérico para a fabricação do arco flexível provisório já foi desenvolvido e os protótipos do arco estão sendo montados em laboratório para realização dos testes clínicos.

"A pesquisa sobre arcos dentais se encontra atualmente em nível de transposição para a escala piloto, dependendo de investimento de empresa parceira para continuação do desenvolvimento, do escalonamento para produção em larga escala e do licenciamento da patente para uso e exploração comercial da tecnologia", explicou.

Termoplástico

O estudo aponta que o PVC é o segundo termoplástico mais consumido no mundo, com demanda mundial de resina superior a 36 milhões de toneladas em 2008. No Brasil, o consumo médio anual de resinas de PVC corresponde a cerca de 2,7% da demanda mundial, ou 970 mil toneladas.

Apesar do potencial de crescimento da demanda desse tipo de resina no país, o consumo per capita - em torno de 5 quilos por habitante ao ano - ainda é baixo quando comparado ao de outros países.

Nanocompósitos de PVC

De acordo com a professora, com o desenvolvimento da nanotecnologia, nas últimas décadas, tem havido um interesse crescente no campo dos nanocompósitos poliméricos, devido às suas propriedades especiais. Além de possibilitar a obtenção de propriedades equivalentes às dos compósitos tradicionais, eles exibem adicionalmente propriedades ópticas, elétricas e magnéticas muitas vezes únicas.

"Há muita aplicação a ser explorada ainda com o PVC. O desenvolvimento de novas classes de materiais pode possibilitar compostos do polímero com propriedades diferenciadas, como, por exemplo, melhorias adicionais no já excelente comportamento frente a incêndios. Outras possibilidades são o aprimoramento das propriedades mecânicas, com ganhos em resistência à fratura", indicou.

Lucia Mei destaca que, por ser considerado versátil, o PVC pode ter suas características alteradas dentro de um amplo espectro de propriedades, em função da aplicação final, variando desde o rígido ao extremamente flexível.

A grande faixa de variação de propriedades permite que o polímero seja utilizado em aplicações que vão desde tubos e perfis rígidos, para uso na construção civil, até brinquedos e laminados flexíveis para acondicionamento de sangue e plasma.

"A versatilidade do material se deve também, em parte, à sua adequação aos mais variados processos de moldagem, podendo o mesmo ser injetado, extrudado, calandrado, espalmado, somente para citar algumas das alternativas de transformação", disse.

Argilas

A pesquisadora explica que os reforços mais utilizados para a produção de nanocompósitos poliméricos são as argilas. Elas possuem uma constituição química que permite a separação das suas camadas de silicato (esfoliação), com consequente possibilidade de intercalação das cadeias poliméricas.

"A propriedade de possuir elevada área superficial faz com que as argilas tragam uma série de benefícios potenciais aos materiais poliméricos, incluindo o PVC. Ou seja, maior rigidez e resistência mecânica, maior tenacidade, maior barreira à difusão de gases, menor permeabilidade, maiores temperaturas de distorção e amolecimento, menor inflamabilidade, melhor resistência química e maior estabilidade dimensional", disse.

Lucia Mei ressalta que a pesquisa ainda está na fase de exploração do sistema, mas que a viabilidade econômica é muito grande. Por conta disso, está sendo avaliada a possibilidade de pedido de patente.

"Destaco ainda a importância de as empresas brasileiras liberarem seus funcionários interessados em fazer pesquisa, com o intuito de adaptar a empresa às novas tecnologias. É daí que surgem novos rumos para igualarmos nossas tecnologias às dos países mais ricos e permitir que se enfrentem crises como a atual", disse Lucia Mei.

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