Um termoplástico, às vezes escrito como termoplástico, é um tipo de plástico feito de um polímero que se torna um líquido homogêneo quando aquecido a temperaturas relativamente altas e é um material rígido em um estado de transição vítrea quando resfriado . Quando congela, é um material quebradiço. Todas essas características são reversíveis, o que permite que os termoplásticos sejam aquecidos e resfriados repetidamente sem perder essas qualidades e tornando os termoplásticos um material facilmente reciclável .

Propriedades mais destacadas

As principais propriedades dos materiais termoplásticos que os tornaram tão amplamente utilizados em todos os tipos de indústrias e fábricas são:

  1. Eles entram no estado líquido quando aquecidos antes de se transformarem no estado gasoso, ou seja, podem derreter.
  2. Possuem boa plasticidade com aplicação de calor, permitindo sua fácil moldagem
  3. Pode ser dissolvido com alguns solventes
  4. Eles podem absorver alguns solventes, e quando o fazem, eles incham
  5. Eles oferecem boa resistência à deformação por fluência (deformação irrecuperável)

Estrutura química

As moléculas de polímero que compõem um termoplástico são unidas por forças de Van der Waals que as mantêm em estruturas lineares ou ramificadas. Poderíamos comparar sua estrutura a um conjunto de cordas em que cada corda é um polímero. Os cordões podem ficar mais ou menos emaranhados, quanto maior for a força necessária para separar cada molécula polimérica com maior emaranhamento. Na imagem a seguir, podemos ver uma representação esquemática de um termoplástico, um elastômero e um polímero termofixo.

Galeria

As forças de Van der Waals entre as moléculas poliméricas que formam um material termoplástico podem ser de diferentes graus, dependendo da composição química da própria molécula e do arranjo espacial que ela adota. Dependendo disso, a estrutura adotada pode ser amorfa ou cristalina e ambas podem existir no mesmo material.

A estrutura amorfa é caracterizada por um arranjo desordenado das cadeias poliméricas e é responsável pelas propriedades elásticas dos plásticos. Quanto maior a quantidade de estruturas amorfas, maior será a elasticidade do termoplástico, mas terá menor resistência .

Na estrutura cristalina, as moléculas de polímero estão dispostas de forma ordenada e muito mais compactas do que na estrutura amorfa. As forças intermoleculares são mais fortes e por isso as estruturas cristalinas conferem propriedades de resistência mecânica aos materiais termoplásticos tornando-os resistentes a cargas, tração e temperatura. Mas quanto mais estruturas cristalinas diminui a elasticidade, surge a fragilidade .

Tipos de termoplásticos

Existem dezenas de tipos de termoplásticos, cada um dos quais varia em organização cristalina / amorfa e densidade. Os termoplásticos mais usados atualmente são poliuretano, polipropileno, policarbonato e acrílico.

O celulóide (nitrato de celulose) é considerado o primeiro termoplástico fabricado na história. Ele fez sua aparição estelar em meados do século 19 e por mais de 100 anos foi o material termoplástico mais usado. Embora ainda seja usado hoje, por exemplo, na fabricação de seletores de posição em guitarras, foi amplamente substituído por outros materiais termoplásticos com melhores propriedades.

Diferenças com termofixos e elastômeros

Os termoplásticos são freqüentemente confundidos com os plásticos termofixos. Embora etimologicamente possam soar iguais, a realidade é que têm propriedades bastante diferentes. Embora os termoplásticos possam aquecer até o estado líquido e depois resfriar novamente ao estado sólido, os termofixos se deterioram quimicamente quando aquecidos . Apesar dessa deterioração, os termofixos tendem a ser mais duráveis do que os termoplásticos.

Os termoplásticos também são diferentes dos elastômeros, embora alguns polímeros possam ser considerados de ambos os tipos. Muitos termoplásticos podem esticar até um determinado ponto, mas a maioria tende a ser resistente à elasticidade e permanecer da maneira como foi esticado (não voltando à forma original). Por outro lado, a principal característica dos elastômeros é sua alta elasticidade, que pode ser esticada consideravelmente e voltar à sua forma original quando a força de esticamento cessa.

Para tornar um material termoplástico mais flexível e elástico, podem ser usados plastificantes que se misturam quando o termoplástico está derretido. Essas substâncias plastificantes diminuem a temperatura de transição cristalina (Tc) do termoplástico, temperatura que depende diretamente de sua estrutura cristalina. O Tc também pode ser ajustado pela introdução de um copolímero , ou seja, pela mistura de outro polímero com o polímero que forma o material termoplástico para aproveitar algumas propriedades deste segundo. O copolímero mais amplamente utilizado é o poliestireno. Até o uso de plastificantes, algumas molduras termoplásticas rachavam facilmente apenas por imersão em água fria.

Exemplos de uso de termoplásticos

Os materiais termoplásticos existem há muito tempo e hoje fazem parte de inúmeros produtos. Vejamos alguns exemplos importantes:

  • Acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é um tipo de termoplástico usado em automóveis, brinquedos (como os famosos blocos LEGO® ou bonecas BANDAI®), equipamentos esportivos, invólucros para componentes eletrônicos (computadores, televisores, consoles de videogame) ou suprimentos de escritório ( pastas, grampeadores).
  • O policarbonato é um material utilizado na fabricação de discos ópticos (CDs, Blu-ray, DVD), garrafas de refrigerante ou lentes para óculos.
  • O polietileno pode ser o mais fácil de encontrar ao seu redor e a mesma quantidade de material termoplástico. Existem dois tipos, alta e baixa densidade, sendo o primeiro um material rígido e resistente e o segundo um material altamente elástico. Você pode vê-los em latas de produtos de limpeza e cosméticos, em sacolas de supermercado, tampas de cabos elétricos, tubos de todos os tipos e até em coletes à prova de balas.
  • Outros termoplásticos bem conhecidos e comuns são poliestireno, poliamida, PVC (cloreto de polivinila), etc.
  • Os termoplásticos também são usados ​​na fabricação de adesivos, por exemplo, acrilatos e cianoacrilatos.