Polímeros Biodegradáveis

Um produto biodegradável deverá ter capacidade de se degradar em segurança por meios biológicos. Existe uma variedade considerável de polímeros biodegradáveis e estes podem ser classificados de acordo com a sua composição química, com o seu método de síntese, com o seu método de processamento, com a sua importância económica, com a sua aplicação.
Estes polímeros podem ser processados por métodos tradicionais e as suas propriedades mecânicas são comparáveis com as dos polímeros convencionais.
Em termos gerais, as suas principais aplicações são nas embalagens industriais e domésticas, em sacos, em fibras, em filmes para a agricultura, em catering e fast-food, em brinquedos, na medicina, em produtos de higiene e na cosmética.

Principais aplicações de polímeros biodegradáveis
De origem natural
- Polissacáridos
- Proteínas
- Lípidos
- Poliésteres

De origem mineral
- Poliésteres
- Poliálcoolvinílico

De Origem Animal
Os polissacáridos são polímeros de condensação formados por um elevado número de monossacáridos e a sua solubilidade na água é geralmente reduzida.
As proteínas são constituídas por longas cadeias poliméricas de sub-unidades ligadas entre si: os aminoácidos. Contêm átomos de carbono, oxigénio, hidrogénio e azoto (algumas contêm também enxofre).

Lípidos
Os óleos das plantas e agordura animal são os principais àcidos gordos insaturados. Alguns desses óleos são bem conhecidos pelo público pelo seu uso em tintas, sabão, detergentes, cosméticos e em aplicações como lubrificantes.

O óleo das plantas tornou-se um recurso de matéria-prima para a produção de resinas que podem ser misturadas com fibras naturais de modo a dar resistência aos materiais.

Os poliésteres constituem a classe mais atractiva de polímeros biodegradáveis com uma vasta gama de propriedades e aplicações. Estes materiais podem ser degradados por ataque enzimático e por hidrólise.

O polihidroxialcanoato é um poliéster que pode ser sintetizado por várias bactérias. As baixas concentrações de carbono, nitrogénio e fósforo aumentam a produção e qualidade dos polímeros. Estes podem ser produzidos em diversos grades, desde produtos elásticos a cristalinos. São bons candidatos para misturas e são facilmente processados em equipamentos tradicionais.

Aplicações:
- Embalagem de cosméticos
- Implantes médicos (ortopédicos)
- Cirurgia cardiovascular
- Artigos de catering descartáveis
- Embalagens para agricultura
- Revestimentos de papel
- Garrafas
- Filme
- Componentes electrónicos
- Indústria automóvel
- Têxteis
- Adesivos e tintas

De Origem Mineral
Poliésteres alifáticos

O PGA é um termoplástico rígido com elevada cristalinidade (46%-50%). A sua temperatura de transição vítrea é 36ºC e a sua temperatura de fusão é 225ºC. Este polímero não é solúvel na maioria dos solventes orgânicos mas é altamente sensível à hidrólise. O PGA pode ser processado por extrusão, injecção ou por compressão.

Aplicações:
Aplicações médicas (suturas)

Proteínas




As proteínas são polímeros naturais de aminoácidos condensados, formando cadeias polipeptidicas muito longas onde se dispõem no espaço de modos característicos. A insucina é uma proteína relativamente pequena, tendo cinquenta e um aminoácidos condensados na cadeia.
A hemoglobina humana já é constituída por quatro cadeias, duas com cento e quarenta e um aminoácidos cada e outras duas com cento e quarenta e seis.
Em cada proteína a sequencia de aminoácidos é sempre semelhante, apesar de existir um numero muito grande de possíveis combinações!
As cadeias polipeptidicas de aminoácidos estão enroladas com uma forma de hélice ou ligadas lateralmente a outras cadeias originando folhas.
As forças intermoleculares responsáveis por estes arranjos conformacionais são maioritariamente as ligações de hidrogénio entre os grupos carbonilo, C=O, e os hidrogénios dos grupos amino, NH.
As cadeias polipepetidicas, em hélice ou em folha, encontranm-se também combinadas com outras hélices e folhas de forma bastante bem definida para cada tipo de proteína. Na queratina, a proteína da lã, das unhas e do cabelo, as hélices estabelecem super-hélices. As fibras que se formaram a partir da queratia são elásticas porque existe uma possibilidade de ocorrer algum enrolamento das hélices quando solicitadas mecanicamente.
Na seda, a friboina é composta por cadeias dispostas em folha, sendo mais difícil fazê-las deslocar e daí apresentar uma menor elasticidade em comparação à Lã. A queratina e fibroina são proteínas fibrosas; proteínas, como a hemoglobina, a mioglobina e a insulina, são globulares, ou seja, as cadeias polipeptidicas apresentam-se dispostas em hélice e em folha, originado novelos e grupos de novelos, podendo estes originar certos grupos especiais não proteicos, grupos prosteticos, como se verifica na hemoglobina, presente no sangue, e a mioglobina, presente nos músculos.

Códigos de reciclagem de plásticos

Existem símbolos específicos, gravados nas embalagens ou nas peças dos diferentes plásticos, o que facilita o tipo de reciclagem a fazer. Os plásticos são representados por um triângulo equilátero composto por três setas e um numero de identificação ao centro.

Código de Designações
Reciclagem

História dos Polimeros

Polímeros

Polímeros são compostos orgânicos e reacções de difícil execução em laboratório, tanto que, até a primeira metade do século XIX acreditava-se na chamada Teoria da Força Vital enunciada por Berzelius. Até o século XIX somente era possível utilizar polímeros produzidos naturalmente, pois não havia tecnologia disponível para promover reacções entre os compostos de carbono. Isso caracteriza a 1ª fase da história dos polímeros.
Na 2ª fase Friedrich Wöhler, discípulo de Berzelius, derruba a teoria da Força Vital. Com essa derrubada as pesquisas sobre química orgânica se multiplicam. Em 1883 Charles Goodyear descobre a vulcanização da borracha natural. Por volta de 1860 já havia a moldagem industrial de plásticos naturais reforçados com fibras, como a goma-laca e a gutta-percha. Em 1910 começa a funcionar a primeira fábrica de rayon nos EUA e em 1924 surgem as fibras de acetato de celulose.

Na 3ª Fase, Henri Victor Regnault polimeriza o cloreto de vinil com auxílio da luz do sol, EINHORN & BISCHOFF descobrem o policarbonato. Esse material só voltou a ser desenvolvido em 1950 e finalmente em 1970, BAEKELAND sintetiza resinas de fenol-formaldeído. É o primeiro plástico totalmente sintético que surge em escala comercial.
O período entre 1920 e 1950 foi decisivo para o surgimento dos polímeros modernos. Durante a década de 1960 surgem os plásticos de engenharia. Na década de 1980 observa-se um certo amadurecimento da Tecnologia dos Polímeros: o ritmo dos desenvolvimentos diminui, enquanto se procura aumentar a escala comercial dos avanços conseguidos.
Finalmente na década de 1990 os catalisadores de metaloceno, reciclagem em grande escala de garrafas de PE e PET, biopolímeros, uso em larga escala dos elastómeros termoplásticos e plásticos de engenharia. A preocupação com a reciclagem torna-se quase uma obsessão, pois dela depende a viabilização comercial dos polímeros.
A partir do final da década de 1990, novas técnicas de polimerização começam a ser investigadas, onde se consegue ter um grande controlo da massa molecular e do índice de polidispersividade do polímero.

Reacções poliméricas

Monómeros são pequenas moléculas que podem-se ligar-se umas às outras, originando polímeros ou macromoléculas.

Exemplos: os hidrocarbonetos , derivados do petróleo, do tipo alcanos e alcenos.

Tipos de estruturas de Polímeros formados a partir de monómeros:


Reacção de polimerização de adição:
É formada pela adição de moléculas de um só monômero. Exemplos: A
polimerização do cloreto de vinilo
cloreto de vinilo (CH2=CHCl) é conhecido pelo PVC: [CH2 -CHCl]n. O cloreto de polivinilo é um termoplástico, tenaz e rígido (PVC rígido), mas pode tornar-se flexível e elástico mediante a adição de plastificantes (PVC plastificado). É pouco combustível e não tóxico, é resistente a ácidos e bases, mas não a solventes orgânicos. Devido a este facto é utilizado na agricultura: nas estruturas das estufas, botas de borracha, plásticos de cobertura de solo e canalizações para o sistema de rega.

Reacção de polimerização de condensação:
Nas reações de polimerização por condensação ocorre a união de monômeros iguais ou diferentes, resultando da reação o polímero e uma substância simples como água, ácido clorídrico.

As proteínas, os polissacarídeos e os ácidos nucléicos são exemplos
de polímeros de condensação (naturais).

POLÍMEROS: Materiais plásticos

O plástico é um dos materiais que pertence à família dos polímeros, e provavelmente o mais popular. Isto levanta uma série de perguntas...
• Onde encontramos plástico no nosso dia a dia?
• Por que este tipo de material é tão dominante nos nossos tempos?
• Por exemplo, por que há baldes em plástico e não de chapa metálica ou madeira, como antigamente?
Resposta: Baixo peso.
Para que carregar um pesado balde metálico se o plástico torna o balde leve e estável o suficiente para transportar água?

• Por que os fios eléctricos são revestidos de plástico e não mais de porcelana ou tecido isolante, como antigamente?
Resposta:
O revestimento plástico é mais flexível que a porcelana. Também é bem mais robusto e resistente às intempéries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o isolamento eléctricos que é absolutamente vital neste caso.

• Por que as geladeiras são revestidas internamente com plástico?
Resposta:
O plástico é robusto o suficiente e é um óptimo isolante térmico, exigindo menor esforço do compressor para manter os alimentos congelados.

• Por que o CD é feito de plástico?
Resposta:
O plástico utilizado neste caso – policarbonato (ou, abreviadamente, PC) - é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que é mais leve e é bem menos frágil.

E, o que é mais importante, em todos os casos acima, o plástico apresenta custo bastante compensador em relação aos demais materiais. Este é um factor primordial para sua escolha!

Como nem tudo é perfeito no mundo, há algumas desvantagens inevitáveis decorrentes do uso do plástico:
• Materiais plásticos permitem menos abusos – principalmente em termos de exposição ao calor.
• A reciclagem do plástico pode ser problemática. Além de alguns problemas técnicos, que serão vistos mais adiante, a viabilidade económica fica comprometida justamente pelas principais vantagens de sua utilização: baixo preço e baixo peso! Por exemplo, latinhas de alumínio são bem mais atractivas para os captadores de lixo, pois o preço pago é muito maior.


- O QUE SÃO POLÍMEROS?
Polímeros são materiais compostos por macro moléculas. Essas macro moléculas são cadeias compostas pela repetição de uma unidade básica, chamada mero. Os meros estão dispostos um após o outro, como pérolas num colar. Uma macro molécula assume formato muito semelhante ao de um cordão.
Logo, pode-se fazer uma analogia: as moléculas de um polímero estão dispostas de uma maneira muito semelhantes a um novelo de lã. É difícil extrair um fio de um modelo de lã. Também é difícil remover uma molécula de uma porção de plástico, pois as cadeias “seguram-se” entre si.
Por exemplo, o polietileno (ou, abreviadamente, PE) - plástico extremamente comum usado, por exemplo, em saquinhos de leite - é composto pela repetição de milhares de unidades da molécula básica do etileno (ou eteno):

Onde normalmente é superior a 10.000. Ou seja, uma molécula de polietileno é constituída da repetição de 10.000 ou mais unidades de etileno.
O parâmetro n é definido como sendo o Grau de Polimerização do polímero, ou seja, o número de meros que constitui a macro-molécula.

Polímeros naturais

Na constituição de um polímero existem as seguintes partículas, proteína, glícidos, lípidos, ácidos nucleícos ou moléculas deles obtidas por hidrólise.
Os polímeros podem ser considerados como um agregado de pequenas moléculas, designadas monómeros ligando-se entre si, formando macromoleculas, estes dividem-se em dois grupos polímeros sintéticos e naturais, e dentro dos naturais existem duas subcategorias, nomeadamente polímeros de adição e condensação.

Alguns exemplos de polímeros naturais, que frequentemente podemos encontrar no nosso dia-a-dia são: por exemplo, borracha (extraída da seringueira), celulose, proteínas, polissacarídeos, entre outros. São úteis no fabrico de diversos materiais como papel, pneus, etc.
A celulose é classificada como um polissacarideo, é frequente a sua presença nas paredes celulares das plantas, nos homens representa a fibra dietética em combinação com a linguina com hemicelulose e pectina.


Dentro deste grupo, podemos considerar um polímero bastante importante no nosso quotidiano, ou seja as proteínas, que na sua constituição molecular apresenta cerca dos 20 alfa-aminoácidos principais, compostos quaternários constituídos pelos elementos C, H, O e N.