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Química

Policarbonato

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 26/11/2018

Introdução

Policarbonatos (PC) são poliésteres que apresentam grupos fenís na sua cadeia principal. A ligação característica dos policarbonatos é – O – CO – O –. Os policarbonatos são, normalmente, aromáticos com cadeias lineares. O policarbonato é um termoplástico de engenharia obtido pela condensação do fosgênio com o bisfenol – A, também chamado de difenol-propano, como mostra a reação química a seguir.

O policarbonato bisfenol – A, mostrado na figura acima, é o mais interessante comercialmente falando, pois possui temperatura de transição vítrea (Tg) alta, de aproximadamente 145°C; e temperatura de amolecimento, ou de fusão (Tm­­), entre 225 e 250°C. Além disso, o policarbonato apresenta fácil moldagem quando processado a temperaturas abaixo da temperatura de transição vítrea, e é altamente resistente ao impacto.

Essas características se devem à presença, na estrutura molecular do policarbonato bisfenol – A, de uma parte rígida, os grupos fenís; e outra parte flexível, o éster.

Breve Histórico dos Policarbonatos 

Os primeiros policarbonatos foram preparados em 1898 por Einhorn. Alguns anos depois, em 1902, Bischoff e van Hedenström conseguiram preparar policarbonatos muito parecidos. Em 1930, W. H. Carothers e F. J. Narra prepararam alguns policarbonatos alifáticos que não tiveram muito interesse comercial.

Atraídos pelo sucesso desses polímeros, a Farbenfabriken Bayer, na Alemanha, iniciou um programa de pesquisa envolvendo outros polímeros que contivessem em sua cadeia principal anéis aromáticos. De forma independente, a General Electric Co., nos Estados Unidos, realizava pesquisas sobre resinas termo-moldadas, térmica e hidroliticamente estáveis. Foi assim que, na década de 50, iniciou-se, tanto na Alemanha, quanto nos Estados Unidos, a produção em larga escala do policarbonato bisfenol – A.

As principais marcas registradas das resinas de policarbonato conhecidas atualmente estão na Alemanha pela Bayer (Makrolon ®), nos Estados Unidos pela General Electric Co. (Lexan ®) e Mobay Co. (Merlon ®), no Japão pela Teijin Kasei Chemical Co. Ltd. (Panlite ®), no Brasil pela subsidiária japonesa denominada Policarbonatos do Brasil S/A (Durolon ®).

Propriedades do Policarbonato

Os policarbonatos são transparentes, podendo chegar a 90% de transparência, uma vez que possuem baixa cristalinidade (ou seja, a cadeia é praticamente amorfa) devido à presença de grupos benzênicos na cadeia principal, que conferem alta rigidez à cadeia polimérica, restringido a flexibilidade da molécula.

Apresentam elevada resistência mecânica à tração e ao impacto, boas propriedades elétricas, e elevada dureza até 140°C. O policarbonato é fisiologicamente inerte e possui uma estrutura simétrica. Os grupos carbonato são polares, porém separados por hidrocarbonetos aromáticos.

Sua densidade é de 1,20. Possuem também alta estabilidade dimensional, são auto extinguíveis, sendo altamente resistentes à chama, ao escoamento sob carga e às intempéries. Os policarbonatos possuem, ainda, a vantagem de serem mais leves do que vidros e plásticos.  

Aplicações do Policarbonato

Dentre suas principais aplicações, o policarbonato é usado na produção de placas e chapas transparentes para substituir o vidro em condições críticas, como por exemplo, nas janelas de aviões, nos tetos solares transparentes em edifícios, etc. É usado, também, na fabricação de CDs e óculos de sol. Por serem termoplásticos, os policarbonatos podem ser reciclados.

Na área da engenharia elétrica e eletrônica, pelo fato de o policarbonato ser um bom isolante elétrico, ser transparente, ser bastante resistente às chamas e apresentar boa durabilidade, é aplicado na produção de caixas para relés, para chaves temporizadoras, para baterias, etc.

Outra aplicação muito comum do policarbonato é na fabricação de fios na forma de espiral, uma vez que este polímero, além de ser um ótimo isolante térmico e elétrico, apresenta elevada resistência à tração, sem sofrer deformação, sem perder a estabilidade térmica e mantendo-se resistente à oxidação.

O policarbonato moldado é utilizado na produção de gabinetes para computadores, tiras metalizadas de contato elétrico, máquinas de calcular, cápsulas de “start” para lâmpadas fluorescentes, dentre outras diversas aplicações elétricas e eletrônicas.

Os filmes de policarbonato que possuem alto peso molecular são aplicados também na produção de capacitores. Dentre outras aplicações, destacam-se o uso na fabricação de abrigos para ônibus, janelas de ginásio, quiosques para telefones, aplicações no campo fotográfico e aplicações domésticas na fabricação de copos, fruteiras, talheres, etc.


Exercícios

Exercício 1
(Unifesp/2005)

Os policarbonatos são polímeros orgânicos que, por sua elevada resistência mecânica e transparência, vêm substituindo o vidro em diversas aplicações. São obtidos pela reação representada pela equação:

O reagente A só é solúvel em água, enquanto o reagente B só é solúvel em meio orgânico (\(CH_2Cl_2\)), e os dois solventes são imiscíveis. Para que a reação ocorra, é necessária a utilização de um "catalisador de transferência de fase". O catalisador deve ser capaz de interagir com o reagente A na fase aquosa, transferindo-o para a fase orgânica. Na fase orgânica, com a formação do polímero, o catalisador é liberado e retorna à fase aquosa, dando continuidade ao processo. 

Dentre as substâncias cujas fórmulas são mostradas a seguir, assinale a alternativa que contém a substância que apresenta as características adequadas para atuar como catalisador nesse processo.

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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