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Plástico

O plástico serve de matéria-prima para a fabricação de diversos produtos.

Em química e tecnologia, os plásticos são materiais orgânicos poliméricos sintéticos, de constituição macromolecular, dotada de grande maleabilidade (que apresentam a propriedade de adaptar-se em distintas formas), facilmente transformável mediante o emprego de calor e pressão e que serve de matéria-prima para a fabricação dos mais variados objetos: vasos, sacolas, toalhas, embalagens, cortinas, bijuterias, carrocerias, roupas, sapatos e etc.

A matéria-prima dos plásticos, geralmente, é o petróleo.[1] Este é formado por uma complexa mistura de compostos. Pelo fato de estes compostos possuírem diferentes temperaturas de ebulição, é possível separá-los através de um processo conhecido como destilação ou craqueamento.

A fração nafta é fornecida para as centrais químicas e petroquímicas, onde passa por uma série de processos, dando origem aos principais monômeros, como, por exemplo, a creolina.

São divididos em dois grupos de acordo com as suas características de fusão ou derretimento: termoplásticos e termorrígidos.

História

A designação "plástico" origina-se do grego "πλαστικός" (plastikós)[2] e exprime a característica dos materiais quanto a moldabilidade (mudança de forma física). Adota-se este termo para identificar materiais que podem ser moldados por intermédio de alterações de condições de pressão e calor, ou por reações químicas.

O primeiro acontecimento que levou à descoberta dos plásticos foi o desenvolvimento do sistema de vulcanização, por Charles Goodyear, em 1839, adicionando enxofre à borracha bruta. A borracha tornava-se mais resistente ao calor.

O segundo passo foi a criação do trinitrocelulose, em 1846 por Christian Schönbein, com a adição de ácido sulfúrico e ácido nítrico ao algodão. O nitroceluloide era altamente explosivo e passou a ser utilizado como alternativa à pólvora. Posteriormente, foi desenvolvido o celuloide com a adição da cânfora. Esse novo produto tornou-se matéria-prima na fabricação de filmes fotográficos, bolas de sinuca, placas dentárias e bolas de pingue-pongue.

Em 1907,[3] Leo Baekeland criou a baquelite, primeiro polímero realmente sintético, podendo ser considerado, portanto, o primeiro plástico. Era resultado da reação entre fenol e formaldeído. Tornou-se útil pela sua dureza, resistência ao calor e à eletricidade.

Na década de 1930, foi criado um novo tipo de plástico: a poliamida, comercialmente chamada de Nylon.[4] Após a Segunda Guerra Mundial, foram criados outros, como o dácron, o isopor, o poliestireno, o polietileno e o vinil. Nesse período, os plásticos se difundiram no cotidiano das pessoas de tal forma a não ser possível imaginar o mundo de hoje sem eles.

Em 2018, foi inventado um tipo de plástico que teoricamente pode ser reciclado “infinitamente”.[5]

Classificação

Podem ser subdivididos em termoplásticos e termofixos.

  • Termoplásticos, tem como vantagem sua versatilidade e facilidade de utilização, desprendendo-se, geralmente, da necessidade de máquinas e equipamentos muito elaborados (e financeiramente dispendiosos).

Dentre os termofixos conhecidos, destaca-se o poliéster. As resinas poliésteres constituem a família de polímeros resultantes da condensação de ácidos carboxílicos com glicóis, sendo classificados como resinas saturadas ou insaturadas, dependendo da cadeia molecular resultante.[6]

Exemplos

  • Poliestireno (Isopor): o poliestireno é formado por moléculas de estireno. Ele é capaz de formar um plástico rígido e resistente a impactos para móveis, gabinetes (para monitores de computador e TVs), copos e utensílios. Quando o poliestireno é aquecido com ar na mistura, forma o isopor. O isopor é leve, moldável e um excelente isolante.
  • Cloreto de polivinila (PVC): o PVC é um termoplástico formado quando o cloreto de vinil (CH2=CH-Cl) sofre polimerização. Após a produção, ele fica frágil, então os fabricantes colocam um líquido plastificante para torná-lo macio e maleável. O PVC é muito utilizado para tubulações e encanamentos, por ser durável, impossível de corroer e mais barato do que tubulações metálicas.[8] Porém, após muito tempo, o plastificante pode ser eliminado naturalmente, tornando a tubulação frágil e quebradiça.
  • Politetrafluoroetileno (Teflon): o teflon foi feito em 1938 pela DuPont, o produto foi patenteado em 1941.[9] É criado pela polimerização das moléculas de tetrafluoroetileno (CF2=CF2). O polímero é estável, resistente a altas temperaturas e a várias substâncias químicas e possui uma superfície quase sem atrito. O teflon é utilizado na fita de vedação de encanamento, utensílios para a cozinha, canos, revestimentos à prova d'água, filmes e mancais.
  • Cloreto polivinílico (Saran): Dow fabrica resinas Saran, que são sintetizadas pela polimerização das moléculas de cloreto vinílico (CH2=CCl2). O polímero pode ser utilizado para fazer filmes e embalagens impermeáveis aos aromas dos alimentos. A embalagem de Saran é um plástico famoso para embalar alimentos.
  • Polietileno, LDPE e HDPE: o polímero mais comum dentre os plásticos é o polietileno, feito de monômeros de etileno (CH2=CH2). O primeiro polietileno foi produzido em 1934. Atualmente, chamamos esse plástico de polietileno de baixa densidade (LDPE) porque ele flutua em uma mistura de álcool e água. No LDPE, as fibras de polímero são entrelaçadas e organizadas imprecisamente, então ele é macio e flexível. Foi utilizado pela primeira vez para isolar fios elétricos, mas atualmente, é utilizado para filmes, embalagens, garrafas, luvas descartáveis e sacos de lixo.

Na década de 1950, Karl Ziegler polimerizou o etileno na presença de vários metais. O polímero polietileno resultante era composto principalmente por polímeros lineares. Essa forma linear produzia estruturas mais firmes, densas e organizadas, e é chamada atualmente de polietileno de alta densidade (HDPE). O HDPE é um plástico mais rígido com ponto de fusão mais alto do que o LDPE, e que encolhe em uma mistura de álcool e água. O HDPE foi apresentado pela primeira vez em bambolês, mas é usado hoje principalmente em recipientes e condutas para água potável.

  • Polipropileno (PP): em 1954, Karl Ziegler e Giulio Natta, trabalhando independentemente, prepararam o polipropileno a partir de monômeros de propileno (CH2=CHCH3)[10] e receberam o Prêmio Nobel de Química em 1963. As diversas formas de polipropileno têm seus respectivos pontos de fusão e rigidez. O polipropileno é utilizado em acabamentos de carros, embalagens de bateria, garrafas, tubos, filamentos e sacolas.

Usos e aplicações

Propriedades dos plásticos

As propriedades dos plásticos são definidas principalmente pela química orgânica do polímero. Tais como dureza, densidade e resistência ao calor, solventes orgânicos, oxidação e radiação ionizante. Em particular, a maioria dos plásticos irão derreter com o aquecimento em torno de algumas centenas de graus Celsius.[11]

Poluição e Alternativas

Ver artigo principal: Poluição

Em 1997, pesquisadores da Sea Education Society estimaram que o Oceano Atlântico estava contaminado com 580 000 peças flutuantes de plástico por quilômetro quadrado.[12] De acordo com o Greenpeace, o problema não é apenas o plástico que flutua: 70% do plástico afunda, contaminando o fundo dos oceanos, com cerca de 110 pedaços de lixo por quilômetro quadrado. Em 2018, os cientistas previram que em 2050 haverá mais plástico no mar do que peixe.[5]

No oceano Pacífico, existe uma enorme ilha de plástico chamada de Grande Porção de Lixo do Pacífico. Calcula-se que sua área seja maior do que a dos estados brasileiros de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais e Goiás somados.[13] A degradação do plástico é de até 450 anos. O descarte, na natureza, de material plástico à base de poliuretano, causa problemas ambientais.

Uma hipótese, ainda em estudo, para solucionar tal problema seria o uso do fungo Pestalotiopsis microspora, supostamente capaz de alimentar-se de poliuretano.[14][15]

A bactéria Ideonella sakaiensis é capaz de degradar o polietileno tereftalato, plástico que compõe as garrafas PET. Estudos sobre a Ideonella sakaiensis devem acelerar esse processo, já que tudo o que se conhecia antes era alguns fungos capazes de decompor PET parcialmente.

Diante da necessidade de substituição desse material, a pesquisa científica desde a segunda metade do século XX vem tentando desenvolver plásticos biodegradáveis que mitigariam os efeitos de poluição pelo material já que seu tempo de degradação no ambiente é consideravelmente menor. Um polímero que se apresentou como substituto são os polihidroxialcanoatos (PHA) produzidos por algumas bactérias como reserva de energia. Entretanto seus custos altos de purificação dificultam sua inserção no mercado.

Em 2019, pesquisadores da Universidade de Chester descobriram uma maneira de converter plástico não reciclável em combustível de hidrogênio e eletricidade de baixo custo e baixo teor de carbono, o que poderia abastecer casas, usinas e redes elétricas inteiras por um dia.[16]

Prejuízos à saúde

Devido à sua insolubilidade em água e inércia química relativa, plásticos puros geralmente têm baixa toxicidade. Alguns produtos de plástico contêm uma variedade de aditivos, alguns dos quais podem ser tóxicos. Por exemplo, plastificantes como ftalatos e adipatos são muitas vezes adicionados aos plásticos frágeis, como cloreto de polivinila, para torná-los flexíveis o suficiente para uso em embalagens de alimentos, brinquedos e muitos outros itens. Traços destes compostos podem lixiviar para fora do produto. Devido a preocupações sobre os efeitos que isso pode causar, a União Europeia tem restringido o uso do DEHP (di-2-etil-hexil ftalato) e outros ftalatos em algumas aplicações. Alguns compostos de lixiviação de recipientes para alimentos de poliestireno têm sido propostos para interferir nas funções hormonais e são suspeitos de causar câncer.[17]

Através do desgaste do plástico pelos raios UV, ventos e exposição ao sol, são lançadas partículas pequenas de plástico chamadas microplásticos. Quando lançados nos oceanos, essas partículas são ingeridas por organismos menores, como plâncton e crustáceos. Através da cadeia alimentar, o microplástico é passado de organismo em organismo até que chegue no último nível trófico da cadeia. O microplástico não é necessariamente ingerido através dos seres marinhos, mas também através dos produtos industrializados, que são compostos por plástico. A ingestão do microplástico é prejudicial à saúde. Uma pesquisa realizada pelo Instituto de Pesquisa de Sistemas Ambientais da Universidade de Osnabrück, na Alemanha, aponta que esse tipo de material tem a capacidade de absorver produtos tóxicos encontrados nos oceanos como pesticidas, metais pesados e outros tipos de poluentes orgânicos persistentes (POPs), o que faz com que os danos à saúde da biodiversidade sejam muito maiores.

Ver também

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Referências

  1. ↑ «life cycle of a plastic product» (em inglês). Americanchemistry.com. Consultado em 15 de janeiro de 2012. Arquivado do original em 17 de março de 2010 
  2. ↑ «plás·ti·co». Priberam. Consultado em 26 de abril de 2018 
  3. ↑ Cole, Matthew; Lindeque, Pennie; Halsband, Claudia; Galloway, Tamara S. (dezembro de 2011). «Microplastics as contaminants in the marine environment: A review». Marine Pollution Bulletin. 62 (12): 2588–2597. ISSN 0025-326X. doi:10.1016/j.marpolbul.2011.09.025 
  4. ↑ Hermes, Matthew. Enough for One Lifetime, Wallace Carothers the Inventor of Nylon, Chemical Heritage Foundation, 1996, ISBN 0-8412-3331-4.
  5. ↑ 5,0 5,1 ‘Infinitely’ recyclable plastic created by chemists for first time 'It would be our dream to see this chemically recyclable polymer technology materialise in the marketplace,' say team behind new discovery por Josh Gabbatiss (2018)
  6. ↑ «Como funciona o plástico». Consultado em 24 de fevereiro de 2009. Arquivado do original em 13 de setembro de 2009 
  7. ↑ Nathaniel C. Wyeth “Biaxially Oriented Poly(ethylene terephthalate) Bottle” US patent 3733309, Issued May 1973
  8. ↑ Ebner, Martin. «Ceresana Research Releases New Comprehensive PVC Market Study». Newswire Today. Consultado em 15 de janeiro de 2012 
  9. ↑ Predefinição:Cite patent
  10. ↑ Peter J. T. Morris (2005). Polymer Pioneers: A Popular History of the Science and Technology of Large Molecules. [S.l.]: Chemical Heritage Foundation. p. 76. ISBN 0941901033 
  11. ↑ Dr Robin Kent. «Periodic Table of Polymers». Tangram Technology Ltd. Consultado em 15 de janeiro de 2012. Arquivado do original em 3 de julho de 2008 
  12. ↑ «Plastic Contamination in the Atlantic Ocean | Pollution | The Earth Times». www.earthtimes.org. Consultado em 16 de maio de 2022 
  13. ↑ «Fantástico - Todos os programas - NOTÍCIAS - Lixão se forma no meio do Oceano Pacífico». fantastico.globo.com. Consultado em 16 de maio de 2022 
  14. ↑ «Descoberto fungo que sobrevive comendo plástico e que pode ajudar a salvar o planeta». Tecmundo. Consultado em 12 de março de 2012 
  15. ↑ «Biodegradation of Polyester Polyurethane by Endophytic Fungi» (em English). American Society for Microbiology. Consultado em 12 de março de 2012 
  16. ↑ Malewar, Amit (15 de julho de 2019). «New method turns non-recyclable plastic into electricity and fuel». Inceptive Mind (em English). Consultado em 16 de julho de 2019 
  17. ↑ «Exposição ao bisfenol A é subestimada, diz estudo». VEJA (em português). Consultado em 16 de maio de 2022 
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