FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA Curso de Tecnologia em Polímeros Produção em Plásticos

FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA Curso de Tecnologia em Polímeros Produção em Plásticos Geonir Moreira de Lima PRODUÇÃO DE TINTAS E SUA CORRELAÇÃO COM OS MATERIAIS POLIMÉRICOS SOROCABA 2012 1

Geonir Moreira de Lima PRODUÇÃO DE TINTAS E SUA CORRELAÇÃO COM OS MATERIAIS POLIMÉRICOS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do Diploma de Graduação em Tecnólogo em Polímeros, da Faculdade de Tecnologia de Sorocaba. Orientadora: Profa. Ms. Maíra de Lourdes Rezende Sorocaba 2

2012 FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SOROCABA FATEC SO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do Diploma de Graduação em Tecnólogo em Polímeros, da Faculdade de Tecnologia de Sorocaba. BANCA EXAMINADORA: Prof. M.Sc Maíra de Lourdes Rezende Faculdade de Tecnologia de Sorocaba Prof. Dra. Luciana Sgarbi Rossino Faculdade de Tecnologia de Sorocaba Prof. Dr. Luiz Carlos Rosa Faculdade de Tecnologia de Sorocaba SOROCABA 2012 3

Com muita sinceridade dedico este trabalho a todos que tiveram coragem de abdicar de seus prazeres em curto prazo e se dedicaram aos seus estudos acadêmicos com o propósito legítimo de contribuir com a sociedade. 4

AGRADEÇO A Deus pela Graça, pela condição, pela inspiração, pela fé, pela força e pela misericórdia com a qual a Tua face me contempla. À minha família (Rose, Nathália e Bruno) por compreender a minha ausência em momentos importantes de nossa convivência. Ao amigo e irmão na fé Helrys Melchiades por me incentivar a ingressar na Fatec. Ao colega de trabalho Luciano Ferreira Técnico do laboratório da empresa em que trabalhamos pelas informações do estudo de caso elaborado. Ao amigo e colega de classe Felipe Mathias por me ajudar em toda a extensão do curso. Aos gestores da empresa em que trabalho por me liberarem dos horários extraordinários de trabalho compreendendo a minha necessidade de aprimoramento. Aos professores da Fatec com os quais tive eu contato mais próximo. 5

Tudo tem seu tempo determinado, e há tempo para todo o propósito de baixo do céu. Eclesiastes 3:1 6

Sumário 1. INTRODUÇÃO...13 2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO...15 2.1. A HISTÓRIA DA TINTA...15 2.2. OS POLÍMEROS...22 2.3. O QUE SÃO TINTAS?...26 2.4. O QUE SÃO VERNIZES?...29 2.4.1. Lacas...30 2.5. RESINAS...32 2.5.1. Principais tipos de resinas...33 2.6. PIGMENTOS...38 2.6.1. Pigmentos orgânicos...40 2.6.2. Classificação química de pigmentos orgânicos...41 2.6.3. Pigmentos especiais...43 2.6.4. Pigmentos inorgânicos...43 2.7. ADITIVOS...48 2.8. DILUENTES...52 2.9. SOLVENTES...53 2.10. ÓLEOS SECATIVOS E ÁCIDOS GRAXOS...56 2.11. PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE TINTAS...58 2.11.1. Pré-mistura...58 2.11.2. Moagem...59 2.11.3. Completagem...61 2.12. APLICAÇÕES PARA TINTAS...65 2.12.1. Aplicações arquitetônicas...65 2.12.2. Pintura automotiva...66 2.12.3. Revestimentos para plásticos...67 2.12.4. Pintura de manutenção industrial...68 2.13. TINTAS EM PÓ...69 2.13.1. Classificação das tintas em pó...70 2.14. PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DAS TINTAS EM PÓ...72 2.15. MÉTODOS DE APLICAÇÕES PARA TINTAS EM PÓ...75 3. ESTUDO DE CASO...77 7

4. RESULTADOS OBTIDOS...81 5. CONCLUSÕES...82 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...84 8

RESUMO Neste trabalho estão dispostas informações técnicas e complementares sobre a produção das tintas e a sua relação com os materiais poliméricos, principais insumos da composição. Como surgiram as tintas, conceituações mais importantes, que insumos são empregados em sua fabricação, qual a função destes insumos, quais os processos mais utilizados, quais as aplicações mais importantes do produto final, são essencialmente os tópicos que estão aqui propostos. É oferecido ao tecnólogo em polímeros, um campo de estudos tão importante quanto o dos plásticos, o das tintas e vernizes. Por meio de informações técnico-científicas, expor de uma forma coesa, toda a cadeia de obtenção e processamento das tintas, com ênfase na principal matéria-prima utilizada na fabricação de composições de revestimentos: os polímeros. Um estudo de caso real é apresentado de forma sucinta, porém com enfoque altamente investigativo no campo das tintas. Todo o levantamento deste trabalho possibilitou a conclusão de que fabricar tintas exige não somente o conhecimento dos processos industriais adequados, mas também, o conhecimento de diversas áreas da ciência, tais como: química orgânica e inorgânica, química dos polímeros, eletroquímica, química de superfície, físico-química, química dos colóides, etc. Palavras chave: Aplicações; Pigmentos; Polímeros; Processos; Resinas. 9

ABSTRACT In this work are willing technical informations and complementary about the production of paints and their relationship with the polymeric materials, the main inputs of the composition. How did the paint, the most important concepts, which inputs are used in his manufacture, which the function of these inputs, which processes most commonly used, what the most important applications of the end product, are essentially the topics that are proposed here. It's offered to the technologist in polymers, a field of estudyas important as the plastics, paints and varnishes. Through technical scientific information, display in a cohesive manner, the entire chain of production and processing of paints, with an emphasis on primary raw material used in the manufacture of coating compositions: the polymers. A real case study is presented in a concise, yet highly focused research in the field of paints. All survey of this work allowed the conclusion that manufacture paints requires not only knowledge of appropriate industrial processes, but also the knowledge of several areas of science, such as: organic and inorganic chemistry, polymer chemistry, electrochemistry, surface chemistry, physical chemistry, colloid chemistry, etc. Key words: Applications; Pigments; Polymers; Process; Resins. 10

LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Ilustrução de um polímero... 22 Figura 2 - Reação química de uma resina alquídica.... 34 Figura 3 - Reação química de uma resina acrílica.... 34 Figura 4 - Reação química de uma resina poliuretânica... 35 Figura 5 - Reação química de uma resina epoxídica.... 35 Figura 6 - Reação química de uma resina amínica.... 36 Figura 7 - Disco dispersor de alta velocidade... 59 Figura 8 - Moinho de esfera de vidro... 61 Figura 9 - Tanques para completagem.... 62 Figura 10 - Fluxograma de processo de produção de tintas em pó.... 74 11

LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Eventos históricos no desenvolvimento das composições de revestimentos.... 18 Quadro 2 - Classificação geral das tintas.... 28 Quadro 3 - Relação entre o comprimento de onda da cor absorvida pelo pigmento e a cor visível... 40 Quadro 4 - Tabela 4 - Relação aplicativa dos principais pigmentos orgânicos.... 42 Quadro 5 - Classificação geral dos pigmentos inorgânicos.... 46 Quadro 6 - Propriedades de alguns materiais da construção civil.... 66 Quadro 7 - Comparação entre resinas termoplásticas e termofixas...81 12

1. INTRODUÇÃO Quando se fala em polímeros a maioria absoluta das pessoas que tem algum tipo de contato com o assunto relaciona imediatamente o tema aos materiais poliméricos que se aplicam industrialmente à fabricação dos plásticos e seus correlatos. Entretanto, somente com um estudo mais aprofundado do assunto é que se descobre a relação direta das tintas com os polímeros. A atividade industrial de fabricação de tintas emprega uma ampla diversidade de materiais poliméricos, fazendo com que as tintas sejam apontadas como uma das aplicações mais importantes dos polímeros. Segundo Canto (1966) há mais semelhança entre os plásticos e as tintas do que se imagina, pois ambos são produzidos a partir da mesma matéria-prima, os polímeros. Pintar uma superfície equivale a utilizar uma reação de polimerização capaz de fornecer beleza, proteção, durabilidade e aumento do valor agregado da mesma. Desde que o homem descobriu a capacidade de proteção que as tintas e os vernizes oferecem às superfícies, estes se transformaram em itens de comercialização importantíssimos para a indústria de uma forma geral, abrangendo diversos setores da economia tais como o da construção civil e o automobilístico, incluindo também o naval e o aeronáutico. Segundo Marco Wismar (1984), apud Fazenda e Diniz, (2009, p. 4), o valor da tecnologia de tintas e vernizes tem sido altamente subestimado em todos os sentidos; a grande maioria das pessoas que não esteja de alguma forma relacionada com tintas e correlatos, seguramente não se dá conta de que esta tecnologia envolve muitas ciências tais como: química orgânica e inorgânica, química dos polímeros, eletroquímica, química de superfície, físico-química, química dos colóides, etc. Tintas e vernizes protegem e embelezam casas e edifícios, carros, eletrodomésticos, além de uma variedade imensa de produtos industriais, incluindo também em alguns casos, até produtos fabricados com plástico. Ainda segundo Marcos Wismar (1984), apud Fazenda e Diniz, (2009, p. 4), sob o binômio custo-benefício, as tintas constituem o produto industrial mais 13

aplicado no nosso mundo. Por exemplo, uma tinta com espessura de 75µm representa somente 0,8% do valor total de um carro médio e ainda assim o protege da corrosão, provê cor e aspecto glamouroso. Uma tinta com uma espessura de um décimo de um fio de cabelo humano protege a lata de alimento da corrosão, mantém o sabor, embeleza a lata, tudo a custo igual ou inferior a 0,4% do custo total de venda ao consumidor da lata com conteúdo. No caso das tintas, os processos de cura e aplicação do produto final, são realizados com a participação do próprio consumidor e estes constituem os estágios finais mais importantes da industrialização de uma tinta, destiguindo-a assim dos demais produtos fabricados com os materiais poliméricos (Fazenda e Diniz, 2009, p. 6). Uma vez que atualmente não se fabrica tintas sem a presença de polímeros em suas composições, este trabalho tem como objetivo principal fornecer à comunidade científica e tecnológica, informações pertinentes, além de vislumbrar a relação direta que as tintas e os vernizes possuem com os polímeros, fornecendo informações técnicas sobre composição, processamento e aplicação do produto industrializado, verificando a aplicação de materiais poliméricos como insumos de fabricação das tintas, contribuindo assim, com dados científicos que possam auxiliar pesquisas sobre produção, aplicação, reciclagem e até mesmo recuperação de tintas. A dificuldade de se encontrar na literatura tradicional informações contextualizadas a respeito do tema proposto, motivou em grande parte a realização deste trabalho. 14

2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO 2.1. A HISTÓRIA DA TINTA A utilização das tintas como revestimento para proteção de superfícies remonta tempos antigos e sua história forma um paralelo com a da polimerização. Na idade média, mesmo que de forma involuntária, obtinham-se produtos adequados à preparação de composições de revestimentos através da polimerização com a oxidação do óleo de linhaça aquecido com resinas naturais. Como exemplos de produtos naturais que contêm polímeros em sua composição pode-se citar a cera de abelha, o piche, o breu, o âmbar e a goma arábica, produtos estes que já eram conhecidos pelos antigos egípcios e gregos, que os usavam combinando-os a certos minerais coloridos a fim de aplicações arquitetônicas (Mano e Mendes, 1999, p. 130). Por muitos séculos, as tintas foram empregadas pelo seu aspecto estético. Mais tarde, quando introduzidas em países do norte da América e da Europa, os quais as condições climáticas eram mais severas, o aspecto proteção ganhou maior importância. Com o avanço da ciência e da mecânica modernas sua aplicação se expandiu para as áreas de higiene e iluminação (Fazenda e Diniz, 2009, p. 7). Foi a partir do século XX que ocorreu o grande desenvolvimento tecnológico das composições de revestimentos e matérias-primas afins. A associação de produtos de origem vegetal com produtos da indústria carboquímica permitiu o desenvolvimento de novas e mais eficazes películas protetoras. Atualmente, as composições de revestimento representam uma das mais importantes e diversificadas áreas de aplicação dos polímeros (Mano e Mendes, 1999, p. 130). Por meio da Arte Egípcia no período de 8000 a 5800 a.c., surgiram os primeiros pigmentos sintéticos, embora algumas das primeiras cores egípcias fossem derivadas do solo natural. O que hoje é conhecido como azul do Egito era composto de óxido de cálcio, alumina, sílica, resíduos de soda e óxidos de cobre. As cores naturais incluíam ocres vermelho e amarelo, hematita, calcário amarelo, ouro em folha, malaquita (carbonato básico de cobre), carvão, negro de fumo e gesso natural. Os egípcios empregavam goma arábica, clara e gema de ovos, gelatina e 15

cera de abelha tratada como preparos para suas bases ligantes. Piches e bálsamos naturais eram usados como revestimento protetor para seus navios (Fazenda e Diniz, 2009, p. 7-8-9). Os romanos conheciam outros pigmentos artificiais, tais como: chumbo branco (alvaiade), litargírio, zarcão, óxido amarelo de chumbo, verdete e ossos escuros. Pigmentos oriundos de madeira, plantas e suas misturas com argila e mel eram bastante comuns. Resinas e óleos eram utilizados apenas como bases líquidas. No período clássico, a albumina de ovo era utilizada como base ligante tanto pelos egípcios quanto pelos gregos e romanos e seu uso tornou-se tradicional pelos italianos através da civilização bizantina durante o século XIV. Os persas utilizavam goma arábica como base ligante e os chineses, utilizavam uma cola fraca com a mesma finalidade. Na Índia, as tintas eram aplicadas com estiletes e trinchas, e os lápis de cor eram feitos com arroz cozido. Na notável arte oriental, finas porcelanas eram pintadas com a preparação de pigmentos tais como: azurita, carbonato básico de cobre, malaquita, azul ultramarino, zarcão (vermelho de chumbo), litargírio, caulim, negro de fumo, pó de ouro entre outros provenientes de plantas naturais. Na America Central, os Maias também possuíam uma maneira própria de preparar revestimentos e nas suas melhores pinturas eram adicionados ovos de faisão conferindo-lhes excelente durabilidade. Os índios americanos e da costa oeste do Canadá usavam como pigmento preto carvão vegetal, negro de fumo natural, grafite e lignita em pó. Para a cor branca, usavam diatomita retirada do fundo de alguns lagos ou de ossos calcinados de animais silvestres. Os vermelhos eram obtidos a partir da calcinação do ocre amarelo. Os amarelos consistiam do amarelo ocre ou dos fungos encontrados em alguns cogumelos. Os azuis e verdes eram preparados do carbonato de cobre e perziza (material proveniente de um fungo que se desenvolve nos restos em decomposição de algumas madeiras). As bases ligantes empregados pelos índios 16

eram ovos de salmão ou óleo de peixe. A banha de carneiro era utilizada como base ligante para seus cosméticos. Na Europa Medieval, os manuscritos constituem a principal fonte de informação sobre a utilização de tintas e vernizes. Foi a partir desta Era que o emprego de óleos nos vernizes se iniciou. Artistas como Rembrandt Cuyp e pintores holandeses do século XVII, usavam como bases ligantes vernizes óleos-resinosos. Leonardo da Vinci, no século XVI, também empregava um veículo similar, substituindo os vernizes naturais por óleos. Em 1644, Petitot de Gênova foi um dos primeiros a sugerir que os secantes possuíam um valor prático nas tintas, embora o efeito dos secantes sobre óleos vegetais tenha sido mencionado por Galen já no século II e por Marcellus durante o século IV. Naquele período, os óleos eram purificados pelo cozimento com água, e os secantes eram usados como agentes desidratantes. Durante a Revolução Industrial, Watin, em 1773, foi o primeiro a descrever tecnicamente a indústria de tintas e vernizes como a conhecemos hoje. Copal e âmbar eram as principais resinas utilizadas durante a época da Revolução Americana e as resinas e os óleos eram fermentados antes da incorporação, para purificá-los. Terpenteno, um solvente, era empregado como diluente e os pigmentos eram moídos com uma grande pedra de forma cilíndrica. Em 1790 foram estabelecidas na Inglaterra as primeiras fábricas de verniz. Em 1820, na França. Em 1830, na Alemanha e em 1843 na Áustria. Por muitos séculos, a formulação de uma tinta foi uma arte sigilosa, cuidadosamente guardada e passada de geração em geração. Devido ao seu processo de fabricação oneroso as tintas eram disponíveis apenas para um segmento mais abastado da sociedade. Com o surgimento da indústria de tintas e vernizes no século XIX, os revestimentos orgânicos ganharam maior difusão popular. (Fazenda e Diniz, 2009, p. 7-8-9). Durante a Primeira e Segunda Guerras Mundiais, período este considerado pelos historiadores como bastante fértil para a ciência, químicos desenvolveram novos pigmentos e resinas sintéticas. Esses pigmentos e veículos substituíram ingredientes das tintas, como óleo de linhaça, necessário para fins militares. 17

Pesquisas desenvolvidas por químicos e engenheiros tornaram-se atividades importantes na fabricação de tintas. No final da década de 50, químicos criaram tintas especiais para pintura de exteriores, novos tipos de esmaltes para acabamento de automóveis e tintas à prova de gotejamento para superfícies externas e internas. Nos anos 60, a pesquisa continuada com resinas sintéticas conferiu às tintas maior resistência contra substâncias químicas e gases. Foi nessa época, que as tintas fluorescentes se popularizaram. Na década de 1970, devido à descoberta de envenenamento de muitas crianças por chumbo, após a ingestão de lascas de tinta seca pelas mesmas, os governos de alguns países impuseram restrições ao conteúdo de chumbo nas tintas de uso doméstico, limitando-o a cerca de 0,5%. (Metálica, 2011). O quadro 1 relaciona alguns dos principais eventos históricos no desenvolvimento das tintas. Quadro 1 - Eventos históricos no desenvolvimento das composições de revestimentos. DATA LOCAL EVENTO 15000 AC Europa Primeiras pinturas encontradas nas cavernas de Lascaux (França) e Altamira (Espanha) 8000-6000 AC Egito Primeiro pigmento sintético: Egyptian blue. Aglutinantes das composições de revestimentos: clara de ovo, gelatina e cera de abelha. 1500 AC Egito Primeiros aglutinantes para revestimentos protetores de barcos: alcatrão e bálsamo 1000 AC Egito Desenvolvimento de vernizes a partir de goma de Acácia (goma arábica) 1120-220 AC China Japão Coréia Utilização de lacas para decoração de edifícios, carruagens, arreios e armas. 1790 Inglaterra Primeira fábrica de vernizes 1867 Inglaterra Primeira resina sintética: PR 1920-1925 --------------- Desenvolvimento de CN e CAc e de resinas alquídicas para composições de revestimentos 1933 --------------- Desenvolvimento de polímeros vinílicos: PVC, PVAc, PVAI, acrílicos 1952-1955 --------------- Desenvolvimento de PR e PU Fonte: Mano e Mendes (1999). 18

Através dos eventos apresentados no quadro 1, verifica-se que a partir do ano de 1867, ocorreu o desenvolvimento das primeiras resinas tais como o dos primeiros polímeros sintéticos, sendo atualmente estes os principais insumos utilizados na fabricação das tintas modernas. O cenário atual no campo da evolução tecnológica das tintas é caracterizado por pesquisas de altíssimo nível tecnológico. Conforme relata Giulio (2007), os principais avanços relacionados às tintas permeiam os quatro principais segmentos do setor: tinta imobiliária, automotiva, para repintura automotiva e para indústria em geral. No caso das tintas imobiliárias, o grande avanço é a produção de tintas à base de água, que eliminam o uso de solventes e consequentemente trazem ganhos ambientais. Há também os sistemas tintométricos e as próprias inovações ligadas à tecnologia da cor. Este segmento apresenta ainda tintas magnetizadas, diversos tipos de texturas e produtos para ambientes e utilizações específicas, como tintas para telhados, azulejos, pisos, madeiras em geral, decks de piscinas entre outras. Muitas das inovações no setor vêm das universidades e instituições públicas de pesquisa. O grupo do pesquisador Henrique Toma, do Instituto de Química da USP, trabalha com o desenvolvimento de pigmentos inteligentes, usando para isso a nanotecnologia. Uma das pesquisas feitas envolve nanopartículas de ouro. "As partículas de ouro são normalmente usadas para fazer os revestimentos dourados em obras sacras e artísticas. Na forma nanométrica, essas partículas adquirem colorações que vão do vermelho ao violeta, em decorrência de fenômenos quânticos que ocorrem com os elétrons da superfície, denominados plasmons", explica Toma. A descoberta do grupo é que, em alguns tipos de materiais sólidos - como é o caso das chamadas hidrotalcitas (um pó branco usado como antiácido estomacal) -, as nanopartículas de ouro formam aglomerados quase enfileirados, colorindo a superfície de azul. Sob a ação do calor, ou de um feixe de laser apropriado, as nanopartículas se fundem e perdem a interação entre os plasmons. Com isso, a cor muda do azul para o vermelho, de forma irreversível. "É possível trabalhar com esses efeitos para gerar novas cores e propriedades, a serem incorporadas às tintas para as mais diversas aplicações, além de produtos ópticos e diagnósticos clínicos, 19

ressalta Toma. O pigmento, que já foi patenteado pela USP, tem a vantagem de não oferecer risco ambiental, além de ser bonito e durável. A nanotecnologia oferece também a possibilidade de trabalhar com nanoaditivos, como as nanofibras, para melhorar as características físicas das tintas, como resistência, permeabilidade, aderência e melhor recobrimento. Também é possível introduzir pigmentos com ação antimicrobiana, que evitam a formação de fungos, principalmente em ambientes úmidos, e nanocápsulas, com princípios ativos para serem liberados no ambiente, até mesmo para neutralizar odores. "O trabalho com nanoestruturas pode também levar à formação de cristais fotônicos (materiais que podem controlar ou manipular a luz de formas totalmente inesperadas, graças à sua singular estrutura física) com capacidade de mudar a cromaticidade dos materiais, gerando revestimentos coloridos, porém sem a presença de qualquer pigmento", diz Toma. O efeito da cor é de origem puramente física. Nesse tipo de tecnologia, a cor é determinada pelas nanoestruturas superficiais e pode dar origem a efeitos interessantes, como a variabilidade de tonalidade de acordo com o ângulo de percepção. Ainda segundo Giulio (2007), as inovações chegam até a produção de uma tinta sem cor, sem cheiro, de secagem rápida e capaz de fluorescer em várias superfícies com a incidência de luz ultravioleta. A descoberta da novidade aconteceu por acaso, quando o pesquisador Cláudio Cerqueira Lopes, do Instituto de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), estudava a produção de uma substância sintética contra o veneno de cobra. Um dos pesquisadores da equipe, surpreendido por uma queda de energia no laboratório, resolveu utilizar uma lâmpada ultravioleta para procurar um objeto. Ao dirigir seu foco para balões de vidro contendo as substâncias 3-aril cumarinas, ele verificou que elas produziam uma elevada luminescência. "A partir daí, passamos a trabalhar no desenvolvimento de uma mistura de solventes - semelhante à usada em impressoras jatos de tinta - para solubilizar a substância fluorescente para produzir uma tinta invisível, que já foi patenteada no Brasil e no exterior", explica Lopes. A tinta invisível não possui elementos tóxicos, é produzida com matériasprimas nacionais e de baixo custo e pode ser aplicada utilizando-se carimbos ou 20

pincéis. Apesar dos benefícios, como marcar objetos valiosos e dinheiro e ajudar na investigação criminal em casos de roubo, sequestro e extorsão, a tinta ainda não é comercializada. A dificuldade, segundo o pesquisador, está na distância mantida entre as universidades e as empresas. "Não houve interesse por parte do governo e de empresas nacionais na utilização, produção em larga escala e comercialização dessa tinta." 21

2.2. OS POLÍMEROS Por definição, polímero é uma macromolécula composta por muitas (dezenas de milhares) unidades de repetição, unida por ligações covalentes, as quais são denominadas meros. Assim, a matéria-prima para a produção de um polímero é o monômero, ou seja, uma molécula com uma (mono) unidade de repetição (Barros, 2011). A figura 1 representa de forma ilustrativa a definição anteriormente citada de mero e polímero. Figura 1 - Ilustração de um polímero. Fonte: Ianinno (2010). Antes de se entender o que são os polímeros faz-se necessário entender o mecanismo que torna possível a obtenção de um polímero, a polimerização. Segundo Canevarolo (2006), a polimerização consiste na reação ou no conjunto de reações nas quais moléculas simples reagem entre si formando uma macromolécula de alta massa molar. Dois grupos de variáveis interferem na qualidade do polímero formado: Variáveis primárias: temperatura de reação, pressão, tempo, presença e tipo de iniciador da reação e agitação. Variáveis secundárias: presença e tipo de inibidor, de retardador, catalisador, controlador de massa molar, quantidade de reagentes químicos e demais agentes específicos. 22

A indústria descobriu nos polímeros uma matéria prima de muita versatilidade, e investiu maciçamente no desenvolvimento de novos produtos. Com isso, em 1973 a produção mundial de plásticos, materiais poliméricos constituídos por substâncias orgânicas sintéticas, superou, em volume, a produção de aço. Os polímeros (do grego, poli=muitas, e meros=partes) são constituídos por macromoléculas formadas por meio de ligações covalentes e que podem conter centenas ou milhares de átomos. Todo polímero é constituído por macromoléculas. Entretanto, nem toda macromolécula constitui um polímero, pois é necessário que as unidades se repitam para se obter um polímero. Segundo Santos e Mól (2005), as reações para a formação de polímeros são denominadas reações de polimerização. Controlando-se as condições nas quais essas reações ocorrem, é possível obter moléculas maiores ou menores. Embora parecidas, as moléculas se diferenciam em quantidades de monômeros. Por isso, os polímeros são chamados de materiais, pois não são formados por um único tipo de constituinte, uma vez que no processo de polimerização são formadas moléculas de diferentes tamanhos, com 10000 meros, com 10010 meros, com 10050 meros e assim sucessivamente. O exemplo mais simples de polímero é o polietileno, constituído pela união de centenas de moléculas do eteno (CH2=CH2), também conhecido como etileno. Os polímeros podem ser classificados em três grandes grupos: plásticos; borrachas e fibras. Nota-se, portanto, que todo plástico é um polímero, porém nem todo polímero é um plástico. A ampla utilização de polímeros para a confecção de diversos materiais se deve ao fato de que eles são capazes de resistir às condições adversas como altas pressões e temperaturas e, sobretudo, às suas propriedades físicas e químicas. Por isso, substituem materiais diversos como madeira, vidro, metais, etc. Para diferentes aplicações, é possível produzir polímeros com diferentes propriedades, simplesmente alterando suas estruturas e composições. As 23

propriedades físicas dos polímeros estão relacionadas à forma e ao modo de organização de suas moléculas. Durante a reação de polimerização, as moléculas podem crescer em uma ou mais direções. A organização das moléculas implica em uma mudança nas interações intermoleculares, o que pode tornar o polímero mais resistente ou mais flexível, conforme a intensidade dessas interações. Quando as moléculas de polímeros crescem em apenas uma direção, formam polímeros lineares e dão origem aos materiais termoplásticos, aqueles que podem ser amolecidos pelo calor e, ao resfriarem, voltam a apresentar as mesmas propriedades iniciais, o que possibilita a sua reciclagem. Um exemplo deste tipo de polímero é o polietileno, cujas moléculas podem ser representadas da seguinte forma: ---CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2---. Muitas moléculas de polímeros crescem de forma tridimensional em decorrência das ligações químicas entre átomos de moléculas vizinhas. Esses polímeros tridimensionais dão origem aos materiais termofixos. Esses materiais, por sua vez, não podem ser remodelados pelo calor, o que impossibilita a sua reciclagem. A síntese de polímeros pode ser feita por meio de processos industriais adequadamente controlados, de modo a fornecer materiais cujas moléculas apresentam pequena variação de tamanho. Assim como as substâncias, esses polímeros podem ser caracterizados por propriedades físicas como densidade, solubilidade em diferentes solventes e temperaturas de fusão ou transição vítrea. Ao se resfriarem, os polímeros podem cristalizar ou vitrificar, ou seja, a reorganização de seus átomos pode tender a uma estrutura mais cristalina ou a uma estrutura mais amorfa, produzindo assim materiais com diferentes propriedades físicas. Para alguns polímeros a vitrificação é processo mais importante; para outros, é a cristalização. Em muitos polímeros, parte do material apresenta caráter amorfo, enquanto outra parte apresenta moléculas organizadas. Assim pode-se falar em grau de cristalinidade de um polímero para indicar a extensão de ordenação do material. 24

A temperatura de fusão (Tm), que é temperatura onde se inicia o processo de fusão das cadeias moleculares do material e a temperatura de transição vítrea (Tg), que é a temperatura a partir da qual se inicia a mobilização das cadeias moleculares do material, são fundamentais para a identificação de muitos polímeros puros, e principalmente para a determinação de suas aplicações tecnológicas (Santos e Mól, 2005). Segundo Mano e Mendes (1999), os polímeros industriais mais importantes no campo das tintas são os seguintes: PVAc Poli (acetato de vinila): utilizado na fabricação de tintas para parede; adesivos para papel; adesivos fundidos. PBA Poli (acrilato de butila): utilizado na fabricação de tintas e adesivos em geral. ER Resina epoxídica: utilizado na fabricação de tintas para diversos fins; adesivos para metal, cerâmica e vidro. CN Nitrato de celulose: utilizado na fabricação de tintas e vernizes; armações de óculos, etc. Os conceitos básicos sobre os polímeros anteriormente destacados são de fundamental importância para uma especialização no campo das tintas e a compreensão de sua relação com os materiais poliméricos dependem fundamentalmente destes conceitos. A partir do estudo dos polímeros pode-se estudar as tintas. 25