MSc. Elias Augusto Soares, da redação.

 

O poli(metacrilato de metila) (PMMA), amplamente conhecido como acrílico, é um dos materiais plásticos com mais alto índice de transparência e rigidez, além do grande potencial de substituição do vidro em diversas aplicações, simples ou técnicas.

 

Na história dos polímeros o acrílico surgiu no início do século XX quando um químico alemão relatou suas pesquisas sobre esse material que, cerca de 20 anos mais tarde, resultaria na produção do poli(metacrilato de metila).

 

O PMMA é um termoplástico que apresenta um índice de transparência de aproximadamente 92%, o que é maior do que de outros polímeros e, até mesmo, que o índice de transparência do vidro. E, dependendo do seu grade, pode ser até dez vezes mais resistente ao impacto que o vidro. Se comparado a outros polímeros rígidos transparentes como, por exemplo, o policarbonato (PC) e o poliestireno (PS), o PMMA possui vantagens técnicas como: boa resistência aos raios UV e intempéries; alto índice de transmissão de luz e uma vasta possibilidade de personalização e coloração, uma vez que pode ser fornecido nas condições transparente, translúcido ou totalmente opaco, com diversos efeitos visuais e texturas.

 

 

O acrílico apresenta características particulares como bom índice de isolamento elétrico, boa resistência às intempéries, elevada estabilidade dimensional, índice de refração de 1,49 (suficientemente alto para aplicações ópticas), alto brilho, alta rigidez, baixa a moderada resistência ao impacto e, entre outras características, é biocompatível com tecidos humanos.

 

Industrialmente o PMMA está disponível em pellets ou em pó, que podem ser utilizados para sua transformação em máquinas de injeção, extrusão e até no processo de sopro. O que diferencia o material usado nesses processos é seu peso molecular. Resinas dotadas de peso molecular mais elevado apresentam menor taxa de escoamento, ou seja, maior viscosidade e menor índice de fluidez, além de uma maior resistência ao calor durante processamento, adequadas à extrusão. Os tipos com menor peso molecular são mais adequados para a fabricação de peças com geometria complexa a serem produzidas em moldes de difícil preenchimento, como ocorre na injeção.

 

 

Os fabricantes recomendam a secagem do acrílico, a fim de evitar defeitos superficiais como a formação de bolhas, as quais são facilmente detectadas visualmente na peça devido à sua alta transparência. Além disso, esse material também é usado em impressão 3D, mas requer cuidados especiais com o processo e sua temperatura.

 

As chapas de PMMA são produzidas por fundição de monômeros e, nesse caso, as etapas de polimerização e moldagem ocorrem simultaneamente. As chapas podem ser fabricadas a partir de 0,8 mm de espessura e é sob esta forma que o material é mais amplamente utilizado em processos de corte, dobra, usinagem ou termoformação, sem perda de suas características ópticas. A dobra (realizada por meio de aporte de temperatura em uma área localizada) também requer cuidados para evitar a crepitação e formação de bolhas no material. Essas chapas também podem ser coladas ou soldadas conforme necessidade do projeto. Geralmente, as resistências mecânicas das chapas são maiores do que os graus de moldagem devido à sua elevada massa molecular.

 

O acrílico possui boa resistência à abrasão (se comparado ao PC, por exemplo) mas, ainda assim, é suscetível a arranhões. Existem tratamentos superficiais que podem ser aplicados ao material para suprir esse déficit. Porém, quase todos os seus grades podem ser submetidos a um polimento, que recupera facilmente suas características ópticas.

 

 

Como alternativa, versões desse material utilizam diversos aditivos, tais como plastificantes (para aumentar sua resistência ao impacto) e protetores UV, além de partículas de borracha, usadas para aumentar sua tenacidade.

 

Em contrapartida, as desvantagens desse material são sua resistência ao impacto (baixa, se comparada à dos polímeros semicristalinos ou à do PC, por exemplo) e baixa resistência química a certos solventes. Os acrílicos não são afetados por soluções aquosas da maioria dos produtos químicos, detergentes, produtos de limpeza, ácidos inorgânicos diluídos, álcalis ou hidrocarbonetos alifáticos. No entanto, são atacados por hidrocarbonetos clorados ou aromáticos, ésteres ou cetonas, os quais podem causar fissuras superficiais que, atreladas a sua rigidez e baixa resistência ao impacto, podem ser um fator de quebra.

 

As características citadas até aqui habilitam o PMMA a ser utilizado em aplicações como letreiros e artigos de sinalização, itens de mobiliário (mesas, cadeiras e poltronas), tubos e barras/chapas como produtos semiacabados, divisórias transparentes, placas de contenção (como as utilizadas devido à Covid-19), placas para aquarismo, caixas de exposição de produtos, brindes e itens de festas, lustres e luminárias, displays, réguas e esquadros, placas de sinalização de trânsito, componentes de brinquedos, teclas de piano, entre outras. Nas engenharias, o acrílico é muito utilizado em protótipos e modelos visuais de peças finais, lentes de lanternas traseiras de automóveis, botões para painel automotivo, carcaça externa de coluna de carros, cabines de aeronaves, bolhas de corpo de helicópteros, domos e cúpulas para construção civil, telhas, janelas, difusores de luz e clarabóias, botões e visores de eletrodomésticos (janela lava e seca), telas de eletrônicos, lentes de câmeras fotográficas, lentes de contato e próteses, por exemplo. Além disso, sua versão em emulsão favorece sua aplicação em tintas e revestimentos de pisos.

 

 

O PMMA, assim como os outros termoplásticos já tratados nesta seção, pode ser reaproveitado por meio do método de reciclagem mecânica ou por reciclagem química e é categorizado pelo símbolo “♹” (sete) na simbologia da ABNT para reciclagem, devendo ser descartado nas lixeiras de cor vermelha. Confira os fabricantes e fornecedores desse polímero em nosso Guia de Resinas Termoplásticas. Para saber mais, consulte a seção de Literatura em nosso site www.arandanet.com.br/revista/pi.

 

A ciência do material

O termo “acrílico” inclui ésteres e ácidos acrílicos e metacrílicos e outros derivados. Assim, existem muitas possibilidades de monômeros e métodos de preparação. Entretanto, de acordo com Erik Lokensgard, especialista em polímeros e autor do livro “Plásticos Industriais - teoria e aplicações”, o metacrilato de metila a partir da cianidrina de acetona é o que possui maior relevância comercial, podendo ser polimerizado usando diversos métodos como: em massa, solução, emulsão, suspensão e granulação.

 

Resumidamente, o propileno e benzeno reagem juntos para formar cumeno, ou isopropilbenzeno, o qual é oxidado a hidroperóxido de cumeno, que é então tratado com ácido para formar acetona. Um método em três etapas converte a acetona em metacrilato de metila, que é então polimerizado sob a influência de iniciadores de radicais livres para formar o PMMA.

 

A presença dos grupos metil (CH₃) pendentes, como mostrado na imagem da sua unidade repetitiva, impede que as cadeias poliméricas se agrupem de forma cristalina e girem livremente em torno das ligações carbono-carbono. Como resultado, o PMMA é um plástico duro, rígido e transparente.

 

Propriedades típicas*

Nome e sigla: poli(metacrilato de metila) (PMMA) – [en. poly(methyl methacrylate)]

Classificação: polímero de engenharia

Origem: sintético

Fórmula química: (C₅H₈O₂)_n

Comportamento mecânico: termoplástico

Organização molecular: amorfo

Densidade (sólido): 1,2 g/cm³

Contração volumétrica: 0,4%

Temperatura de transição vítrea (Tg): 100 °C

Temperatura de processamento: de 180 a 260 °C, dependendo do processo

Temperatura de uso contínuo: 93 °C

Secagem: 70 a 90 °C, de 1 a 3 h

 

*Os dados atribuídos às propriedades do polímero são valores médios obtidos na literatura e junto a fornecedores de materiais.

 

(Fotos: topntp26, fanjianhua e rawpixel.com via Freepik; coltsfan, blende12, JACLOU-DL, saifulmulia, stevepb, analogicus, JordyMeow e pansyfun via Pixabay)

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