HISTÓRIA DO PLÁSTICO

Como o plástico invadiu o mundo, nos setores da informação há alguns termos cuja significação nem sempre é bastante conhecida. Comecemos pela definição do que é plástico.

Plástico é a denominação de uma numerosa e prolífica família de materiais sintéticos formados por grandes moléculas. São materiais “amolecíveis” por calor ou solventes e, neste estado, facilmente moldáveis. Aliás, o vocábulo “plástico” indica a relativa facilidade de levar-se tais materiais ao estado plástico. Podem receber aditivos, como estabilizadores, que lhes conferem resistência a ácidos, calor e raios solares, e também pigmentos, que lhes dão as cores e tonalidades desejadas.

A expressão “resina sintética” aparece geralmente associada a plásticos.

Faz supor que a resina sintética, elaborada pelos químicos nos laboratórios, é a reprodução servil de uma resina natural. No entanto, as resinas sintéticas que dão origem à maioria dos plásticos, geralmente não são produtos artificiais que copiam com exatidão a estrutura química das resinas encontradas na natureza. Ao contrário, são resinas que não existem na natureza, mas, sim, foram criadas pelo homem após observações e experiências das mais diversas.

Assim, há plásticos que tem como matéria-prima uma resina sintética proveniente, por sua vez, de outras substâncias que, combinadas, lhe deram origem. E também há plásticos que não procedem de resinas sintéticas, mas, sim, de substâncias naturais, como é o caso, por exemplo, da celulose (substância proveniente de vegetais) e da caseína (proteína encontrada no leite).

Monômeros e Polímeros

Na produção de resinas sintéticas entram compostos químicos, como o fenol, formaldeído, uréia, melamina, acetato de vinilo, etileno e outros, conhecidos como monômeros, isto é, são constituídos de moléculas simples. Toma-se um destes materiais monoméricos, ou uma seleção de dois ou mais deles, e faz-se com que as suas moléculas se combinem para formar moléculas maiores (macromoléculas), constituídas, portanto, de grande número de pequenas moléculas combinadas. Essa combinação de moléculas de monômeros é chamada de polimerização e as substâncias decorrentes de tal combinação são chamadas de polímeros. Portanto, polimerização – palavra muito encontrada nas publicações de nossos dias – é uma operação química em que as moléculas iguais ou os conjuntos de moléculas se ligam, formando cadeias compridas ou redes sem que sua estrutura molecular se altere. O produto destas ligações é uma nova substância com propriedades específicas, que podem ser fixadas de antemão.

Exemplifiquemos com o etileno. O etileno é um gás que se desprende da nafta, durante o processo de fracionamento, na indústria petroquímica. As moléculas do etileno se contentam com apenas seis átomos – dois de carbono e quatro de hidrogênio – o que lhes atribui um peso atômico de apenas 28. Com a polimerização, porém, as moléculas em miniatura do etileno se agigantam e se tornam macromoléculas, e o etileno, por sua vez, transforma-se em polietileno, material sólido, com um peso molecular de 60.000.

Os polímeros são a base de grande número de matérias plásticas. De uma forma geral, quanto maiores as moléculas dos polímeros, melhores as propriedades físicas dos plásticos que produzem.

Citamos alguns monômeros e, dentro de parênteses, os polímeros que eles formam: fenol, formaldeído (resina de fenol formaldeído), uréia, formaldeído (resina de uréia formaldeído), acetato de vinilo (acetato de polivinilo), etileno (polietileno). Dessa forma, o polietileno é um polímero do etileno (gás extraído do petróleo). O poliestireno é um polímero extraído do estireno (por sua vez, um líquido incolor que pode vir da reação do benzeno com o etileno, na presença de um catalisador, o cloreto de alumínio). O polipropileno é um termoplástico obtido pela polimerização do gás propileno, este extraído do petróleo. Isto, quanto a matérias-primas plásticas.

As Categorias

Quanto aos plásticos, classificam-se em duas categorias: os termoplásticos, que, sob pressão e calor, passam por uma transformação física, não sofrem mutação em sua estrutura química, e se tornam reversíveis, isto é, podem ser reaproveitados em novas moldagens; e termoestáveis ou termofixos, quando sofrem uma transformação química sob efeito de calor e pressão, tornam-se irreversíveis, não podendo ser reaproveitados. Pertencem à primeira categoria os derivados de celulose, PVC rígido e não rígido, polietileno de alta e baixa densidade, polipropileno, poliestireno, policarbonato, “nylon” e outros.

E pertencem à categoria dos termoestáveis os plásticos fenólicos, uréicos, o poliéster e a melamina.

Os artigos plásticos são produzidos em máquinas de injeção (armários, assentos sanitários, gaveteiros, garrafeiras), de extrusão (chapas, laminados, tubos), de sopro (frascos, brinquedos), de compressão (também assentos, pratos, xícaras), de calandragem (chapas planas transformadas em onduladas).

O Mundo do Plástico

Não é sem razão que já se convencionou chamar ao nosso tempo de Era do Plástico. Surgido há um século e meio, o plástico evoluiu da posição de sucedâneo à de matéria-prima essencial para um sem número de especificações, e a cada nova necessidade da vida moderna logo emerge das provetas um material sintético mais racional, mais abundante, mais uniforme, mais econômico. A ciência e a técnica trouxeram à luz segredos da natureza escondidos no mundo das reações macrocelulares, e esta epopéia de descobrimentos ainda está longe de chegar ao seu epílogo.

Raros foram os materiais tradicionais que não sentiram a competição do plástico ou mesmo não perderam sua liderança. A borracha sintética substituiu o cautchu; as fibras de “nylon” e outras competem com o algodão, a seda, a lã e o couro; a baquelite, a galalite, o polopás, o poliestireno, o polipropileno e outros tantos ocupam a posição até então indisputada da pedra, da madeira e do ferro; a melamina concorre com a louça e a cerâmica; o PVC, o poliéster e o policarbonato substituem o vidro. Versátil e numeroso, o plástico aparece em todos os campos das atividades dos nossos dias e não há quem possa prognosticar as fronteiras das suas perspectivas.

Já hoje não existe atividade em que o plástico não tenha seu lugar, às vezes modesto, mas em geral prioritário. Ele é remédio e adorno, estrutura e revestimento, brinquedo e ferramenta. O plástico, que começou copiando a natureza, terminou por arrancar-lhe os seus segredos e superá-la, ampliando assim o domínio do homem sobre o mundo que habita e ainda abrindo-lhe caminhos para a própria conquista do espaço.

Cronologia

Reaumur, físico e naturalista francês, que viveu entre l683 e 1757, criador de um termômetro que leva o seu nome e autor de uma monografia sobre “a arte de converter o ferro fundido em aço” previu com bastante antecedência que uma dia se fariam, nos laboratórios, sínteses dos materiais encontrados na natureza. E assim foi, realmente.

Por volta de 1840, Keller, modesto produtor de linho caseiro em Hainichen, na Saxônia, e seu amigo Heinrich Volker, igualmente humilde fabricante de papel cuja matéria-prima eram os trapos recolhidos nas redondezas, partiram de caroços de cereja reduzidos a pó e criaram o papel de polpa de madeira. Era, na realidade, a primeira realização química, prática e com aproveitamento em larga escala da celulose, atrás da qual viriam os mais potentes explosivos, os filmes fotográficos, o “rayon”, os plásticos sintéticos, as lacas e os vernizes.

A celulose é o material de que são formadas as paredes das células de todos os vegetais. É insolúvel na água, no álcool, no éter e em todos os solventes habituais de laboratório, mas se dissolve no ácido sulfúrico , numa solução amoniacal de óxido de cobre, e depois de tratada com soda cáustica, no bissulfeto de carbono. Quimicamente é um hidrato de carbono, parente do açúcar e do amido e reagindo como um álcool.

Em forma quase pura, é extraída das fibras do algodão, mas qualquer vegetal a contém: folhas de capim, cascas de árvores, bagaço de cana. Estruturalmente, a celulose é uma dessas moléculas encadeadas e polimerizadas, como a borracha natural.

A década de 1840-50 foi rica de importantes descobertas sobre a celulose. John Mercer, estampador de Blackburn, na Inglaterra, mergulhando panos de algodão num banho de soda cáustica, criou o algodão mercerizado, mais suave ao tacto e mais fácil de tingir. Assim, o algodão mercerizado foi a primeira das numerosas fibras têxteis naturais modificadas pelo homem.

Em 1846, o químico Christian Schönbein, professor na Universidade de Basiléia, tratou o algodão com ácido nítrico e produziu a nitrocelulose, ou o chamado algodão-pólvora. Tal descoberta, porém, ou se perdeu ou não foi devidamente patenteada, e sua autoria é geralmente atribuída ao inglês Alexander Parker, em 1861.

Naquele mesmo ano de 1846, o pintor Louis Nicolas Ménard, desejando obter uma substância para revestir suas telas paisagísticas de Brabizon, dissolveu o algodão-pólvora numa mistura de álcool e éter obtendo uma película de celulose lisa, dura e límpida. Tinha descoberto o colódio, básico para as lacas e vernizes e hoje tão largamente usado...

O Plástico no Mundo

Uma das características mais impressionantes da nossa época é o que se pode chamar de convergência entre a ciência e a tecnologia, ou seja, a distância no tempo entre uma descoberta científica e a sua aplicação tem sido cada vez mais reduzida. Dezenas de anos, no início do século XX, medeavam entre uma descoberta e sua utilização prática. Assim, o aproveitamento do plástico, que até a II Guerra Mundial foi lento, acelerou-se vertiginosamente no quarto de século seguinte.

Um exemplo desse desenvolvimento, inicialmente em ritmo vagaroso, pode ser aquilatado através da importância que ganharam no mercado norte-americano algumas das primeiras resinas sintéticas. Um desses materiais, o PVC (“Poly Vinil Chloryde”), ou cloreto de polivinilo, lançado em 1928, demorou 21 anos, até 1949, para chegar a um faturamento de US$100 milhões e mais 15 anos para triplicar esse faturamento (em 1964, US$277 milhões). O estireno, lançado em 1937, demorou apenas 14 anos para quase quadruplicar essa importância (em 1964, US$362 milhões). E, finalmente, para só citar mais um exemplo, o polietileno, lançado em 1941, demorou 13 anos para chegar a US$100 milhões e apenas 10 anos para quase quintuplicar esse nível (em 1964, US$471 milhões).

Embora criado há um século e meio, o plástico somente alcançou desenvolvimento em escala industrial nas últimas três décadas, ou seja, mais acentuadamente no após-guerra, como dissemos.

Deve-se assinalar que, dentre os vários fatores que contribuíram para aquele desenvolvimento, acelerado nestes últimos vinte e cinco anos, figura prioritariamente o aprofundamento da teoria da química macromolecular, novos métodos de pesquisa, análise e ensaio, que permitiram a formulação das tarefas do químico com muito maior precisão, e também o progresso na construção de equipamentos de transformação que, por sua vez, possibilitaram a produção racional de grandes quantidades de produtos uniformes.

Em matéria de equipamentos, a indústria dos plásticos está bastante adiantada, podendo-se até dizer que o chamado obsoletismo neste setor ocorre de ano para ano. Eles existem em número crescente, de várias procedências, altamente sofisticados. Prensas e injetores moldam, em alguns segundos, peças de grandes dimensões, complexas e com muitos quilos de peso. Além do progresso puramente tecnológico, é notável o aperfeiçoamento dos controles eletrônicos e de computadores. As injetoras mais modernas são equipadas com sistema de autoajustagem, seleção e controle de qualidade, orientados por unidades de computadores.

O Plástico na História

Essa verdadeira revolução – a criação de novas matérias-primas – filha tão legítima da Revolução Tecnológica, não detonou tão revolucionariamente como se poderia supor. Ao contrário, principiou timidamente e caminhou passo a passo, às vezes retrocedendo, até o instante em que, de fato, pôde eclodir e, aí, sim, adquiriu caráter revolucionário.

Até meados do século XIX, existia uma separação intransponível entre a natureza orgânica e a inorgânica. As leis gerais da energia e, até certo ponto, o princípio da evolução de Darwin, começaram a unificar ambos os reinos aos olhos dos estudiosos. Em 1828, Friedrich Woehler, eminente mestre de Gotingue, conseguiu efetivamente, dispensando rins de animais, obter uréia, partindo de matéria inorgânicas. Tal descoberta, pelo menos em teoria, pôs por terra, definitivamente, o divórcio até então existente entre os corpos vivos e os minerais.

Mas as comunicações não eram fáceis como as de hoje, não reinava ainda uma mentalidade científica imune aos preconceitos e, principalmente, não existiam laboratórios de pesquisa, nem o instrumental adequado, nem métodos, nem muito menos uma visão bastante lúcida dos fenômenos químicos e físicos. O que existia era alguma pesquisa nas universidades (Alemanha, França e Inglaterra), mas muitas descobertas se perderam, ou não foram entendidas, ou então demoraram a vir a público, permanecendo como simples curiosidade. Para que serve isto, afinal?

Um exemplo. Quando, segundo o Livro do Êxodo, Moisés tirou os judeus do Egito e levou-os para o deserto, faltou alimento. Mas, certa manhã, apareceu sobre as plantas e o solo algo parecido ao orvalho e que se podia colher e comer antes que o sol o derretesse. Era o “maná” – “o pão que o senhor vos deu para comer” – na explicação de Moisés ao seu povo.

Que coisa era esse maná tão mencionado na tradição mediterrânea, onde há traços vivos da passagem do árabe? – quis saber, em 1806, o químico francês Joseph Louis Proust, então a serviço do rei Carlos IV da Espanha. Pesquisou e descobriu que 60% do maná, uma goma natural, um composto, consistem em álcool (manitol), branco e cristalino, levemente adocicado ao paladar e solúvel na água.

O maná ainda hoje continua a ser colhido nos desertos da Arábia e, sintetizado, figura em xaropes e laxativos. Mas, naquele distante 1806, serviu apenas para dar maior renome a Proust, sem nenhuma conseqüência para a economia espanhola nem para a ciência em geral. Dois séculos antes, Proust teria pago essa heresia com a morte numa fogueira da Inquisição.

Dadas essas condições é que se registram tantos “achados” casuais. O pesquisador, procurando um resultado, dava com outro, às vezes de maior valor, e desistia. Só a pesquisa sistemática, levada a cabo por cérebros privilegiados ou temperamentos muito teimosos é que permitiu, com o tempo, já na última década do século IXX e na primeira do século XX, abrir caminho para a comunhão da física, da química e da matemática, cujas fronteiras entre si já não são bastante definidas, e que juntas formam o fundamento de todas as outras ciências naturais.

Foi, por exemplo, o que aconteceu com o precoce alemãozinho Adolf von Baeyer que, aos 13 anos de idade, em 1848, realizando uma tarefa a pedido do seu mestre de química em Heidelbergue, apanhou uma mancheia de anil natural e, muito simplesmente, separou dele o seu ingrediente corante ativo, a indigotina. Nem por isso mereceu elogios. Só 22 anos mais tarde, Baeyer, superando-se, realizou uma síntese do complexo pó azul, extraindo-o do alcatrão. Mas foi preciso esperar até 1897 para que a sua síntese do índigo entrasse na luta dos corantes travada entre a Alemanha e a Inglaterra.

Friedrich Woehler e m ais alguns poucos homens foram fundamentais para chegarmos à compreensão dos fenômenos físico-qímicos. Um deles é outro alemão, Emil Fischer, que viveu entre 1852 e 1919. Ocupou a cadeira de química em várias universidades de sua pátria e, em Berlim, já no fim do século, como diretor do Instituto de Química, criou uma famosa escola de pesquisadores. Fischer é um dos maiores nomes da química orgânica sintética, pois não apenas formou toda uma geração de pesquisadores, como ainda realizou importantes trabalhos sobre corantes e compostos do grupo uréico, dedicando-se também à síntese de açúcares, proteínas, ácidos, matérias tanantes, graxas e fermentos. Foi um dos pioneiros da química dos ésteres. Prêmio Nobel de Química em 1902. Observe-se que o Nobel foi criado em 1901 e já na segunda vez em que foi atribuído, distinguiu um dos pioneiros do plástico.

O grande químico francês Marcellin Berthelot, professor do Colégio de França e que chegou a senador, ministro da Instrução Pública e do Exterior, consagrou boa parte da sua vida, nos últimos trinta anos do século IXX, a pesquisas de química orgânica, detendo-se particularmente no estudo dos ésteres e da reprodução, em laboratório, dos compostos químicos existentes nos seres vivos. Berthelot realizou grande número de sínteses, como as do álcool, metano e acetileno, e inventou vários aparelhos, um dos quais, o calorímetro de precisão, foi na sua espécie um dos primeiros a figurar no instrumental da nova tecnologia que surgia. Berthelot veio por isso a ser chamado o pai da termo-química – a parte da química que considera o calor o fator integrante das reações.

Mas ainda se estava em pleno reino do empirismo. Já se produzira um material sintético, o celulóide, não se sabendo, porém, exatamente, do que e como ele se formara. Somente mais tarde, com os misteriosos raios X é que se sairia da atmosfera do mistério para a compreensão do fenômeno.

Fio Sintético

Em 1850, Charles George, suíço, esteve a ponto de criar a primeira fibra sintética. Um século antes, Cochot e Louis Bon, na França, chegaram a enrolar fios contínuos de “seda de aranha”, realmente extraídos da gosma produzida por esse aracnídeo e, com ele, fabricaram luvas e meias com razoável resistência. Audemars, revendo tal experiência, ferveu a casca interior da amoreira na soda e adicionou-lhe sabão, tratando depois a mistura com cal dissolvida em ácido nítrico, álcool e éter, à qual juntou, finalmente, uma solução de borracha. Assim, obteve um fio ininterrupto, que não se sabe ter chegado ao mercado.

Em 1880, quando preparava chapas fotográficas revestidas de colódio, o conde Hilaire de Chardonnet, em Besançon, produziu a primeira fibra sintética que patenteou com esta explicação, em 1884: “...une matière artificielle ressemblant à la soje”. Naquela cidade mesmo instalou sua própria fábrica de têxteis e, na Exposição de Paris de 1889, apresentou a “seda Chardonnet” com enorme êxito.

Afinal, o “Nylon”

Infelizmente, a seda Chardonnet, extraída da nitrocelulose, era facilmente inflamável e levou a resultados desastrosos. Pouco mais tarde, os ingleses Charles F. Cross e Ernest J. Bevan, submetendo a branca e fiável celulose alcalina ao bissulfato de carbono, obtiveram a viscose. Esta mesma viscose sofreu posteriormente novos tratamentos, como, por exemplo, sua transformação em acetato de celulose, e então surgiram no mercado vários tipos de “rayons” sob marcas diferentes.

Por volta de 1930, os químicos alemães conseguiram dominar a polimerização industrial e, extraindo a acetona do PVC, produziram uma massa de fiação que, pressionada numa tubeira, solidificava-se em fios e fibras. Chamou-se a essa fibra PC, que possuía muitas vantagens, como as de ser insensível a ácidos, água e agentes de putrefação.

Infelizmente, não podia servir para vestidos e costumes: a simples lavagem em água quente e o ferro de passar representavam para ela “perigo de vida”.

O criador da fibra inteiramente sintética – liberta da celulose – foi o Dr. Fritz Klatte que, já em 1913, na fábrica de Griesheim, conseguiu produzir em escala industrial o cloreto de vinilo, então só conhecido como preparado de laboratório. No entanto, por essa época, não se sabia como levar o cloreto de vinilo ao estado sólido, de polimerizá-lo de forma racional. Quase nada se sabia sobre substâncias altamente polímeras.

A solução final para toda a indústria sintética de fios foi dada por um jovem e brilhante químico norte-americano, Wallace Hume Carothers que, com seu auxiliar John Hill, em 1929, nos laboratórios da Du Pont, criou o “nylon”, material que não contém a menor parcela de celulose. O “nylon” pertence à família dos termoestáveis – as poliamidas – em cuja composição entram, a grosso modo o fenol, ácido nítrico, óleo de rícino e soda cáustica. Era algo absolutamente novo, virgem. Os mais sóbrios cientistas saudaram o “nylon” de Carothers “como a mais importante descoberta química desde o processo de Fritz Haber para extrair nitrogênio do ar”. A fibra começou a ser vendida às fábricas de meias em maio de 1940.

Quatro anos antes, nos mesmo laboratórios, Carothers, admirável arquiteto de moléculas, criara um produto muito semelhante à borracha natural, o isopreno. A nova molécula foi o cloropreno, devido ao cloreto que continha, em substituição ao hidrogênio do isopreno. Atribui-se a Carothers, por causa do cloropreno e do “nylon”, a consolidação da técnica de polimerização, isto é, o processo de enganchar uma molécula a outra, soldagem molecular que se produz através de calor e pressão, na presença dos mais diversos catalisadores.

Caseína

Já em 1871, o ilustre químico Adolf von Baeyer, famoso pela síntese do anil, investigara as reações de diferentes fenóis e aldeídos, membros de dois grupos que contêm os nossos conhecidos desinfetantes, mas as abandonara, pois formavam substâncias alcatroadas que endureciam em massas resinosas insolúveis. Em torno de 1890, o Dr. Adolf Spitteler, de Hamburgo, vertendo aldeído fórmico na coalhada do leite, obteve um “quadro negro” de cor branca que lhe fora encomendado. Era o primeiro plástico derivado da caseína, que logo teve imediato aproveitamento na indústria de botões.

Enfim, o verdadeiro plástico

As resinas fenólicas – ou fenoplásticos – constituem a primeira família, na genealogia das resinas sintéticas.

Por volta de 1870, Leo Hendrik Baekeland, químico e físico belga laureado em quatro universidades de seu país, que chegou aos Estados Unidos no começo do nosso século, criou um papel fotográfico chamado “Velox”, sensível à luz artificial, e cujos direitos vendeu, por um milhão de dólares, a George Eastman, criador da Kodak.

Ora, além de cientista, Baekeland, como vimos, tinha muito tino comercial. Leu e releu tudo quanto havia sobre fenóis e aldeídos. Estava convencido de que o caminho para se descobrir uma goma-laca sintética, com possibilidades comerciais, era a reação do fenol e do aldeído fórmico, ambos abundantes e baratos. Repetiu todas as experiências já conhecidas, com os mesmos resultados desastrosos, formando substâncias alcotroadas, sujas e intratáveis, resistentes a todos os solúveis. Baekeland sabia que todo o segredo se resumia em interromper no instante exato a polimerização (processo pelo qual as pequenas moléculas se engancham como “clips” umas nas outras para formar uma molécula gigante, como já explicamos). Tentou todos os solventes possíveis, juntou à miscela ácidos e álcalis, mas ora obtinha um produto pétreo, ora uma massa esponjosa...

Um dia, deu-lhe um “estalo”. Bem, se o fenol e o aldeído fórmico geravam uma substância tão rija, por que não pesquisar essa virtude, que lhe vinha parecendo um defeito? Deixou de pensar na goma-laca e pôs-se a pesquisar uma resina que pudesse ser fundida e modelada, que fosse imutável no contorno e na substância, enfim, um material que pudesse substituir o marfim dos elefantes nas bolas de bilhar!

Agora, ao invés de empregar meios de retardar a polimerização, Baekeland buscou como apressá-la. Lançou mão do calor. Numa autoclave, a 200 graus C, obteve, afinal, uma massa esférica, cor de âmbar, cuja superfície já era uma impressão exata, em negativo, do fundo da autoclave, inclusive as junturas e as cabeças dos parafusos. Estava criada a baquelite – oriunda do seu nome – que, posteriormente, bastante aperfeiçoada, deu origem a objetos dos mais diversos, inclusive as sonhadas bolas de bilhar. A baquelite foi o primeiro plástico real e inteiramente sintético.

A família começa a crescer

Como todas as famílias prolíficas, a dos plásticos não tardou a crescer. Façamos, embora por alto, a biografia de alguns dos seus descendentes.

O acrílico pertence ao grupo das resinas chamadas metacrílicas, cujos polímeros derivam do ácido acrílico. É um material termoplástico. A sua descoberta, os primeiros estudos teóricos, aplicações e primeiras realizações no campo industrial estão ligados ao nome do Dr. Otto Roehm, cuja tese de doutoramento, na Universidade de Tubingem, em 1901, já teve por tema o acrílico. Somente em 1930, entretanto, o acrílico começou a ser industrializado na Inglaterra e na Alemanha.

Arthur D. Little, que não era um especialista, mas um erudito e um homem rico, em 1893, nos Estados Unidos, já fabricava folhas de acetato de celulose. Mais tarde, associando-se a William H. Walker, grande mestre de química industrial, produziu uma película de acetato não inflamável, cuja patente foi vendida a George Eastman.

Em 1910, igualmente, os irmãos Camille e Henry Dreyfus, trabalhando com acetato de celulose de baixa inflamabilidade, já forneciam filmes à Pathé Fréres, uma da pioneiras do cinema. Nesta mesma época, o químico suíço Jacques Edwin Brandenberger criava o celofane, que só muitos decênios mais tarde viria a ter larga utilização como material de embalagem.

O poliestireno aparece na literatura científica por volta de 1839, quando o professor P. L. Simon, da Academia Berlinense de Arquitetura, o obteve casualmente por polimerização espontânea do estireno exposto à luz solar. Por quase um século, não passou o poliestireno de um exercício acadêmico. Não se sabia sequer interpretar a sua síntese, e somente em 1845 os químicos Blyche e Hoffman lograram explicar o processo de polimerização que dava como resultado aquele material.

Finalmente, em 1869, Marcellin Berthelot produziu o estireno monômero partindo do etilbenzeno. Antes disso, o estireno era obtido do estoraque, uma resina odorífera vegetal vinda da Ásia Menor. Dufraisse e Mureau, em 1922, descobriram os agentes inibidores da polimerização, indispensáveis para a conservação do monômero em estado líquido. Entre 1900 e 1911, o poliestireno já era indicado para substituir objetos então fabricados com celulóide, madeira ou ebanite. A sua verdadeira fase industrial, porém, só se iniciou em 1935, quando alemães e americanos passaram a produzi-lo em larga escala.

O cloreto de polivinillo, ou PVC, se obtém através da polimerização do cloreto de vinilo. Este monômero foi sintetizado pela primeira vez em 1835, pelo químico francês Regnault, que não lhe deu importância. Foi o químico Baumann, em 1872, quem pôs em destaque a tendência do cloreto de vinilo a polimerizar-se sob a ação da luz solar, transformando-se num termoplástico. Estas descobertas, porém, não levaram o PVC a ser industrializado.

Na fábrica de Griesheim, ligada a Hoechst, na Alemanha, Fritz Klatte, retornando as experiência de Baeyer e outros, expôs garrafões de éster vinílico líquido à luz solar e obteve uma polimerização natural: uma massa sintética, patenteada em 1913 como “Mowilit”. Submetida a solventes e a evaporações, servia esse material para esmaltes, filmes, fios, etc. Era o acetato de polivinilo, PVA, que viria mais tarde a encontrar tantas aplicações no mundo moderno. Foi o mesmo químico quem descobriu, pela mesma época, a síntese do cloreto de vinilo, partindo do ácido clorídrico gasoso e do acetileno em presença de cloretos metálicos como catalisadores. A produção, em escala industrial, de ambos os materiais só começou em 1933.

Os ingleses E. W. Fawcett e R. Gibson foram os primeiros a descobrir traços de polietileno sob a forma de um pó branco. A ICI (Imperial Chemical Industries) o patenteou em 1937. Tratava-se de polietileno de baixa densidade. O de alta densidade foi criado pelo Prof. Ziegler, trabalhando para a Philips Petroleum, patente de 1954.

O policarbonato da família dos poliésteres, tem por pai o Dr. Hermann Schnell, da Bayer alemã. Por ésteres, conhecem-se em química, os produtos de reação dos álcoois e ácidos. São muito freqüentes. As gorduras assimiladas pelo nosso organismo figuram entre os ésteres, isto é, os ésteres da glicerina.

O precursor do policarbonato foi o químico austríaco Alfred Einhorn que, num trabalho puramente acadêmico, fez uma comunicação científica a respeito em 1898. Em 1902, nova comunicação, agora dos químicos Bischoff e Von Hedenstrom. Carothers, de quem falaremos adiante, pouco mais tarde também estudou a matéria. Partiu, em suas experiências, das resinas poliésteres, mas caiu num campo imprevisto, o das poliamidas. O policarbonato passou a ser industrializado em 1956.

O polipropileno, termoplástico que parte do propileno polimerizado, é um dos sintéticos mais recentes. É o primeiro produzido industrialmente no mundo mediante o chamado processo de polimerização estereoespecífica., descoberto e realizado na Politécnica de Milão pelo Professor Giulio Natta que, com Karl Ziegler, químico de Mülheim, mereceu o Prêmio Nobel de Química de 1963. Ambos foram distinguidos por aquela láurea pelas suas descobertas no campo da química e da tecnologia dos polímetros de índice elevado. E se relacionam com métodos fundamentais que permitem edificar macromoléculas orgânicas por polimerização catalítica, a partir de carbonetos simples não saturados.

Muitos outros sintéticos foram em seguida ou ao mesmo tempo criados e comercializados.

Pela sua importância, registramos mais este, com as datas em que passaram a ser industrializados em larga escala:

Melamina, 1935

Silicone, 1941

ABS, 1946

Epoxy, 1947

Poliuretana, 1952

Poliacetal, 1953.

Celulóide

As primeira notícias que se tem a respeito da criação do celulóide, que só parcialmente é um material sintético, nos vêm da França, de estudos levados a cabo por H. Braconnete, em 1833. Registram-se também as experiências de Schönbein, na Alemanha em 1845. Mas quem patenteou o novo artigo, em 1865, resguardando os solventes e plastificantes da chamada nitrocelulose, foi um impressor de Albany, Nova York, de nome John Wesley Hyatt, que com sua descoberta ganhou a medalha “Perkin”, conferida pela “British Society of Chemical Industry”.

Hyatt e seu irmão Isaías obtiveram o celulóide produzindo um caldo de duas partes de nitrato de celulose e uma parte de cânfora, gelatinizando depois a mistura sob pressão, na presença de solventes. Dizem os pesquisadores, comentando tal descoberta, não compreender com Hyatt e o irmão sobreviveram às experiências a que submeteram a nitrocelulose. Alexander Parker, Daniel Spill e outros, mais conscientes da explosividade da mistura, não se atreveram a fazê-lo. Daí Hyatt, que não era um químico, vir a tornar-se o pai da celulóide – um sintético mestiçado, digamos assim – e também o pioneiro da sua industrialização em larga escala.

Por que o fizera? Para ganhar um prêmio então instituído nos Estados Unidos, de 10 mil dólares, para quem inventasse uma substância capaz de substituir o marfim dos elefantes para bolas de bilhar. Hyatt não ganhou o prêmio, mas ganhou muito mais com a produção do celulóide – o arauto da Era Plástica.

Moldagem de Produtos Plásticos

Os produtos plásticos podem ser moldados em vários processos fabris, sendo:

Processos mecânicos de moldagem, onde as diversas resinas poliméricas em formato de grânulos, matéria-prima, depois de aquecidas podem ser processadas pelos métodos de :

Extrusão

A matéria-prima amolecida é expulsa através de uma matriz instalada no equipamento denominada extrusora, produzindo um produto que conserva a sua forma ao longo de sua extensão. Os produtos flexíveis, como embalagens, sacolas, sacos e bobinas também conhecidos como filme, após o processo de extrusão, podem ser gravados sendo modelados o produto final com soldas e cortes. Os produtos rígidos ou semi-rígidos, como tubos, perfis, mangueiras e chapas, tem o mesmo processo, havendo mudança da matéria-prima e matriz.

Injeção

A matéria-prima amolecida pelo calor e sob pressão é injetada através de pequenos orifícios do molde, modelo do produto a ser fabricado, instalado num equipamento denominado injetora. O produto, depois de resfriado suficiente para manter a forma e medidas necessárias, é extraído do molde.

Sopro

A matéria-prima amolecida pelo calor é expulsa através de uma matriz e ou fieira, formando uma mangueira quando o molde fecha sobre esta mangueira é introduzido uma agulha onde o ar é soprado, que força o material a ocupar as paredes ocas do molde, sendo moldada então a peça e após resfriamento extraída.

Injeção / Sopro

Pré-forma

é um processo conjugado de injeção e sopro. Desenvolvido para moldar a matéria-prima PET. A resina Pet tem características muito peculiares, onde o produto pode ser moldado em dois processos distintos, sem comprometer suas características de resistência e transparência. A matéria-prima Pet é injetada mantendo o formato de uma embalagem, sem nenhum ar internamente, denominada preforma. Quando aquecida no segundo processo, dentro do equipamento próprio e especial, o ar é soprado internamente tomando o formato do produto final. Este processo é para produtos de frascaria, usados em refrigerantes, água mineral. Possui alto índice de transparência e bom desempenho no envase de gaseificados.

Rotomolagem

A matéria-prima fluída e sob rotação modela os produtos. Este processo é muito utilizado nas resinas elastoméricas (emborrachado) para produzir cabeças de bonecas, peças ocas, câmeras de bola, grandes contenair, peças rígidas de alta complexidade na extração do molde.

Fundição

é um processo para baixa produção, quase sempre utilizado protótipos. Consiste em despejar a resina líquida adicionada a outras substâncias enrijecedotas dentro de um molde. Na fundição podem ser utilizadas tanto resinas termoplásticas como resinas termorrígidas, mesmo que termofixas, não é empregado aquecimento ou pressão. Este método é usado para a produção de brindes, pequenos adornos, dentre outros.

Termoformagem

Moldagem de produtos a partir do aquecimento de uma chapa de resina termoplástica, que introduzida no molde fixado em uma prensa e acionado molda o produto. A moldagem pode ser feita com a utilização de ar quente, o qual suga a chapa dentro da cavidade ou aquecimento do molde, moldando a chapa sem utilização de ar. Este processo é utilizado na maioria dos produtos de vasilhames descartáveis, como copos, pratos, etc...

Existem ainda os processos complementares tipo caladragem com ou sem laminação, onde são agregados outros materiais nãoplásticos como tecidos, metais para produção de mancais, isolantes, toalhas de mesa, bem como embalagens de várias camadas com papel, metal e outros.

Laminação

Este processo com superposição de materiais como papel, papelão, metais, previamente tratados com resina termoplástica, forma um “sanduíche” que é prensado com aquecimento, proporcionando a aderência total das camadas, resultando em produtos altamente resistentes. Havendo indicação técnica em ter as espessuras uniformes e ou dimensionalmente controladas utiliza-se o sistema de caladragem, ou seja o estiramento por dois ou mais cilindros.

Fonte: www.simpep.com.br