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Resinas Acrílicas
São copolímeros de baixo peso molecular sintetizados à partir de combinações entre diferentes tipos de monômeros que fornecem por sua vez características particulares ao polímero.
Resinas acrílicas são consideradas resinas nobres, de excelentes resistências químicas, graças às ligações carbono-carbono, muito mais resistentes do que ligações éster presentes em resinas alquídicas e poliésteres. Seu custo também é bem mais elevado em relação aos outros sistemas, mas é compensado por sua excelente qualidade.
São utilizadas principalmente em vernizes automotivos, apresentando excelentes resistências químicas e mecânicas, além de excelente brilho. Podem ser utilizadas em sistemas mono e bi-componente (em conjunto com isocianatos).
Processos:
As resinas acrílicas são obtidas pelo processo de adição. Sua sintetização processa-se através de reações de adição promovidas em um meio (solvente). Em altas temperaturas, de acordo com a meia-vida do peróxido (iniciador de reação) utilizado e com a velocidade de reação desejada, que influenciará na distribuição do peso molecular, inicia-se a adição gradual dos monômeros e dos peróxidos ao reator.
O calor proveniente da exotermia de adição é dissipado no solvente utilizado como meio de reação. O controle de temperatura é fundamental em um processo de produção de resinas acrílicas, afim de se evitar reações fora de controle (runaway reactions). É necessário se manter sistemas de segurança que atuem no sentido de inibir a reação caso todas as medidas de controle não surtam efeito.
Monômeros:
São compostos orgânicos que possuem duplas ligações, as quais serão quebradas pelo iniciador de reação (peróxidos), permitindo assim o processo de polimerização.
Os ácidos possuem importância fundamental no sentido da reação de polimerização e, no produto acabado, sua acidez catalisará o processo de cura em sistemas formulados resinas melamínicas e afins:
Estes ácidos possuem diversos derivados, obtidos através de sua esterificação. São os ésteres dos ácidos acrílico e metacrílico:
Um grupo importante de monômeros é aquele que envolve os chamados "monômeros hidroxilados". São estes os monômeros que permitem os sistemas termofixos, através de reações de "cross-linking" com sistemas amínicos ou isociânicos, devido ao grupo hidroxila (OH) presente em suas moléculas. Sua utilização portanto é fundamental para sistemas de pintura automotiva original (OEM).
Além destes monômeros, temos outro de fundamental importância: trata-se do monômero de Estireno, utilizado amplamente em formulações de resinas acrílicas, devido ao seu ótimo custo-benefício.
Finalizando, temos os monômeros amino-funcionais e as acrilamidas e metacrilamidas, com utilizações mais específicas:
Portanto a escolha de um monômero está relacionada às características finais do polímero. Um monômero hidroxilado permitirá a sintetização de um polímero termofixo. Monômeros aminofuncionais apresentarão características próprias como melhor adesão, resistências à solventes e outras. O estireno será utilizado como alternativa de barateamento, além de possuir boas características de dureza e brilho.
Mas a principal característica na escolha dos monômeros refere-se à Temperatura de Transição Vítrea do polímero final (Tg).
Temperatura de Transição Vítrea (Tg):
É definida como sendo a temperatura em que um polímero muda do estado vítreo para o estado flexível, portanto sua temperatura de amolecimento. É calculado através da seguinte fórmula:
Sendo "W" a fração molar de cada um dos monômeros da fórmula, e "Tgn" suas respectivas Tg.A temperatura é calculada em graus Kelvin (K).
Quanto maior a Tg, maior propensão para que o polímero seja termoplástico, ou seja, à temperatura ambiente este será sólido. Temperaturas acima de 50ºC garantem uma boa resistência para resinas termoplásticas.
Para Tgs menores, há a necessidade de que o polímero utilize monômeros hidroxilados, e neste caso o sistema será termofixo.
Os metacrilatos mostram-se muito mais duros que seus correpondentes acrilatos, portanto sua utilização faz-se necessária em formulações de resinas acrílicas termoplásticas.
As ramificações e extensão da cadeia também são importantes para definir a dureza de um polímero. Como regra geral, temos que quanto maior a cadeia polímérica, mais flexível será o polímero.
O tamanho de cadeia também definirá se o polímero possui alta ou baixa resistência à determinados agentes. O metacrilato de metila é extremamente suscetível à umidade em comparação com monômeros de cadeias maiores, e portanto, de maior hidrofobicidade.
