Resina PET - Fabricação

Produção da Resina PET

O Poli (Etileno Tereftalato), conhecido pela sigla em inglês PET, é classificado quimicamente como um polímero poliéster termoplástico.

O PET é produzido industrialmente por esterificaçãodireta do ácido tereftálico purificado (PTA) com monoetileno glicol (MEG). Ouseja, esses dois elementos (PTA e MEG) são misturados, formando uma pasta que, durante o processo de fabricação, reagirão entre si, passando por cristalização e formando o PET como conhecemos: grãos brancos e opacos.

A resina PET para embalagens rígidas é caracterizada por possuir uma viscosidade intrínseca (VI) maior do que a do PET para aplicações de filmes e fibras. A viscosidade intrínseca, comumente expressa em dl/g, é diretamente proporcional ao peso molecular.


A resina PET é produzidas em duas fases:

1- O PET amorfo é obtido pela polimerização no estado líquido com VI em torno de 0,6.

Nesta etapa é formado o bis-2-hidroxietil-tereftalato (BHET), também chamado demonômero da polimerização. Nesta operação forma-se água, que é retirada continuamente do meio.

O monômero é então transferido para a polimerização, onde, sob alto vácuo, ocorre a policondensação líquida.
Nesta operação, o glicol é eliminado da reação com o aumento da VI do polímero(reação 2).
Neste ponto, o polímero amorfo é retirado do polimerizador, resfriado, solidificado, cortado e então armazenado.


2- Na pós-condensação no estadosólido a resina PET amorfa - obtida na primeira fase de fabricação - é  cristalizada e polimerizada continuamente (reação 3). Nesse processo, a VI do polímero é aumentada tipicamente a 0,8dl/g.

A resina é então embalada, estando pronta para ser comercializada.

CARACTERÍSTICAS DO PET

Peso Molecular:

- A propriedade mais significativa do PET. O peso é um indicativo do número médio de unidades de repetição PET individuais que são agrupadas para formar uma corrente molecular única.

Viscosidade intrínseca do PET:

- É o modo pelo qual podemos definir oseu peso molecular corretamente

A Morfologia do PET

 

A morfologia dos polímeros envolve o arranjo, o formato, o tamanho e o efeito do cristal no polímero sólido. Esta morfologia é importante pelo seu efeito nas propriedades finais do polímero sólido.

Os polímeros podem ser:

- Amorfos: são aqueles que não possuem capacidade de cristalizar, sendo amorfo sem qualquer condição ou história térmica.


- Semicristalinos: geralmente chamados de polímeros cristalinos, são polímeros formados por regiões amorfas e regiões cristalinas. A região amorfa é aquela caracterizada por completa desordem de moléculas, ao contrário das regiões cristalinas, em que segmentos de cadeias moleculares estão estendidas, arranjadas de uma maneira ordenada, formando um empacotamento regular chamado cristalito. Normalmente, os polímeros nunca são 100% cristalinos. O PET enquadra-se na categoria dos polímeros semi-cristalinos.



O modelo tradicional usado para visualizar a morfologia e explicar as propriedades dos polímeros semi cristalinos é a Micela Franjada.
Em determinados trechos, os segmentos de cadeias moleculares estão perfeitamente ordenados, formando as regiões cristalinas e em outros segmentos dessas mesmas moléculas estão desordenados, correspondendo às regiões amorfas.  A molécula é, portanto, muito maior do que o comprimento do cristalito.

As propriedades do PET dependem:

- Da fração das regiões cristalinas (grau de cristalização)
- Tipo e tamanho dos cristais
- Orientação das cadeias moleculares e dos cristais.

A morfologia do PET depende das condições do processamento. O PET completamente amorfo ou com baixo grau de cristalização é obtido após rápido resfriamento do polímero fundido, tal como acontece com o extrudado do reator de polimerização e com a pré-formas injetadas.


O PET amorfo obtido é um sólido transparente com baixas propriedades físicas (baixa barreira a gases) e mecânicas (baixa resistência mecânica e baixo módulode elasticidade).

A morfologia do PET semi cristalino varia conforme o processo de obtenção, existindo basicamente duas cristalizações bem distintas:

- Cristalização térmica, e
- Cristalização induzida por tensão.

A cristalização térmica é realizada por resfriamento lento do PET fundido ou por aquecimento formando cristais de estrutura esferulítica. A cristalização esferulítica resulta em um sólido branco, opaco, frágil, com maior resistência térmica e mecânica do que o PET amorfo.

Devido o maior empacotamento das moléculas, a cristalização aumenta a densidade e reduz o volume do sólido obtido.

 Características finais do produto

 

A resina PET é um dos mais recentes materiais para embalagem. Embora seja largamente utilizada em todo o mundo para a fabricação de embalagens, notadamente garrafas para bebidas carbonatadas (refrigerantes, águas com gás, cervejas, etc), tem várias outras utilidades, sendo encontrada em diversos segmentos de mercado.

O alto desempenho em resistência mecânica, brilho e transparência, faz desse termoplástico o preferido de muitos setores.

A leveza do PET permite produzir garrafas e frascos de alta capacidade volumétrica, com perfeita manutenção da segurança em todas as etapas (envase, empacotamento, distribuição, utilização final pelo consumidor).

 

Os benefícios ambientais proporcionados pelas embalagens de PET no pré-consumo são:

- Redução do desperdício de produtos e embalagens - já que não se quebram mesmo após quedas consideráveis;

- Extrema redução nas emissões durante o transporte;

- Economia de água no envase de refrigerantes e outras bebidas, por dispensar a lavagem de cascos vazios – como ilustração, são necessários 6 litros de água para cada litro de refrigerante produzido em sistemas de embalagens retornáveis, enquanto o sistema que utiliza as garrafas recicláveis de PET precisam de apenas 2 litros.


No pós-consumo, a indústria do PET trabalha incessantemente para desenvolver aplicações para o PET reciclado. Esse trabalho reflete-se no índice brasileiro de reciclagem de PET, um dos maiores do mundo, e na vasta gama de produtos que utilizam o PET reciclado, sendo encontráveis no dia-a-dia das pessoas comuns inúmeros itens como bancos de ônibus, carpetes de carros, vassouras, cordas,  roupas, aparelhos de telefone celular, novas embalagens entre muitos outros.


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