Mundo do Plástico
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; e poliacetal, 1953.
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