Polímero Baquelite – História, Usos, Propriedades e Reciclagem

POR Pedro Coelho

Publicado: domingo, 7 de outubro de 2012

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A baquelite é um polímero sintético que foi descoberto pelo químico belga Leo Hendrik Baekeland (1863-1944) em 1909. Obtida através da polimerização do fenol (C₆H₅OH) e do formaldeído (também conhecido como aldeído fórmico (HCHO)) pela ação do calor e da pressão. A baquelite é quimicamente estável e resistente ao calor.

Reação de síntese da Baquelite

História da Invenção da Baquelite

Leo Hendrik Baekeland era um químico belga que ficou rico após vender a sua patente do papel fotográfico Velox para George Eastman (dono da Eastman Kodak) por meio milhão de dólares em 1899.

Foto de Leo Hendrik Baekeland

Baekeland tinha uma propriedade em Yonkers, Nova York, onde ele mantinha um laboratório em casa, juntamente com o seu assistente, Nathaniel Thurlow, que se envolvia em uma variedade de projetos com ele.

Como outros cientistas da época, Baekeland e Thurlow entendiam o potencial das resinas fenol-formaldeído. A literatura química incluía relatórios escritos décadas antes pelo químico alemão Adolf von Baeyer e por seu aluno, Werner Kleeberg.

Em um de seus trabalhos, Von Baeyer relatou que quando misturou fenol, um desinfetante comum, com formaldeído ocorreu uma formação de um material duro e insolúvel que arruinou seu equipamento de laboratório, pois uma vez formado, não era possível remover esse material.

Além disso, Kleeburg também relatou uma experiência semelhante, descrevendo a substância que ele produziu como uma massa amorfa dura, infusível e insolúvel e, portanto, de pouco uso.

Em 1902, o químico alemão Adolf Luft patenteou uma resina feita modificando a composição de Kleeburg na esperança de que pudesse competir comercialmente com a celuloide, que era uma espécie de termoplástico que foi descoberto nos anos de 1860.

Naquela época, havia por volta de sete outros cientistas que estavam tentando descobrir uma combinação de fenol e formaldeído para criar um composto de moldagem de plástico comercialmente viável. No entanto, ninguém foi capaz de criar um produto útil.

Escassez da goma-laca

Quando houve a escassez de goma-laca natural (resina secretada pelo inseto Kerria lacca) nos primeiros anos do século 20, Baekeland e Thurlow, assim como vários outros pesquisadores estavam experimentando resinas solúveis para descobrir uma alternativa a goma-laca, pois essa resina era muito usada para isolar cabos elétricos no começo do século 20.

Tubos Lac criados pelo inseto Kerria lacca que é geralmente encontrado nas florestas da Índia e Tailândia. A goma-laca é produzida a partir da resina secretada por este inseto, sendo essa resina colhida a partir de um processo de trabalho intenso de raspagem dos depósitos endurecidos que ficam nas arvores onde este inseto habita.

Após vários experimentos, eles conseguiram desenvolver uma goma-laca de fenol-formaldeído é a chamaram de Novolak, mas ela não foi um grande sucesso comercial. No início do verão de 1907, Baekeland mudou seu foco e resolveu tenta criar um revestimento de madeira para tentar fortalecer a madeira, impregnando-a com uma resina sintética.

Em 18 de junho de 1907, Baekeland iniciou uma serie de experimentos que foram relatadas em um novo caderno de experimentos de laboratório, que hoje se encontram no Arquivo Central do Museu Nacional Smithsonian de História Americana.

Nesse caderno, Baekeland documentou todos os resultados dos testes nos quais ele aplicou uma mistura de fenol e formaldeído em várias peças de madeira. Um dia após os testes, ele notou que uma das quatro substâncias obtidas era insolúvel nos solventes e não amolecia.

Baekeland chamou essa substância de baquelite e tentou obter mais dessa substancia em sua maquina, a qual ele chamava de “Bakelizers” (em português: Bakelizador).

O Bakelizador é um recipiente de pressão de vapor que foi usado por Leo Hendrik Baekeland para comercializar sua descoberta a baquelite - o primeiro plástico completamente sintético do mundo.

Ele fez o primeiro anúncio público de sua invenção em 8 de fevereiro de 1909, em uma palestra diante da seção de Nova York da American Chemical Society (ACS).

Nessa palestra, ele falou que as primeiras reações de seus testes resultavam em processos lentos e produtos quebradiços, logo ele teve que optar pelo uso de pequenas quantidades de bases, para consegui preparar um produto sólido de condensação inicial, cujas propriedades simplificam enormemente todas as operações de moldagem.

A primeira patente de Baekeland no campo foi concedida em 1906, sendo que ao todo ele registrou mais de 400 patentes relacionadas à fabricação e aplicações da baquelite.

Ele iniciou sua produção semi-comercial em seu laboratório e, em 1910, quando a produção diária atingiu 180 litros (a maior parte para isoladores elétricos), ele formou uma empresa nos EUA para fabricar e comercializar seu novo material industrial.

Em 1930, a Bakelite Corporation ocupava uma fábrica de 128 acres (cerca de 517998 m²) em Bound Brook, Nova Jersey. A empresa foi vendida para Union Carbide em 1939.

Propriedades e usos da baquelite

A baquelite é uma resina termoendurecível que quando quente pode ser moldada e solidificada em um plástico bem rígido, que mantém sua forma mesmo que aquecido ou sujeito a vários solventes.

Essa resina apresenta um bom custo-benefício e pode ser moldada bem rapidamente, sendo isso uma enorme vantagem nos processos de produção em massa, onde muitas unidades idênticas são produzidas uma após a outra.

A baquelite pode ser usada nas indústrias elétricas e automotivas, devido à sua alta resistência (não apenas à eletricidade, mas também à ação química e do calor). Logo ela pode ser usada para todas as partes não condutoras de rádios e outros dispositivos elétricos, como bases e soquetes para lâmpadas e tubos de elétrons, suportes para qualquer tipo de componente elétrico, tampas de distribuidor de automóveis e outros isoladores.

Juntamente com seus usos elétricos, a baquelite moldada encontrou um lugar em quase todas as áreas da vida moderna. Ela pode ser usada na fabricação de maçanetas, telefones, peças de automóveis, móveis, joias, computadores, geladeiras, etc.

Telefone feito de Baquelite

A Baquelite pode ser vista em todos os lugares e possui diversos usos. A invenção da baquelite desencadeou uma classe completa de plásticos com propriedades semelhantes, classe que recebe o nome de resinas de fenol.

Reciclagem e um possível destino final para os resíduos da baquelite

Atualmente, vários cientistas estão tentando descobrir uma maneira mais eficaz de se reciclar a baquelite, que é largamente utilizada por toda a indústria.

A reciclagem desse polímero sintético é bem difícil. No entanto, o resíduo de baquelite pode ser incorporado na composição de outros materiais, como condicionadores de asfaltos e calçadas.

Existem estudos que mostraram que a baquelite residual tem um grande potencial para ser um recurso alternativo valioso em carbono para aplicações na fabricação de ferro, pois a baquelite poderia ser usada na sua forma bruta ou na forma de carvão para participar diretamente nas reações de redução de óxido de ferro.

A presença de impurezas nesses resíduos plásticos não tem uma influência prejudicial no processo, pois os mesmos são precipitados como escória ou participam das reações de redução.

Referências

• http://ciencia.hsw.uol.com.br/plastico1.htm (Acessado em 7/10/2012 as 00:22)
• http://www.infopedia.pt/$baquelite (Acessado em 7/10/2012 as 00:19)
• MATERIAIS I – Química Aplicada (TC-030) Polímeros - Prof. José de A. Freitas Jr
• https://www.plasticsmakeitpossible.com/whats-new-cool/fashion/styles-trends/bakelite-the-plastic-that-made-history/ (Acessado em 23/03/2020 as 13:59)
• https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/bakelite.html (Acessado em 23/03/2020 as 14:04)
• https://www.ebiografia.com/leo_baekeland/ (Acessado em 23/03/2020 as 14:06)
• https://www.britannica.com/science/Bakelite (Acessado em 23/03/2020 as 14:09)
• https://www.jstage.jst.go.jp/article/isijinternational/54/3/54_613/_html/-char/en (Acessado em 24/03/2020 as 19:02)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico com Pós Graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho e também sou Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, eu estou estudando Engenharia Civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)