Plásticos: PETG

Apr 19, 2024

Seria difícil caminhar por quase qualquer corredor de uma loja de alimentos moderna sem encontrar algo feito de plástico. De potes de manteiga de amendoim a garrafas de refrigerante, junto com as bandejas que seguram os biscoitos firmemente no lugar para evitar que quebrem ou permitem que uma refeição vá diretamente do freezer para o micro-ondas, os alimentos costumam estar em contato muito próximo com um plástico projetado especificamente para o trabalho: tereftalato de polietileno ou PET.

Para os fabricantes de objetos não alimentares, o PET e, mais importante, o seu derivado, o PETG, também possuem excelentes propriedades que os tornam a escolha superior para filamentos de impressão 3D para algumas aplicações. Aqui está uma olhada na química das resinas de poliéster e como apenas uma pequena mudança pode transformar uma fibra sintética em um filamento de impressão 3D bastante útil.

Como muitos plásticos com aplicações práticas, o PETG é um copolímero. O homopolímero sobre o qual é construído é o PET, ou tereftalato de polietileno. Da família de polímeros de poliéster, o PET foi patenteado pela primeira vez em 1941 por dois químicos britânicos, John Whinfield e James Dickson. Como muitos outros, eles procuravam fibras sintéticas como o náilon, que causou grande impacto quando foi lançado pela DuPont alguns anos antes.

Whinfield e Dickson descobriram que ocorre uma reação de condensação entre o ácido orgânico ácido tereftálico, um composto originalmente isolado da terebintina, e o diol etilenoglicol, que é o principal componente do anticongelante automotivo. Eles descobriram que os monômeros se uniriam em longas cadeias, produzindo uma substância que poderia ser transformada em fibras finas e transformada em fio. As leis de sigilo do tempo de guerra mantiveram sua invenção, apelidada de Terylene, em segredo até 1946.

Hoje, o PET é produzido por outros processos. O método DMT usa ácido dimetil tereftálico, que é apenas ácido tereftálico com dois grupos metil ligados. Quando o etilenoglicol reage com o DMT em altas temperaturas e sob condições básicas, ocorre uma reação de transesterificação, ligando as longas cadeias do DMT a um pequeno fragmento do etilenoglicol. Esta reação gera metanol, que precisa ser removido para que a reação de polimerização continue.

Por mais versátil que o PET seja, ele tem seus pontos fracos. Embora seja muito adequado para a fabricação de fibras sintéticas, não apresenta bom desempenho em aplicações onde outros termoplásticos se destacam, como extrusão ou moldagem por injeção. É aí que entra o PETG. O “G” significa “glicol modificado”, que é uma nomenclatura um tanto confusa. Muitas fontes parecem pensar que isto significa que o glicol é adicionado à reação de polimerização, mas como vimos, o etilenoglicol já faz parte da reação de polimerização. A modificação do glicol refere-se ao fato de que parte do etilenoglicol na cadeia em crescimento é substituída por outro monômero, resultando em um copolímero com propriedades diferentes do homopolímero.

No caso do PETG, o comonômero é outro diol, o ciclohexano dimetanol (CHDM). Esta molécula é muito maior que o etilenoglicol compacto, mas sofre transesterificação da mesma maneira que a molécula menor. O efeito da adição de CHDM é que a distância entre os resíduos de ácido tereftálico aumenta, tornando mais difícil o aninhamento das cadeias poliméricas vizinhas. Isso resulta em um plástico transparente com temperatura de fusão mais baixa que o PET, que pode ser moldado e extrudado.

Estas propriedades tornam o PETG e outros copolímeros de PET extremamente úteis para produtos comerciais. Para o jogador doméstico, o PETG é uma escolha comum para filamento de impressão 3D e basicamente combina as melhores propriedades do ABS e PLA em um filamento fácil de trabalhar. Ele tem maior resistência e melhor flexibilidade do que o PLA, e seu baixo encolhimento, grande adesão de camada e adesão tenaz ao leito tornam menos provável que ele deforme ou delamina durante a impressão. Um recurso interessante em comparação com o PLA e o ABS é que o PETG não cheira muito durante a impressão. Portanto, se você está cansado da fumaça que faz sua loja cheirar a um laboratório de química orgânica, vale a pena tentar o PETG.