28651690 degradacao-aula-1
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Curso: Tecnologia em Produção de Materiais e Produtos de PlásticoDisciplina: Degradação de PolímerosProfessora: Ms. Lucilene Betega de Paiva
1. ASPECTOS GERAIS SOBRE DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS
FAFA ECECMauáMauá
FAFA ECECMauáMauá
FAFA ECECMauáMauá
FAFA ECECMauáMauá
Degradação é importante?3
Problema da disposição de resíduos
demoram 100 a 200 anos para se decomporem nos aterros sanitários
moléculas podem demoraram até 1000 anos para se degradarem nos elementos básicos,
e o mundo produz cerca de 500 bilhões destas sacolas por ano
MONÔMERO POLÍMERO
EtilenoCH2=CH2
Polietileno (PE)
PropilenoCH2=CHCH3
Polipropileno (PP)
EstirenoCH2=CHC6H5
Poliestireno (PS)
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Homopolímeros6
C C
H H
H Hn
nH CH
H H
C C
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C C
H H
H n
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Homopolímeros7
MONÔMERO POLÍMERO
Cloreto de vinilaCH2=CHCl
Poli(cloreto de vinila) (PVC)
Elileno glicolHO-CH2CH2-OH
e ácido tereftálicoHOOC-C6H4-COOH
Poli(tereftalato de etileno) (PET)
AcrilonitrilaCH2=CHCN
Poliacrilonitrila (PAN)
C C
H H
H Cln
C C O C C O
H H O O
H H n
nH CN
H H
C C
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Isômeros conformacionais em homopolímeros
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Unidades repetitivas (meros) do poli(cis-isopreno) e do poli(trans-isopreno)
poli(cis-isopreno) = homopolímero da borracha naturalpoli(trans-isopreno) = gutapercha
Cis Trans
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Taticidade em homopolímeros10
Grupos metileno
PP isotático , grupos metileno tem a mesma orientação
PP sindiotático , grupos metileno tem a orientação alternada para frente e para trás
PP atático , grupos metileno tem a orientação ao acaso
Todos tem C terciário
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Copolímeros11
copolímero alternado
copolímero em bloco
copolímero aleatório
copolímero graftizado
terpolímero aleatório
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Copolímeros12
SBR poli(estireno-co-butadieno)
NBR poli(acrilonitrila-co-butadieno)
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Copolímeros13
SAN poli(estireno-co-acrilonitrila)
ABS poli(acrilonitrila-co-butadieno-co-estireno)
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Blendas14
Poliamida Poliamida – Poliéster Poliaminda-Poliéster 90/10 85/15
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Reação usando catalisador Ziegler-NattaIniciação: sal de titânio é ativado pelo co-catalisador
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Composto organometálico
de alumínio
Catalisador
Monômero Composto intermediário
Rearranjo da molécula
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Reação usando catalisador Ziegler-NattaPropagação: inserção de outras moléculas de monômero entre a ligação Ti-CH2
Inserção das moléculas de monômero é estéreo-seletiva e dá origem a uma cadeia polimérica c/ estereoquímica
controlada
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Reação usando catalisador Ziegler-NattaTerminação: quebra da ligação Ti-C
Formação de ligação C=C
= podem ser atacadas por radicais ou O e enfraquecem ligações C-H adjacentes, podendo iniciar a degradação
Catalisador é regenerado
Catalisador é decomposto nos reagentes iniciais
Resíduos de Ti e Al também podem iniciar a
degradaçãoTi oxida c/ ar gerando um óxido que catalisa degradação oxidativa de hidrocarbonetos
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Polimerização por condensaçãoPolimerização do PET (reação de 2 monômeros difuncionais
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Éster dimetílico do Ácido p-tereftálico
Diálcool etilenoglicol
+ - +-
PETmetanol
Ligação éster pode ser rompida por hidrólise gerando ácido
carboxílico e álcool
Sais de antimônio e germânico são usados como
catalisadores, e seus resíduos também serão contaminações
que iniciam a degradação
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Grau de cristalinidade
Transparência Coeficiente de difusão dos gases Migração de aditivos Difusão de líquidos Degradação na superfície
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Termoformagem 23
Aquecimento da chapa do material a ser moldado
Aplicação do vácuo no interior do molde
Abertura do molde e retirada da peça Peça acabada
Tempo de residência e temperatura do molde podem causar a degradação térmica
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Calandragem24
Calandra em L invertido
Rolos para homogeneização
Bobinamento
Exposição a altas temperaturas por um período de tempo relativamente longo e presença de
O2 pode iniciar a degradação térmica oxidativa
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Extrusão25
Alimentação Rosca e canhão
Cabeçote e matriz
Aquecimento e cisalhamento podem causar degradação
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Extrusão e sopro26
ExtrusoraSopro
Estiramento do balão
Bobinamento do filme
Alinhamento das cadeias poliméricas aumenta grau de
cristalinidade que pode levar a migração de aditivos ou cargas e alterar a estabilidade do polímero
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Injeção27
Alimentação Injeção com a rosca
Abertura do molde e liberação da peça
Durante resfriamento da peça no molde é produzido um gradiente de
temperatura que pode causar distribuição heterogênea dos componentes ou gradiente de
cristalinidade
Migração de aditivos pode deixar regiões da peça desprotegidas
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Rotomoldagem28
Enchimento dos moldes
Colocação dos moldes no forno
Rotomoldagem dentro do forno Retirada das peças depois de resfriadas
Tempos de residência longo podem iniciar degradação termo-oxidativa
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Efeitos do processamento29
PROCESSAMENTO T P A C O2
Moldagem por compressão ++ ++ ++ -- ++
Termoformagem ++ + ++ -- ++
Calandragem + -- + -- ++
Extrusão -- + ++ ++ -
Injeção -- + ++ ++ -
Rotomoldagem ++ -- ++ -- ++
T = tempo; P = pressão; A = aquecimento; C = cisalhamento++ = forte; + = moderado; - = fraco; -- = quase inexistente