Bloco 4

João Carlos Bordado

Produção Industrial de Polímeros

João Carlos Bordado

A. Polímeros Reactivos

Bloco 4

Produção Industrial de Polímeros

MÓDULO 4

PRODUÇÃO INDUSTRIAL

DE POLÍMEROS

4A Polímeros Reactivos(com Importância Industrial)

Principais Polímeros

Reactivos

• Poliésteres insaturados

• Dispersões reticuláveis

• Prepolímeros de isocianato

• Poliuretanos

• Poliéter-polióis

• Resinas de Ureia/Melamina/Fenol-formaldeído

• Resinas Epoxídicas

Procuraremos vêr:

- Estrutura

- Processo de produção

- Reactividade/Catálise

- Processos de transformação

Materiais Poliméricos

Tradicionais

Termoendurecíveis

Resinas Poliéster Insaturadas UP

Dispersões Vinílicas P Vac

Poliois

Isocianatos

Resinas com Formaldeído UF; PF

Compósitos

Plásticos reforçados com fibra de vidro GRP

Termoplásticos reforçados

Poliuretanos PU

UTILIZADORES DE POLÍMEROS

REACTIVOS

Tintas

Vernizes

Colas 12

Mástiques

Vedantes

Tintas de Impressão 4Espessantes 2Plastificantes Poliméricos 1Espumas para colchões 5Bancos de automóveis 3Volantes 2Solas de sapatos de ténis 8Botões 2

3 + ~ 15

20

Síntese de Polímeros

Polimerização de Adição

“ por passos (ou policondensação)

Ac. Carboxílico + Alcool Ester

Cloreto de ácido + “ Ester

Ac. Carb. + Amina Amida

(Diamina + Diac. Poliamida)

Estequiometria condiciona

Cinética das reacções de policondensação

Polímeros Lineares

Diácido + diol PoliesterEx: PET

1º passo: Formação de ester reactivo

Cinética de Ordem

Superior a 3

Grupo carbonilo activado

O mecanismo envolve a esfera de

coordenação do ácido forte.

Reacções de

Policondensação

C

C

O

O

O

CH2 CH CH3

OH OH

O

O

O

C

CC

CH

H+ +

O

O

O

C

C

O

CH2 CH

CH3

O

CH2

CHCH3 OC

O

C C

H H

C

O

O CH2 CH

CH3

O ...

C

O

C

H

C

C

H

O

O

CH2 C

CH3

O ...

Insaturações fumarato (Isomerização)

Preparação de uma Resina

Alquídica baseada em

Anidrido Trimelítico

Ácidos Gordos de tall oil

R = neopentil

derivado dos ácidos gordos de tall oil

Preparação de óleo de linhaça

modificado com resina alquídica

de poli (ftalato de glicerol)

através de um processo de fusão

Preparação de resina alquídica

modificada com óleo de soja.

Poli (ftalato de glicerol) através

de um processo com solvente

(Óleo de soja)

Estrutura típica de uma resina

alquídica de anidrido ftálico

Resinas Poliester

Insaturadas

Poliester insaturado

+

Monómero reactivo Ex: Estireno

Polímeros “Termoendurecíveis”

Polimerização Radicalar:

Polímeros Reactivos

25ºC

Resinas Poliester

Insaturadas

Aplicações:

• Plásticos reforçados c/ fibras

• Chapa ondulada translucida

• Botões

• Colas

• Mármore artificial

Preparação de

Poliésteres Insaturados

Poliesterificação

Resinas Poliester Insaturados

Variação de Propriedades durante a Polimerização

Variação da dureza (Método de Barcol)

0 5 10 15 20 25

60

50

40

30

20

10

0

Tempo após adição catalítica (horas)

e.x. Butanox M50 ex AKZO Chemie

Dur

eza

Bar

col

(GY

ZJ 9

34-1

)

Viscosidade

Densidade

IniciadoresPeróxidos

Compostos Azo

Luz (radiação)

Tipos de IniciadoresPara cura a frioPara cura a quente

Peróxido de metil Etil cetona Peróxido de cumilo

Peróxido de acetil cetona Perbenzoato de t-butilo

Peróxido de Benzoílo

EXEMPLOS

Com Dimetilanilina(DMA)

Sem acelerador

Os sistemas redox baseiam-se na transferência de electrões

entre o agente oxidante e redutor produzindo radicais livres,

como se vê nos exemplos seguintes:

Metais de Transição

Alguns metais, nomeadamente os do Grupos VII e VIII (ex:

manganésio, cobalto, niquel, paladio e platina) podem iniciar

polimerização por radicais livres.

Along.

à ruptura

Resist. à

tracção

Grau de Efeito doReticulação Plastificante

C

CH2CH3 CH3

CH3CH2CH3

O O

OO

C

C

O O

OO

CH3 CH2 CH3

CH3CH3 CH2

C

H

.

Resist.

Impacto

% Cobalto no Aceler.

% Cobalto no Aceler.

Dureza

•

RESINAS- Resistência Química- Uso Geral- Chapa Translúcida- Botões- Betões

Ortoftálicas

Isoftálicas

Bisfenólicas

C/ Acidos Gordos

C/ Neopentil Glicol

Secagem em presença do Ar

Parafinadas - secam ao Ar

Não parafinadas - não secam

Molécula de Poliéster

Factores estruturais que condicionam

a resistência à hidrólise

Hidrólise ácida (Protecção estereoquimica pelos grupos carbonilo

Hidrólise básica (Ataque nucleófilo aos grupos carbonilo)

Efeitos indutivos no aumento da protecção

Propriedades características

das resinas poliéster curadas