Polímeros naturais modificados

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Polmeros naturais modificados: steres e teres de celulose

Grupo 8Anderson Akira Hassegawa Andrea Conceio de Goes Bruno Andreoli Caroline Silva de Matos Gabriel Souto da Silva Jing Ru Cheng Laura de Medina Barros Rachel Geraldo Szszudlowski Roberta Mansini Cardoso 5121557 5638397

5638463 7156000

Cronologia

1839 - Charles Goodyear vulcaniza a borracha

1845 - C. F. Schoenbein obteve o nitrato de celulose, matria prima para a Celulide

1862 - A. Parkes apresenta durante a Grande Exposio de Londres os primeiros manufaturados de Parkesine, composto por nitrato de celulose, naftalina e cnfora

1910 - Na Alemanha comea a produo do acetato de celulose

Obteno dos derivados de celulose

CELULOSE

ABREVIATURA - DENOMINAO CA Acetato de celulose CAB Acetobutirato de celulose CAP Acetoftalato de celulose CAS Acetossuccinato de celulose CAT Trimelitato de celulose CMCNa Carboximetilcelulose sdica CMEC Carboximetiletilcelulose CTA Triacetato de celulose EC Etilcelulose HEC Hidroxietilcelulose HPC Hidroxipropilcelulose HPMC Hidroxipropilmetilcelulose HPMCAS Acetossuccinato de hidroxipropilmetilcelulose HPMCP Ftalato de hidroxipropilmetil celulose MC Metilcelulose

Celulose

Celulose (CEL), quando R = OH Acetato de Celulose (CA), quando R = COCH3 Acetato/Butirato de Celulose (CAB), quando R = COC3H7 Hidroxietil Celulose (HEC), quando R = CH2CH2OH

Celulose

CLASSE: Polmeros Modificados de Celulose - Polmeros Biodegradveis de Origem Renovvel

TIPOS:STERESAcetato de celulose (CA). Acetato/butirato de celulose (ster misto).

Graus de substituio (GS):Nmero mdio de grupos hidroxila que foram substitudas, por unidade de glicose da celulose. Varia de 0 a 3.

TERESAlquil celulose. 2-hidroxietil celulose (HEC).

Celulose: esterificao

Celulose: eterificao

Celulose: esterificao

STERES

Conduzida normalmente em meio cido. O cido usado leva a um intumescimento, penetrando por toda estrutura da celulose.lcool e um cido reagem para formar um ster e gua. Retirar gua para deslocar o equilbrio no sentido de formao do ster e evitar a sua hidrlise adio de cido com poder desidratante.

Celulose: eterificao

TERES

Alguns so solveis mesmo em gua fria. Realizada em meio alcalino e os reagentes so haletos de alquila:cloreto de metila para metilcelulose (MC); cido monocloroactico que leva carboximetilcelulose (CMC)

Mecanismos

CELULOSEA acidez e a tendncia dissociao aumentada na ordem: OH 6 < OH 3 < OH 2.

Mecanismos:steres: acetato de celulose

STERESAcetato de Celulose (CA)

1865: P. Schutzenberger - Aquecimento da celulose com cido actico sob presso. 1879:A. P. N. Franchimont - cido sulfrico como catalizador no aquecimento da celulose com cido actico sob presso. Atualmente:A polpa pr-tratada com cido actico na presena de cido sulfrico: intumescer as fibras; aumentar sua reatividade. No segundo estgio, o excesso de cido actico removido e anidrido actico adicionado para iniciar a reao Pode ser transformado, formando blendas polimricas, introduo de outros grupos funcionais e obteno de copolmeros enxertados.

Mecanismos:steres: acetato de celulose

Mecanismos:steres: acetato de celulose

Mecanismos:steres: acetato de celuloseNo foi determinado o mecanismo definitivo. Dois mecanismos so considerados possveis.

R(OH)n + nH2SO4 + Ac2O R(OSO2OH) + Ac2O Ac2O(H+) + R(OH)nR(OH)n + nH2SO4 + Ac2O R(OSO2OH) + Ac2O R(OSO2OAc) + R(OH)n

R(OSO2OH) + 2AcOH R(OSO2O-) + Ac2O(H+) R(OH)n-1OAc + AcOHR(OSO2OH) + 2AcOH R(OSO2OAc) + AcOH R(OH)n-1OAc + R(OSO2OH)

Mecanismos:steres:Acetato/butirato de celuloseUso de uma mistura de anidrido butrico e anidrido actico:

Mecanismos:steres:Acetato/butirato de celuloseExemplo geral:

R = - COCH2CH2CH3 OU R = - COCH3 OU R=-HPode ser feito em diferentes propores dos grupos acetato e butirato.

Mecanismos:steres:Acetato/butirato de celuloseExemplo especfico:

Chamado de Pseudoltex. Pode ser dissolvido em solvente prprio, imiscvel com a gua. Posteriormente, introduzido em fase aquosa contendo um emulsificante / estabilizador. Assim possvel formar filmes, utilizados em liberao controlada de frmacos, por exemplo.

Mecanismos:steres:Nitrato de celulose

STERESNitrato de Celulose (CA)

Mistura para nitrao total: 22% HNO3, 66% H2SO4 e 12% H2O. Mistura para nitrao parcial: 21% HNO3, 61% H2SO4 e 18% H2O. HNO3 + H2SO4 formam o on nitrnio, responsvel pela nitrao:

[C6H7O2 (OH)3]n + 3n HONO2

[C6H7O2 (ONO2)3]n + 3nH2O

Mecanismos:steres:Nitrato de celulose

Mecanismos:teres:Metil celulose

TERESMetil Celulose (MC)

Solvel em gua quente - GS de 1,4 a 2,0 Insolveis em gua, mas solveis em solventes orgnicos - GS 2,4 a 2,8.

Mecanismos:teres:Hidroxietil celulose (HEC)

TERESHidroxietil Celulose (HEC)

Reao entre celulose ativada por hidrxido de sdio e xido de etileno. Posterior adio de cido Reao irreversvel.

+

Mecanismos:teres:Hidroxipropil celulose

TERESHidroxipropil Celulose

Reao entre celulose ativada por hidrxido de sdio e xido de propileno. Posterior adio de cido Reao irreversvel.

Mecanismos:teres:Carboximetil celulose (CMC)

TERESCarboximetil Celulose (CMC)

Duas etapas: Alcalizao: promove o intumescimento das fibras. Eterificao: a lcali-celulose reage com cido monocloroactico (ou seu sal de sdio).

Paralelamente forma-se glicolato de sdio, impureza retirada na etapa de purificao da CMC.

Processo de produo

Aplicao- propriedadesAcetato de celulose

APLICAO - PROPRIEDADES STERESAcetato de celulose (CA).Vantagens: Boa tenacidade; alta transparncia; amorfo; atxico; inodoro; pouco inflamveis. Desvantagens: Somente moderada estabilidade UV; atacada por cido ou base concentrados. Teve amplo uso para fabricao de filmes fotogrficos, substitudo pelo nylon - se oxidava e liberava cido actico com o tempo. Produo de filtros de grande absoro, como filtros de cigarro, na fabricao de tecidos para vesturio, forros, tapetes, guarda-chuvas, ferramentas, armaes para culos, curativos, produtos de higiene pessoal e outros produtos.

Aplicao- propriedadesAcetato/butirato de celulose

APLICAO - PROPRIEDADESSTERESAcetato/butirato de celulose.Vantagens: Mais resistente e menor absoro de umidade que o acetato de celulose; solvel em solventes baratos, como lcoois e benzeno; acabamento transparente e brilhante.

Desvantagens: Atacado por muitos solventes clorados e aromticos, incluindo hidrocarbonetos, lcoois e cetonas. Mais caro do que acetato de celulose. Cabos de ferramentas, painis de letreiros luminosos, volantes, culos, acessrios de banheiro, ornamentos decorativos para carros e bens de consumo durveis, canetas, embalagem blister.

Aplicao- propriedadesNitrato de celulose

APLICAO - PROPRIEDADES

STERESNitrato de celulose

Aplicao- propriedadesHidroxietil de celulose

APLICAO - PROPRIEDADES

TERESHidroxietil Celulose (HEC)Usado na indstria como agente de disperso, de reteno de gua, espessamento, suspenso, film-forming, estabilizante, etc. Usado em shampoo: forma colides com as partculas de sujeira.

Aplicao- propriedadesMetil celulose

APLICAO - PROPRIEDADES

TERESMetil Celulose (MC)Usado como antiespumante, aditivo, espessante, dispersante, estabilizador, agente de suspenso e como base para filmes solveis em gua. Por no ser txica a metilcelulose pode ser usada em alimentos .

Aplicao- propriedadesCarboximetil celulose

APLICAO - PROPRIEDADES

TERESCarboximetil Celulose (CMC)(CMC) e seu sal de sdio (Na-CMC) so comercialmente produzidos em maior quantidade em relao a qualquer ter de celulose. Sua forma cida tem pequena solubilidade em gua.

RefernciasKOSAKA, P. M. Aplicaes e Caracterizao de steres de Celulose. 07 de dezembro de 2007. Tese de Doutorado - Universidade de So Paulo - So Paulo, 2007. OLIVEIRA JUNIOR, A. R. Obteno e Caracterizao de Acetato de Celulose Modificado com Organossilano. Agosto de 2007. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas - Campinas, 2002. AZOM. Disponvel em: http://pt.azom.com/article.aspx?ArticleID=2424 Acesso em 13 de outubro de 2011. THE MACROGALLERIA. Disponvel em: http://pslc.ws/portug/index.htm Acesso em 18 de outubro de 2011. WASTOWSKI, A. D. Celulose e Papel. Material didtico da disciplina EFL 2042, Qumica da Madeira. Universidade Federal de Santa Maria Centro de Educao Superior Norte/RS. 2009. KLOCK, U.; MUIZ, G. I. B.; HERNANDEZ, J. A.; ANDRADE, A. S. Qumica da Madeira. Universidade do Paran Curitiba, 2005. ALMEIDA, M. A.; PINHEIRO, A. R. O. Ligaes Qumicas na Fabricao de Papel. FATEB - Faculdade de Telmaco Borba Telmaco Borba, Paran, 2009. SIVAKUMAR VAITHIYALINGAM, B.S. - Preparation And Characterization Of Cellulose Acetate Butyrate Pseudolatex For Multi-particulate Controlled Drug Delivery. Agosto de 2001. Tese de Doutorado - Texas Tech University Health Sciences Center Texas, 2001.