cursos polilab - degradação e estabilização de polímeros aula 01
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Curso aberto sobre degradação, estabilização de polímeros e conceitos de reciclagem. Contate-me para ministra-lo in company 011 99688 8841TRANSCRIPT
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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e ão e
Reciclagem de PolReciclagem de Políímeros meros
Fernando JosFernando Joséé NovaesNovaes
Aula #01Aula #01
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Fernando JosFernando Joséé Novaes Engenheiro QuNovaes Engenheiro Quíímico pela Escola de mico pela Escola de
Engenharia de Lorena Engenharia de Lorena -- USP, Faenquil, com USP, Faenquil, com
EspecializaEspecializaçção em Polão em Políímeros pela Universidade Federal meros pela Universidade Federal
de São Carlos, possui cursos de aperfeide São Carlos, possui cursos de aperfeiççoamento no oamento no
Brasil, Estados Unidos e Europa. Brasil, Estados Unidos e Europa.
•• Supervisor do LaboratSupervisor do Laboratóório de Materiais e da Auditoria da Qualidade na Volkswagen Plantrio de Materiais e da Auditoria da Qualidade na Volkswagen Planta a
de Taubatde Taubatéé. .
•• Engenheiro do Produto na Volkswagen Planta de São Bernardo do CEngenheiro do Produto na Volkswagen Planta de São Bernardo do Campo. ampo.
•• Professor Convidado em Ciência de Materiais PolimProfessor Convidado em Ciência de Materiais Polimééricos ricos -- Escola de Engenharia de Lorena Escola de Engenharia de Lorena --
USP USP -- FaenquilFaenquil..
•• Professor Convidado em Engenharia de PolProfessor Convidado em Engenharia de Políímeros, Transformameros, Transformaçção e São e Sííntese no curso de Pntese no curso de Póós s
graduagraduaçção da Faculdade Oswaldo Cruz ão da Faculdade Oswaldo Cruz -- São Paulo, SPSão Paulo, SP
•• Polilab Consultoria Empresarial Polilab Consultoria Empresarial -- Desenvolvimento do produto, qualidade e produDesenvolvimento do produto, qualidade e produçção, ão,
reciclagem e desenvolvimento sustentreciclagem e desenvolvimento sustentáável vel -- ACV, nos segmentos automotivo, petroquACV, nos segmentos automotivo, petroquíímica e mica e
produproduçção seriada. ão seriada.
•• http://lattes.cnpq.br/1576020352342912http://lattes.cnpq.br/1576020352342912
PerfilPerfil
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Conhecendo vocês...Conhecendo vocês...
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1 1 -- IntroduIntroduççãoão
2 2 -- PrincPrincíípios tepios teóóricos de degradaricos de degradaçção de polão de políímerosmeros
2.1 2.1 -- PolPolíímeros conceitos bmeros conceitos báásicossicos
2.2 2.2 -- Conceitos de degradaConceitos de degradaçção e estabilizaão e estabilizaçção ão
2.3 Tipos de degrada2.3 Tipos de degradaçção ão
2.3.1 2.3.1 -- DegradaDegradaçção por cisão de cadeiasão por cisão de cadeias
2.3.2 2.3.2 -- DegradaDegradaçção sem cisão de cadeiasão sem cisão de cadeias
2.3.3 2.3.3 -- Auto oxidaAuto oxidaççãoão
2.3.4 2.3.4 -- DespolimerizaDespolimerizaççãoão
3 3 -- Processos de DegradaProcessos de Degradaçção de Polão de Políímerosmeros
3.1 3.1 -- Processos de IniciaProcessos de Iniciaçção de Reaão de Reaçções de Degradaões de Degradaççãoão
3.1.1 3.1.1 -- TTéérmicarmica
3.1.2 3.1.2 -- FotoquFotoquíímicamica
3.1.3 3.1.3 -- RadiaRadiaçção de Alta Energiaão de Alta Energia
3.2 3.2 -- Processos Associados de DegradaProcessos Associados de Degradaçção de Polão de Políímerosmeros
3.2.1 3.2.1 -- MecânicaMecânica
3.2.2 3.2.2 -- TermomecânicaTermomecânica
3.2.3 3.2.3 -- FotoquFotoquíímica e termoqumica e termoquíímicamica
3.2.4 3.2.4 -- StressStress--CrackingCracking
4 4 -- DegradaDegradaçção em blendasão em blendas
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros
5 5 -- BiodegradaBiodegradaççãoão
5.1 5.1 -- O que O que éé biodegradabiodegradaççãoão
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveisveis
5.3 5.3 -- Cargas e agentes biodegradCargas e agentes biodegradááveisveis
6 6 -- AvaliaAvaliaçção do processo de degradaão do processo de degradaççãoão
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.1 6.1.1 -- Envelhecimento ambientalEnvelhecimento ambiental
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento aceleradoEnvelhecimento acelerado
6.2 6.2 -- MMéétodos de acompanhamento por processos ttodos de acompanhamento por processos téérmicosrmicos
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGA todos de acompanhamento por TGA
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
6.2.3 OIT6.2.3 OIT
6.3 6.3 -- MMéétodos espectrosctodos espectroscóópicospicos
6.3.1 6.3.1 -- InfravermelhoInfravermelho
6.3.2 6.3.2 -- UV visUV visíívelvel
7 7 -- Estabilizantes e antiEstabilizantes e anti--oxidantesoxidantes
7.1 7.1 -- Visão geral sobre estabilizantesVisão geral sobre estabilizantes
7.2 7.2 -- Mecanismos dos estabilizantesMecanismos dos estabilizantes
7.3 7.3 -- Solubilidade, migraSolubilidade, migraçção e estabilizaão e estabilizaçção dos aditivosão dos aditivos
8 8 -- FotoestabilizantesFotoestabilizantes e outros aditivos estabilizantese outros aditivos estabilizantes
8.1 8.1 -- FotoestabilizantesFotoestabilizantes
8.2 8.2 -- DesativadoresDesativadores de metaisde metais
8.3 8.3 -- AntiAntiáácidoscidos
9 9 -- PrincPrincíípios da reciclagem de plpios da reciclagem de pláásticos sticos
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•• AditivaAditivaçção de Polão de Políímeros meros -- Marcelo Rabello Marcelo Rabello -- Ed. Ed. ArtliberArtliber
•• Atlas Atlas WeatheringWeathering TestingTesting GuidebookGuidebook -- Atlas Atlas EletricEletric DeviceDevice CompanyCompany
•• CalorimetryCalorimetry andand ThermalThermal AnalysisAnalysis ofof PolymersPolymers -- Vincent B.F Vincent B.F MathotMathot -- Ed. Ed. HanserHanser
•• CaracterizaCaracterizaçção de Polão de Políímeros meros -- Elizabete Lucas; Elizabete Lucas; BlumaBluma Soares; Elisabeth Monteiro Soares; Elisabeth Monteiro -- ee--paperspapers Ed. Ed.
•• Ciência dos PolCiência dos Políímeros meros -- Sebastião Sebastião CanevaroloCanevarolo Jr. Jr. -- Ed. Ed. ArtliberArtliber
•• DeformaDeformaçção Plão Pláástica do Polipropileno stica do Polipropileno IsotIsotááticotico-- ShinichiShinichi TokumotoTokumoto-- Tese de Doutorado UFRGSTese de Doutorado UFRGS
•• DegradaDegradaçção e Estabilizaão e Estabilizaçção de Polão de Políímeros Engenharia de Materiais meros Engenharia de Materiais -- UFRGS UFRGS –– ProfProfªª Ruth SantanaRuth Santana
•• DesigningDesigning WithWith PlasticPlastic -- Ticona Ticona PolymersPolymers
•• EstabilizabilizaEstabilizabilizaçção e Degradaão e Degradaçção de Polão de Políímeros meros -- Marco AurMarco Auréélio De Paoli lio De Paoli -- Ed. Ed. ArtliberArtliber
•• IntroduIntroduçção a Polão a Políímeros meros -- Eloisa Eloisa BiasottoBiasotto Mano Mano -- Ed. Edgar Ed. Edgar BlBlüüchercher
•• PlPláásticos Ambientalmente Degradsticos Ambientalmente Degradááveis veis –– Lucia Helena Lucia Helena InnocentiniInnocentini -- Ed. Ed. UnicamapUnicamap
•• PlPláásticos de Engenharia sticos de Engenharia –– H. H. WiebeckWiebeck; Julio Harada ; Julio Harada -- Ed. Ed. ArtliberArtliber
•• PlasticsPlastics AdditivesAdditives -- GGäächterchter / / MullerrMullerr -- Ed. Ed. HanserHanser
•• PlasticsPlastics MaterialsMaterials -- J.A. J.A. BrydsonBrydson -- ButterworthsButterworths Ed. Ed.
•• Poliestireno: O material e sua transformaPoliestireno: O material e sua transformaçção ão -- Euclides Euclides CorazzaCorazza Filho Filho -- PlasticosPlasticos em Revista Ed. em Revista Ed.
•• PolPolíímeros como Materiais de Engenharia meros como Materiais de Engenharia -- Eloisa Eloisa BiasottoBiasotto Mano Mano -- Ed. Edgar Ed. Edgar BlBlüüchercher
•• PolypropylenePolypropylene -- TheThe challengeschallenges continues continues -- MontellMontell PolyolefinsPolyolefins
•• PolypropylenePolypropylene HandbookHandbook -- Edward P. Moore, Jr. Edward P. Moore, Jr. -- Ed. Ed. HanserHanser
•• PrinciplesPrinciples ofof PolymersPolymers Systems Systems -- Ferdinand Rodrigues Ferdinand Rodrigues -- HPC Ed.HPC Ed.
•• QuQuíímica Orgânica mica Orgânica -- R. Morrison; R. R. Morrison; R. BoydBoyd -- FundacaoFundacao CalousteCalouste GulbekianGulbekian
•• Reologia de PolReologia de Políímeros Fundidos meros Fundidos -- RosarioRosario BretasBretas; Marcos D; Marcos D’’AvilaAvila -- Editora UFSCarEditora UFSCar
•• StabilizationStabilization ofof PolymericPolymeric Material Material -- Hans Hans ZweifelZweifel -- CibaCiba//SpringerSpringer Ed.Ed.
•• TTéécnicas de Caracterizacnicas de Caracterizaçção de Polão de Políímeros meros -- Sebastião Sebastião CanevaroloCanevarolo Jr. Jr. -- Ed. Ed. ArtliberArtliber
•• Tecnologia do PVC Tecnologia do PVC -- Antonio Rodolfo Jr. Antonio Rodolfo Jr. -- BraskemBraskem
•• TextbookTextbook ofof PolymersPolymers ScienceScience -- Fred Fred BillmeyrBillmeyr, Jr. , Jr. -- John John WileyWiley andand Sons Ed. Sons Ed.
•• ThermalThermal MethodsMethods ofof AnalysisAnalysis -- Wesley Wesley WendlandtWendlandt -- John John WileyWiley andand Sons Ed. Sons Ed.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros
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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros
IntroduIntroduççãoãoBase para o entendimento Base para o entendimento -- PrincPrincíípios tepios teóóricos da degradaricos da degradaçção ão
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DegradaDegradaççãoão
-- Processo que altera a qualidade de interesse de polProcesso que altera a qualidade de interesse de políímero mero ou composto polimou composto polimééricorico
-- Por exemplo: flexibilidade, aspecto visual, propriedades mecâniPor exemplo: flexibilidade, aspecto visual, propriedades mecânicas...cas...
EstabilizaEstabilizaççãoão
-- OperaOperaçção que inibe e retarda um processo especão que inibe e retarda um processo especíífico de degradafico de degradaççãoão
-- Por exemplo: atravPor exemplo: atravéés da incorporas da incorporaçção de aditivos...ão de aditivos...
XX
IntroduIntroduççãoão
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros
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A degradaA degradaçção de um polão de um políímero estmero estáá relacionada ao rompimento de relacionada ao rompimento de
ligaligaçções covalentes numa estrutura polimões covalentes numa estrutura poliméérica, formando radicais rica, formando radicais
livres, os quais interagem de inlivres, os quais interagem de inúúmeras maneiras com o prmeras maneiras com o próóprio prio
polpolíímero e tambmero e tambéém com o meio. Essas interam com o meio. Essas interaçções acarretam em ões acarretam em
alteraalteraçções nas propriedades fões nas propriedades fíísicas e qusicas e quíímicas do material. Ou ainda micas do material. Ou ainda
como define como define AgnelliAgnelli: : ““DegradaDegradaçção ão éé qualquer reaqualquer reaçção quão quíímica mica
destrutiva dos poldestrutiva dos políímeros, que pode ser causada por agentes fmeros, que pode ser causada por agentes fíísicos sicos
e/ou por agentes que/ou por agentes quíímicos. A degradamicos. A degradaçção causa uma modificaão causa uma modificaçção ão
irreversirreversíível nas propriedades dos materiais polimvel nas propriedades dos materiais polimééricos, sendo ricos, sendo
evidenciada pela deterioraevidenciada pela deterioraçção progressiva destas propriedades, ão progressiva destas propriedades,
incluindo o aspecto visual.incluindo o aspecto visual.””
DegradaDegradaçção ão -- ConceitoConceito
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros
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QuQuíímica do carbono mica do carbono
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
•• ÁÁtomos de carbono são ligados por quatro outros tomos de carbono são ligados por quatro outros áátomos.tomos.
•• ÁÁtomos de carbono tem habilidade para formar longas cadeias (tomos de carbono tem habilidade para formar longas cadeias (““esqueletos de carbonoesqueletos de carbono””).).
•• Estes esqueletos de carbono pode variar em comprimento e padrãoEstes esqueletos de carbono pode variar em comprimento e padrão de ramificade ramificaçção.ão.
•• Carbono comumente faz ligaCarbono comumente faz ligaçção com oxigênio, hidrogênio e nitrogênio.ão com oxigênio, hidrogênio e nitrogênio.
•• O mais simples dos compostos orgânicos O mais simples dos compostos orgânicos –– hidrocarbonetos hidrocarbonetos –– esqueletos de carbono com esqueletos de carbono com
ligaligaçções com hidrogênio. ões com hidrogênio.
Metano Metano �������� CH4CH4
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Fonte: Materials science and engineering : an introduction / William D. Callister, Jr
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
QuQuíímica do carbono mica do carbono
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QuQuíímica do carbono mica do carbono -- Tipos de hidrocarbonetosTipos de hidrocarbonetos
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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PolPolíímeros meros -- O termo vem do grego O termo vem do grego poli poli -- muitosmuitos, e , e meros meros
-- partespartes, , éé definido como uma moldefinido como uma moléécula que cula que éé construconstruíída da
(polimerizada) a partir de uma unidade simples o Mero, (polimerizada) a partir de uma unidade simples o Mero,
ou ou MonômeroMonômero..
Estas molEstas molééculas tem peso molecular da ordem de 10.000 culas tem peso molecular da ordem de 10.000
a 1.000.000 meros. Pola 1.000.000 meros. Políímeros portanto são meros portanto são
macromolmacromolééculasculas. Propriedades especificas . Propriedades especificas úúteis teis
acontecem em torno de pesos moleculares da ordem de acontecem em torno de pesos moleculares da ordem de
milhares de meros.milhares de meros.
PolPolíímeros meros -- DefiniDefiniçção ão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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PolPolíímero, pode ser definido ainda como uma mero, pode ser definido ainda como uma
macromolmacromoléécula onde ocorre a repeticula onde ocorre a repetiçção de uma ão de uma
unidade quunidade quíímica simples o mica simples o MonômeroMonômero..
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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CHCH22 CHCH
RR
Monômero Monômero éé aa unidade quunidade quíímica simplesmica simples de onde o de onde o
polpolíímero mero éé formado. formado.
PVCPVCPolicloretoPolicloreto de de vinilavinilaR = R = ClCl
PSPSPoliestirenoPoliestirenoR =R =
PPPPPolipropilenoPolipropilenoR = CHR = CH33
PEPEPolietilenoPolietilenoR = HR = H
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Unidade monomUnidade monoméérica X Unidade repetitivarica X Unidade repetitiva
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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NaturaisNaturais
LLáátex tex -- borracha naturalborracha natural
ProteProteíínas e nas e ÁÁcidos nuclcidos nuclééicos icos
(DNA) (RNA)(DNA) (RNA)
CeluloseCelulose
LigninaLignina
AmidoAmido
QueratinaQueratina
PolPolíímeros naturais e sintmeros naturais e sintééticosticos
SintSintééticosticos
PlPláásticos em geral sticos em geral
PolietilenosPolietilenos
PoliestirenoPoliestireno
PVCPVC
AcrAcríílicoslicos
NylonsNylons
PoliPoliéésteressteres
Borrachas sintBorrachas sintééticas (NBR, ticas (NBR,
SBR, SBS, ...)SBR, SBS, ...)
SiliconesSilicones
Resina fenResina fenóólicalica
MelaminaMelamina
TintasTintas
VernizesVernizes
Massas de vedaMassas de vedaççãoão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Como visto polComo visto políímeros são macromolmeros são macromolééculas formadas pela culas formadas pela
reunião de unidades fundamentais (monômeros) que se reunião de unidades fundamentais (monômeros) que se
repetem e dão origem a longas cadeias. repetem e dão origem a longas cadeias.
Essa caracterEssa caracteríística, o tamanho das cadeias formadas stica, o tamanho das cadeias formadas
principalmente por principalmente por áátomos de carbono, ou seja a massa tomos de carbono, ou seja a massa
molar, molar, éé o aspecto principal que confere o aspecto principal que confere àà este grupo de este grupo de
materiais uma smateriais uma séérie de caracterrie de caracteríísticas sticas àà eles associadas. eles associadas.
Por exemplo a viscoelasticidade.Por exemplo a viscoelasticidade.
PolPolíímeros meros -- DefiniDefiniçção ão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Materiais polimMateriais polimééricos apresentam usualmente baixa ricos apresentam usualmente baixa
densidade, pequena resistência densidade, pequena resistência àà temperatura, baixas temperatura, baixas
condutividades elcondutividades eléétrica e ttrica e téérmica. rmica.
São sintetizadas por São sintetizadas por reareaçções de polimerizaões de polimerizaççãoão a partir a partir
reagentes monomreagentes monomééricos. Vricos. Váários polrios políímeros se tornam meros se tornam
fluidos viscosos a temperaturas elevadas (100fluidos viscosos a temperaturas elevadas (100°°CC--300300°°C) C)
e são ainda processados atrave são ainda processados atravéés de procedimentos s de procedimentos
termomecânicos que permitem a fabricatermomecânicos que permitem a fabricaçção de peão de peçças em as em
grande quantidade e diversidade. grande quantidade e diversidade.
PolPolíímeros meros -- DefiniDefiniçção ão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Conjunto de reações químicas que levam à formação de
polímeros - Tipos em função do mecanismo
PolimerizaPolimerizaçção ão
Conceito de Flory Conceito de Carothers
Reação em Cadeia Adição
Reação por Etapas Condensação
Conceitos correlatos importantes:
Grau de Polimerização
Massa molecular
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Grau de PolimerizaGrau de Polimerizaçção ão -- O comprimento da cadeia O comprimento da cadeia
polimpoliméérica rica éé determinado pelo ndeterminado pelo núúmero de unidades mero de unidades
repetitivas na cadeia, repetitivas na cadeia, éé o chamado : o chamado :
Grau de PolimerizaGrau de Polimerizaçção ão -- DP DP ((DegreeDegree ofof PolimerizationPolimerization))
Grau de polimerizaGrau de polimerizaçção ão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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A PolimerizaA Polimerizaçção ão éé uma reauma reaçção quão quíímica que conduz a mica que conduz a
formaformaçção de polão de políímeros.meros.
Os processos de polimerizaOs processos de polimerizaçção foram divididos por ão foram divididos por
CarothersCarothers em dois grupos:em dois grupos:
Processos de PolimerizaProcessos de Polimerizaççãoão
Polimerização por Adição
Polimerização por Condensação
PolimerizaPolimerizaçção por Adião por Adiçção ão
PolimerizaPolimerizaçção por Condensaão por Condensaçção ão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Radicais Radicais -- ConceitoConceito
MolMolééculas ou culas ou ííons que possuem um elons que possuem um eléétron isolado tron isolado
são chamados de radicais e são chamados de radicais e ííonsons--radicalaresradicalares, ,
respectivamente. respectivamente.
Ao se considerar os arranjos eletrônicos possAo se considerar os arranjos eletrônicos possííveis veis
para radicais neutros encontram as seguintes para radicais neutros encontram as seguintes
possibilidades: possibilidades:
Anion radicalar (Anion radicalar (--)) CationCation radicalar (+)radicalar (+)
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Formam polFormam políímeros com unidades repetitivas de fmeros com unidades repetitivas de fóórmula rmula
molecular idêntica ao monômero de partida a partir de molecular idêntica ao monômero de partida a partir de
uma uma reareaçção em cadeiaão em cadeia, com as seguintes fases: , com as seguintes fases:
�������� IniciaIniciaççãoão:: rompimento das ligarompimento das ligaçções duplas.ões duplas.
�������� PropagaPropagaççãoão:: inicio do processo de formainicio do processo de formaçção das ão das cadeias polimcadeias polimééricas pelos pontos ricas pelos pontos reativos reativos
�������� TerminaTerminaççãoão:: eliminaeliminaçção dos pontos reativos ão dos pontos reativos encerrando a reaencerrando a reaççãoão
PolimerizaPolimerizaçção por adião por adiççãoão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Etapas Etapas �������� exemplo de polimerizaexemplo de polimerizaçção do Polietileno:ão do Polietileno:
1) Inicia1) Iniciaçção: formaão: formaçção de são de síítio reativo a partir de iniciador (R) e tio reativo a partir de iniciador (R) e
monômero:monômero:
RR•• + CH+ CH22=CH=CH22 →→ RR--CHCH22CHCH22••
2) Propaga2) Propagaçção da reaão da reaçção a partir dos centros reativos: ão a partir dos centros reativos:
RR--CHCH22CHCH22•• + + nn (CH(CH22=CH=CH22))→→ RR--(CH(CH22CHCH22))nnCHCH22CHCH22••
3) Termina3) Terminaçção da reaão da reaçção: ão:
RR--(CH(CH22CHCH22))nnCHCH22CHCH22•• + R+ R’’•• →→ RR--(CH(CH22CHCH22))nnCHCH22CHCH22--RR’’
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Os agentes iniciadores de reaOs agentes iniciadores de reaçções de polimerizaões de polimerizaçção por adião por adiçção ou ão ou
iniciadores, esse termo iniciadores, esse termo éé usado para estas substâncias, a maioria são usado para estas substâncias, a maioria são
perperóóxidos, xidos, azoazo--compostoscompostos, , nitrnitróóxidosxidos e e dissufetosdissufetos..
PerPeróóxidos (Rxidos (R--OO--OO--RR’’))
DissulfuretosDissulfuretos (R(R--SS--SS--RR’’))
NitrNitróóxidosxidos (R(R--OO--NN--RR’’))
Compostos azo (RCompostos azo (R--N=NN=N--RR’’))
Usualmente, a iniciaUsualmente, a iniciaçção em polimerizaão em polimerizaçção radicalar livre dão radicalar livre dáá--se por se por
decomposidecomposiçção tão téérmica do iniciador. Neste processo, a energia de rmica do iniciador. Neste processo, a energia de
dissociadissociaçção da ligaão da ligaçção deve situarão deve situar--se entre 100 e 170 kJ/mol se entre 100 e 170 kJ/mol
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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PolimerizaPolimerizaçção por Adião por Adiçção ão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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PolimerizaPolimerizaçção por Adião por Adiçção ão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Exemplos de polExemplos de políímeros de reameros de reaçção por adião por adiççãoão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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ÉÉ quando duas molquando duas molééculas culas polifuncionaispolifuncionais (cadeias (cadeias
lineares ou tridimensionais) unem lineares ou tridimensionais) unem -- se para produzir se para produzir
em em etapasetapas uma moluma moléécula cula polifuncionalpolifuncional com a com a
possibilidade de eliminapossibilidade de eliminaçção de ão de áágua.gua.
PolimerizaPolimerizaçção por condensaão por condensaççãoão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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FormaFormaçção da poliamida 66 ão da poliamida 66 -- NylonNylon
PolimerizaPolimerizaçção por condensaão por condensaççãoão
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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FormaFormaçção do polião do poliééster (reaster (reaçção entre hidroxila e carboxila)ão entre hidroxila e carboxila)
RepresentaRepresentaçção de um passo do processo de polimerizaão de um passo do processo de polimerizaçção por ão por
condensacondensaçção do polião do poliééster. ster.
Este passo se repete sucessivamente, produzindoEste passo se repete sucessivamente, produzindo--se uma molse uma moléécula linear.cula linear.
PolimerizaPolimerizaçção por condensaão por condensaççãoão
ÁÁlcool + Ac. Tereftlcool + Ac. Tereftáálico = Ester + Hlico = Ester + H22OO
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Exemplos de polExemplos de políímeros de reameros de reaçção por adião por adiççãoão
PET
Poliuretano
Policarbonato
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
3535©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissãoFonte: Introduction to Polymer Science – Polyester Condensation Reaction – pg 14 e 15
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
PET PET
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Processos de PolimerizaProcessos de Polimerizaçção ão -- Mecanismos Mecanismos
NãoNãoSimSimRamificaRamificaççõesões
Muitas Muitas Poucas e longasPoucas e longasCadeiaCadeia
BiBi--funcionalfuncionalOlefinicoOlefinicoMonômero Monômero
Não Não Sim Sim IniciadorIniciador
Passo a PassoPasso a PassoReaReaçção em cadeiaão em cadeiaMecanismoMecanismo
CondensaCondensaççãoãoAdiAdiççãoãoComparaComparaçção de ão de mecanismosmecanismos
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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RepresentaRepresentaçção da macromolão da macromolééculacula
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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LigaLigaçções quões quíímicas em polmicas em políímeros meros
Forças Intramoleculares
Primárias
ForForçças as IntramolecularesIntramoleculares
PrimPrimááriasrias
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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LigaLigaçção Covalenteão Covalente
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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LigaLigaçção Covalenteão Covalente
MolMoléécula do Polietilenocula do Polietileno MolMoléécula do Polipropilenocula do Polipropileno
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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Forças Intermoleculares
Secundárias
ForForçças Intermoleculares as Intermoleculares
SecundSecundááriasrias
LigaLigaçções quões quíímicas em polmicas em políímeros meros
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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Esticando um filme plEsticando um filme pláásticostico
ForForçças intermoleculares são a atraas intermoleculares são a atraçção entre as ão entre as molmolééculas do polculas do políímero e que os fazem ficar mero e que os fazem ficar ““juntosjuntos””. .
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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As cadeias polimAs cadeias polimééricas são ligadas atravricas são ligadas atravéés das s das forforççasas
intermolecularesintermoleculares ou secundou secundáárias. rias.
Comparativamente são encontradas forComparativamente são encontradas forçças de baixa as de baixa
intensidade nos componentes das molintensidade nos componentes das molééculas dos culas dos
polpolíímeros, de onde se deduz que as formeros, de onde se deduz que as forçças que os as que os
mantmantéém juntos não advm juntos não advéém da ligam da ligaçção Cão C--C, mas sim das C, mas sim das
interainteraçções ões entre as forentre as forçças intermoleculares.as intermoleculares.
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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Que espQue espéécie de forcie de forçça manta mantéém as molm as molééculas neutras culas neutras
agregadas umas as outras?agregadas umas as outras?
Parecem ser, tal como as forParecem ser, tal como as forçças de natureza as de natureza
eletrosteletrostáática, a atratica, a atraçção de uma carga positiva por uma ão de uma carga positiva por uma
negativa.negativa.
+ -+ + --
+ - + + --
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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ForForçça de Van der a de Van der WallsWalls -- Estão presentes em Estão presentes em
todas moltodas molééculas e compreendem a maior culas e compreendem a maior
porporçção das forão das forçças intermoleculares, as intermoleculares, a menos a menos
que dipolos muito fortes estejam presentesque dipolos muito fortes estejam presentes. .
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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InterInter--relarelaçção entre as estruturas moleculares e forão entre as estruturas moleculares e forçças as intermoleculares para diferentes faixas de temperatura.intermoleculares para diferentes faixas de temperatura.
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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Homopolímeros
Copolímeros &
Blendas
HomopolHomopolíímerosmeros
CopolCopolíímeros meros &&
BlendasBlendas
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ÉÉ quando a polimerizaquando a polimerizaçção se dão se dáá a partir de a partir de
um um úúnico monômero.nico monômero.
........��������������������������������........................����������������������������������������������������������������................
HomopolHomopolíímerosmeros
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Compreende a polimerizaCompreende a polimerizaçção simultânea ão simultânea de dois de dois
monômerosmonômeros. Muitos pl. Muitos pláásticos sticos úúteis são produzidos teis são produzidos
permitindopermitindo--se que dois ou mais monômeros sejam se que dois ou mais monômeros sejam
polimerizados juntos. Neste caso as polimerizados juntos. Neste caso as propriedades de propriedades de
cada polcada políímero são combinadasmero são combinadas e podee pode--se ter se ter
aplicaaplicaçções especões especííficas ( ficas ( taylortaylor mademade ) para o produto. ) para o produto.
Este fato aliado a Este fato aliado a aspectos econômicoaspectos econômico, indicam o forte , indicam o forte
interesse comercialinteresse comercial na copolimerizana copolimerizaçção.ão.
CopolCopolíímerosmeros
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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AleatAleatóóriosrios -- As seqAs seqüüências seguem uma ordem aleatências seguem uma ordem aleatóória ria ao longo da cadeia.ao longo da cadeia.
CopolCopolíímeros em Blocomeros em Bloco -- As seqAs seqüüências se seguem umas ências se seguem umas as outras ao longo da cadeia principal do polas outras ao longo da cadeia principal do políímero.mero.
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
CopolCopolíímeros meros -- TiposTipos
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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AlternadosAlternados -- As seqAs seqüüências seguem uma ordem ências seguem uma ordem alternada ao longo da cadeia.alternada ao longo da cadeia.
������������������������������������������������������������������������������������������������
GrafitizadosGrafitizados -- ÉÉ enxertado um segundo tipo de enxertado um segundo tipo de monômero cadeia principal.monômero cadeia principal.
�������� ��������
�������� ��������
�������� ��������
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������� ��������
�������� ��������
�������� ��������
CopolCopolíímeros meros -- TiposTipos
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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CopolCopolíímeros meros -- TiposTipos
Estrutura QuEstrutura Quíímicamica
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IUPAC IUPAC �������� UUma blenda polimma blenda poliméérica rica éé ““uma mistura uma mistura
macroscopicamente homogênea de duas ou mais espmacroscopicamente homogênea de duas ou mais espéécies cies
diferentes de poldiferentes de políímerosmeros””. Pertencem a outra . Pertencem a outra ““famfamíílialia”” de materiais de materiais
polimpolimééricos, que são produzidos a partir de uma ricos, que são produzidos a partir de uma mistura mecânica mistura mecânica
ou reativa dos componentes. ou reativa dos componentes. Essa mistura nos da um aumento em Essa mistura nos da um aumento em
propriedades especpropriedades especííficas, em relaficas, em relaçção aos seus componentes ão aos seus componentes
isoladamente. isoladamente. Existem aspectos econômicos para se considerar Existem aspectos econômicos para se considerar
quando da opquando da opçção por uma blenda polimão por uma blenda poliméérica. rica.
Blendas mais comuns: ABS/PC; PP/Elastômero; ABS/PVC; PC/PBT; Blendas mais comuns: ABS/PC; PP/Elastômero; ABS/PVC; PC/PBT;
ABS/PA; PPO/PS; PPO/PA; PPO/PS/PA...ABS/PA; PPO/PS; PPO/PA; PPO/PS/PA...
Blendas polimBlendas polimééricas ricas
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Miscibilidade e Compatibilidade em BlendasMiscibilidade e Compatibilidade em Blendas
Para qualquer sistema multicomponente a propriedade mais importaPara qualquer sistema multicomponente a propriedade mais importante nte éé a a miscibilidade.miscibilidade.
Isto porque todas as outras propriedades do sistema dependem do Isto porque todas as outras propriedades do sistema dependem do nnúúmero de mero de fases, de sua morfologia e da adesão entre elas. Estes parâmetrofases, de sua morfologia e da adesão entre elas. Estes parâmetros são s são determinados por interadeterminados por interaçções entre as molões entre as molééculas dos diferentes componentes.culas dos diferentes componentes.
O termo miscibilidade estO termo miscibilidade estáá diretamente relacionado com a solubilidade. diretamente relacionado com a solubilidade.
PolPolíímeros serem miscmeros serem miscííveis significa que eles se dissolvem mutuamente. Portanto, veis significa que eles se dissolvem mutuamente. Portanto, os termos miscos termos miscíível e imiscvel e imiscíível referemvel referem--se a um estado termodinâmico.se a um estado termodinâmico.
O termo compatibilidade, por sua vez, tem a ver com determinadasO termo compatibilidade, por sua vez, tem a ver com determinadas propriedadespropriedadesdesejadas a um produto. A blenda desejadas a um produto. A blenda éé dita compatdita compatíível, quando suas propriedades vel, quando suas propriedades são aquelas desejadas. Assim, uma blenda miscsão aquelas desejadas. Assim, uma blenda miscíível ou imiscvel ou imiscíível pode ou não ser vel pode ou não ser compatcompatíível, dependendo se as propriedades procuradas foram alcanvel, dependendo se as propriedades procuradas foram alcanççadas ou não.adas ou não.
Termodinamicamente a a equaTermodinamicamente a a equaçção de energia livre de ão de energia livre de GibbsGibbs para uma mistura para uma mistura éé::
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
ΔΔG misturaG mistura = = ΔΔH misturaH mistura −−TTΔΔS misturaS mistura
5656©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
ΔΔG G éé a variaa variaçção molar da energia da mistura; ão molar da energia da mistura;
ΔΔH H éé a variaa variaçção molar da entalpia da mistura e ão molar da entalpia da mistura e
ΔΔS S éé a variaa variaçção molar da entropia da mistura e T a temperatura absoluta. ão molar da entropia da mistura e T a temperatura absoluta.
Essa equaEssa equaçção permite três possibilidade aos sistemas polimão permite três possibilidade aos sistemas polimééricos:ricos:
ΔΔG > 0G > 0 , o sistema , o sistema éé imiscimiscíível (duas ou mais fases) vel (duas ou mais fases)
ΔΔG = 0G = 0 , o sistema esta em equilibro dinâmico , o sistema esta em equilibro dinâmico
ΔΔG < 0G < 0 , o sistema , o sistema éé miscmiscíível (vel (úúnica fase) nica fase)
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
ΔΔG misturaG mistura = = ΔΔH misturaH mistura −−TTΔΔS misturaS mistura
5757©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Blendas polimBlendas polimééricas são misturas fricas são misturas fíísicas ou reativas de dois ou sicas ou reativas de dois ou mais polmais políímeros meros
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
5858©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
•• Conhecer profundamente a estrutura molecular dos componentes Conhecer profundamente a estrutura molecular dos componentes polimpolimééricos.ricos.
•• Avaliar se os polAvaliar se os políímeros possuem interameros possuem interaçções especões especííficas, incluindo ficas, incluindo pontes de hidrogênio e dipolos permanentes, pois somente estespontes de hidrogênio e dipolos permanentes, pois somente estesprovocarão o fenômeno de miscibilidade ou imiscibilidade.provocarão o fenômeno de miscibilidade ou imiscibilidade.
•• Avaliar a cristalizaAvaliar a cristalizaçção dos componentes da blenda, com conhecimento ão dos componentes da blenda, com conhecimento da estrutura molecular e da morfologia dos componentes.da estrutura molecular e da morfologia dos componentes.
•• Avaliar as condiAvaliar as condiçções de mistura no processo resumidas nos seguintes ões de mistura no processo resumidas nos seguintes parâmetros: temperatura, taxa ou velocidade de processamento, parâmetros: temperatura, taxa ou velocidade de processamento, projeto do equipamento e composiprojeto do equipamento e composiçção adequada. Na maioria das ão adequada. Na maioria das blendas polimblendas polimééricas existentes as temperaturas de processamento de ricas existentes as temperaturas de processamento de cada componente individualmente são diferentes.cada componente individualmente são diferentes.
•• Projeto da rosca de mistura, fundamental da dispersão e fase agProjeto da rosca de mistura, fundamental da dispersão e fase agregada. regada.
•• As condiAs condiçções de mistura devem ser totalmente relacionadas com o ões de mistura devem ser totalmente relacionadas com o grau de dispersão e grau de dispersão e ààs propriedades desejadas do produto final s propriedades desejadas do produto final --AdiAdiçção de compatibilizante, lubrificante e estabilizante de processoão de compatibilizante, lubrificante e estabilizante de processo, etc., etc.
Blendas polimBlendas polimééricas ricas -- Pontos chaves Pontos chaves
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
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Blendas polimBlendas polimééricas ricas
A primeira blenda polimA primeira blenda poliméérica desenvolvida comercialmente foi rica desenvolvida comercialmente foi
a PPO/PS a PPO/PS –– NorylNoryl da GE da GE PlasticsPlastics. O PPO . O PPO éé um composto de alto um composto de alto
HDT, bastante resistente HDT, bastante resistente àà UV e UV e àà agentes quagentes quíímicos, almicos, aléém da m da
alta resistência mecânica, poralta resistência mecânica, poréém de difm de difíícil processamento. cil processamento.
A blenda foi desenvolvida por acaso quando da limpeza do A blenda foi desenvolvida por acaso quando da limpeza do
canhão da mcanhão da mááquina com PS. Este conferiu ao PPO melhor quina com PS. Este conferiu ao PPO melhor
processamento complementando outra desejprocessamento complementando outra desejáável caractervel caracteríística stica
da blenda.da blenda.
Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais
Componentes da blenda miscComponentes da blenda miscíível PPO/PSvel PPO/PS
6060©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
6161©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
AA conformaconformaççãoão descreve arranjos espaciais descreve arranjos espaciais
que a cadeia polimque a cadeia poliméérica pode adquirir,rica pode adquirir, que que
podem ser mudados por meio de simples podem ser mudados por meio de simples
rotarotaçções das ligaões das ligaçções simples Cões simples C--C,C, sendo sendo
portantoportanto reversreversííveisveis. .
ConformaConformaçção de cadeias polimão de cadeias polimééricas ricas
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
6262©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
ConformaConformaççãoão de uma molde uma moléécula se refere aoscula se refere aos arranjos arranjos
geomgeoméétricos de grupos de tricos de grupos de áátomos na moltomos na molééculacula,, que que
podem ser alterados somente pela podem ser alterados somente pela rotarotaççãoão em torno das em torno das
ligaligaçções primões primáárias de valênciarias de valência, descreve a, descreve a posiposiçção ão
espacialespacial preferencial do preferencial do áátomo na moltomo na moléécula, e descreve cula, e descreve
tambtambéém a polaridade, flexibilidade e regularidade da m a polaridade, flexibilidade e regularidade da
macromolmacromoléécula. cula.
Exemplos: ConformaExemplos: Conformaçção ão ZigZig--ZagZag Planar, Helicoidal e Planar, Helicoidal e
AleatAleatóória. ria.
Ou ... Ou ...
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
6363©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
TetraTetraéédricadrica
ZigZig--ZagZag PlanarPlanar
ConformaConformaçção de cadeias polimão de cadeias polimééricas ricas
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
EnoveladaEnovelada
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Estrutura de polEstrutura de políímeros meros
PolPolíímeros podem ter suas cadeias como sendo: meros podem ter suas cadeias como sendo:
Linear Linear Linear
ReticuladaReticuladaReticulada
RamificadaRamificadaRamificada
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
6565©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Modelos esquemModelos esquemááticos de estrutura das cadeias moleculares ticos de estrutura das cadeias moleculares
Cadeia Linear Cadeia Linear Cadeia RamificadaCadeia Ramificada
Cadeia com LigaCadeia com Ligaçções Cruzadas ões Cruzadas Rede Interpenetrante Rede Interpenetrante
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
6666©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Estrutura das cadeias moleculares Estrutura das cadeias moleculares
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
6767©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Rede polimRede poliméérica rica interpenetranteinterpenetrante -- InterpenetratingInterpenetrating
PolymerPolymer Network Network -- IPNIPN, , éé um tipo de mistura de um tipo de mistura de
dois poldois políímeros, sendo pelo menos um deles meros, sendo pelo menos um deles
sintetizado, ou interligado, na presensintetizado, ou interligado, na presençça do outro. Ou a do outro. Ou
uma macromoluma macromoléécula ramificada na qual cada cula ramificada na qual cada
unidade constitucional unidade constitucional éé conectada a outra por conectada a outra por
muitas ligamuitas ligaçções permanentes. ões permanentes.
Rede InterpenetranteRede Interpenetrante
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
6868©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Possuem no estado sPossuem no estado sóólido três tipos de estrutura: lido três tipos de estrutura:
Amorfa AAmorfa morfa
CristalinaCCristalinaristalina
Semi - CristalinaSSemi emi -- CristalinaCristalina
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
6969©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Modelo da miscela franjada para polModelo da miscela franjada para políímeros semimeros semi--cristalinoscristalinos
auxiliaramauxiliaram na interpretana interpretaçção da morfologia de polão da morfologia de políímerosmeros
Regiões amorfas Regiões amorfas
Regiões cristalinasRegiões cristalinas
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
Cristalinidade Cristalinidade
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RepresentaRepresentaçção esquemão esquemáática da estrutura molecular geral e um arranjo tica da estrutura molecular geral e um arranjo tipicamente de materiais semi tipicamente de materiais semi -- cristalinos cristalinos
Cristal Cristal ÚÚnico Lamelarnico Lamelar
Esferulitos Esferulitos
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Ponto de fusão definido Ponto de fusão definido
AmorfoAmorfoAmorfo
CristalinoCristalinoCristalino
Ponto de amolecimento Ponto de amolecimento aproximado aproximado
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
TermoplTermopláástico: stico:
7272©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
A A configuraconfiguraççãoão de uma cadeia polimde uma cadeia poliméérica sãorica são arranjos arranjos
moleculares espaciaismoleculares espaciais, fixados por liga, fixados por ligaçções quões quíímicas micas
intramolecularesintramoleculares (prim(primáárias).rias).
Portanto, para que haja mudanPortanto, para que haja mudançça dea de configuraconfiguraççãoão éé
necessnecessáário rio a quebra de ligaa quebra de ligaçções quões quíímicas de primeira micas de primeira
ordemordem, que envolvem a degrada, que envolvem a degradaçção do polão do políímero, jmero, jáá que que
ela ela éé definida na polimerizadefinida na polimerizaççãoão..
ConfiguraConfiguraçção de cadeias polimão de cadeias polimééricas ricas
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
7373©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Ou ...Ou ...
ConfiguraConfiguraççãoão éé descrita como sendodescrita como sendo aqueles arranjos de aqueles arranjos de
áátomos que nos dtomos que nos dáá a informaa informaçção da distribuião da distribuiçção espacial da ão espacial da
molmolééculacula e e não podem ser alterados a não ser pela ruptura das não podem ser alterados a não ser pela ruptura das
ligaligaçções quões quíímicas primmicas primááriasrias.. Durante a polimerizaDurante a polimerizaçção ão éé
posspossíível quevel que grupos ligantesgrupos ligantes na estrutura Carbonona estrutura Carbono––Carbono Carbono
sejam arranjados de modo a se posicionarem em diferentes sejam arranjados de modo a se posicionarem em diferentes
diredireçções, ões, éé chamado dechamado de taticidadetaticidade ouou configuraconfiguraçções tões tááticasticas. .
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
7474©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Isomeria Isomeria ciscis--transtransNa polimerizaNa polimerizaçção de ão de dienosdienos, normalmente a rea, normalmente a reaçção ocorre nas duplas ligaão ocorre nas duplas ligaçções, resultando ões, resultando
numa dupla liganuma dupla ligaçção residual no centro da unidade de repetião residual no centro da unidade de repetiçção. Consideremos como exemplo o ão. Consideremos como exemplo o
isoprenoisopreno (2(2--metilmetil--1,31,3--butadieno). butadieno).
Considerando que os Considerando que os áátomos de carbono ligados por ligatomos de carbono ligados por ligaçção simples podem girar livremente em ão simples podem girar livremente em
torno da diretorno da direçção da ligaão da ligaçção, tem dois arranjos possão, tem dois arranjos possííveis para o posicionamento do grupo CHveis para o posicionamento do grupo CH22
das pontas, no mesmo lado ou em lados opostos.das pontas, no mesmo lado ou em lados opostos.
No caso de uma polimerizaNo caso de uma polimerizaçção por adião por adiçção 1,4, vão se formar, com idêntica probabilidade, as ão 1,4, vão se formar, com idêntica probabilidade, as
seguintes estruturas repetitivas:seguintes estruturas repetitivas:
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
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Taticidade ou estereoisomeriaTaticidade ou estereoisomeria
A taticidade A taticidade éé a a regularidade espacialregularidade espacial com que os com que os
grupos laterais se apresentam na cadeia polimgrupos laterais se apresentam na cadeia poliméérica.rica.
A taticidade de um polA taticidade de um políímero determina o grau de mero determina o grau de
cristalinidade da molcristalinidade da moléécula; ex.: polipropileno altamente cula; ex.: polipropileno altamente
isotisotáático faz crescer o grau de cristalinidade o que tico faz crescer o grau de cristalinidade o que
resulta modificaresulta modificaçções ou compatibilidade de ões ou compatibilidade de
propriedades (dureza, trapropriedades (dureza, traçção, etc.).ão, etc.).
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
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-- Quando esse grupo Quando esse grupo éé posicionado de maneira aleatposicionado de maneira aleatóória ria éé
chamado de (polchamado de (políímero) mero) atatááticotico. .
-- Quando hQuando háá alternância regular do lado em que o grupo alternância regular do lado em que o grupo
ligante se posiciona, ligante se posiciona, éé chamado de (polchamado de (políímero) mero) sindiotsindiotááticotico. .
-- Quando o grupo ligante Quando o grupo ligante éé posicionado do mesmo lado na posicionado do mesmo lado na
cadeia da molcadeia da moléécula cula éé chamado de (polchamado de (políímero) mero) isotisotááticotico. .
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
Taticidade ou Taticidade ou estereoisomeriaestereoisomeria -- DefiniDefiniçção prão prááticatica
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ConfiguraConfiguraçções tões tááticasticas
IsotIsotááticotico -- Todos os grupos laterais estão do mesmo lado em relaTodos os grupos laterais estão do mesmo lado em relaçção ao plano formado pelos ão ao plano formado pelos
áátomos da cadeia polimtomos da cadeia poliméérica.rica.
PolPolíímeros isotmeros isotááticos e sindiotticos e sindiotááticos são chamados de polticos são chamados de políímeros estereoespecmeros estereoespecííficos ou ficos ou
estereorregulares. São produzidos por polimerizaestereorregulares. São produzidos por polimerizaçção catalão catalíítica usando catalisadores tica usando catalisadores
estereoespecestereoespecííficos do tipo Zieglerficos do tipo Ziegler--Natta ou Metalocênicos.Natta ou Metalocênicos.
SindiotSindiotááticotico -- Os grupos laterais estão dispostos de maneira alternada em relaOs grupos laterais estão dispostos de maneira alternada em relaçção ao plano ão ao plano
formado pelos formado pelos áátomos da cadeia polimtomos da cadeia poliméérica. rica.
AtAtááticotico -- Não hNão háá regularidade na disposiregularidade na disposiçção dos grupos laterais em relaão dos grupos laterais em relaçção ao plano formado ão ao plano formado
pelos pelos áátomos da cadeia polimtomos da cadeia poliméérica.rica.
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
7878©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
ResumãoRelações entre estruturas e propriedades
ResumãoResumãoRelaRelaçções entre estruturas e propriedades ões entre estruturas e propriedades
LigaLigaçções Primões Primááriasrias
Forma da molForma da molééculacula Tamanho da molTamanho da molééculacula Arranjo molecularArranjo molecular InserInserçção de gruposão de grupos FunFunçção quão quíímica mica
resultam em resultam em
afetam afetam
LigaLigaçções Secundões Secundááriasrias
afetam afetam afetam afetam afetam afetam afetam afetam resultam resultam em em
causam causam afetam afetam
Crescimento cristalino Crescimento cristalino
afetam afetam
Propriedades mecânicas e Propriedades mecânicas e ttéérmicas rmicas
Propriedades de Propriedades de inchamento e soluinchamento e soluçções ões Densidade Densidade
Propriedades quPropriedades quíímicas micas e ele eléétricas tricas
NoNoçções de morfologiaões de morfologia
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1 1 -- IntroduIntroduççãoão
2 2 -- PrincPrincíípios tepios teóóricos de degradaricos de degradaçção de polão de políímerosmeros
2.1 2.1 -- PolPolíímeros conceitos bmeros conceitos báásicossicos
Você viu atVocê viu atéé aqui aqui