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  1. 1. Curso: Tecnologia em Produção de Materiais e Produtos de Plástico Disciplina: Degradação de Polímeros Professora: Ms. Lucilene Betega de Paiva 1. ASPECTOS GERAIS SOBRE DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá
  2. 2. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá O que é degradação e estabilização? 2
  3. 3. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá 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
  4. 4. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Definição de polímero 4 Monômero Polímero Monômero Polímero
  5. 5. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Homopolímeros 5
  6. 6. MONÔMERO POLÍMERO Etileno CH2=CH2 Polietileno (PE) Propileno CH2=CHCH3 Polipropileno (PP) Estireno CH2=CHC6H5 Poliestireno (PS) FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Homopolímeros 6 C C H H H H n n H CH H H C C 3 C C H H H n
  7. 7. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Homopolímeros 7 MONÔMERO POLÍMERO Cloreto de vinila CH2=CHCl Poli(cloreto de vinila) (PVC) Elileno glicol HO-CH2CH2-OH e ácido tereftálico HOOC-C6H4-COOH Poli(tereftalato de etileno) (PET) Acrilonitrila CH2=CHCN Poliacrilonitrila (PAN) C C H H H Cl n C C O C C O H H O O H H n n H CN H H C C
  8. 8. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Ramificações em homopolímeros 8 Linear Ramificada Reticulada
  9. 9. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Isômeros conformacionais em homopolímeros 9 Unidades repetitivas (meros) do poli(cis-isopreno) e do poli(trans-isopreno) poli(cis-isopreno) = homopolímero da borracha natural poli(trans-isopreno) = gutapercha Cis Trans
  10. 10. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Taticidade em homopolímeros 10 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
  11. 11. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Copolímeros 11 copolímero alternado copolímero em bloco copolímero aleatório copolímero graftizado terpolímero aleatório
  12. 12. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Copolímeros 12 SBR poli(estireno-co-butadieno) NBR poli(acrilonitrila-co-butadieno)
  13. 13. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Copolímeros 13 SAN poli(estireno-co-acrilonitrila) ABS poli(acrilonitrila-co-butadieno-co-estireno)
  14. 14. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Blendas 14 Poliamida Poliamida – Poliéster Poliaminda-Poliéster 90/10 85/15
  15. 15. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Compósitos 15
  16. 16. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Como os polímeros são formados? 16 POR REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO
  17. 17. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Reação usando catalisador Ziegler-Natta Iniciação: sal de titânio é ativado pelo co- catalisador 17 Composto organometálico de alumínio Catalisador Monômero Composto intermediário Rearranjo da molécula
  18. 18. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá 18 Reação usando catalisador Ziegler-Natta Propagação: 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
  19. 19. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá 19 Reação usando catalisador Ziegler-Natta Terminação: 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 degradação Ti oxida c/ ar gerando um óxido que catalisa degradação oxidativa de hidrocarbonetos
  20. 20. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Polimerização por condensação Polimerização do PET (reação de 2 monômeros difuncionais 20 Éster dimetílico do Ácido p-tereftálico Diálcool etilenoglicol + - +- PET metanol 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
  21. 21. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Grau de cristalinidade  Transparência  Coeficiente de difusão dos gases  Migração de aditivos  Difusão de líquidos  Degradação na superfície 21
  22. 22. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Moldagem por compressão 22
  23. 23. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá 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
  24. 24. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Calandragem 24 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
  25. 25. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Extrusão 25 Alimentação Rosca e canhão Cabeçote e matriz Aquecimento e cisalhamento podem causar degradação
  26. 26. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Extrusão e sopro 26 Extrusora Sopro 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
  27. 27. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Injeção 27 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
  28. 28. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Rotomoldagem 28 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
  29. 29. FAFA ECEC MauáMauá FAFA ECEC MauáMauá Efeitos do processamento 29 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

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