O documento discute os processos de degradação de polímeros. Ele explica como a degradação ocorre durante a produção e processamento de polímeros devido a fatores como temperatura elevada, presença de oxigênio, contaminação por catalisadores e gradientes de propriedades criados durante o resfriamento. O documento também descreve os principais tipos de processos de moldagem e como cada um pode iniciar a degradação dos polímeros.

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. FAFA ECEC
MauáMauá
FAFA ECEC
MauáMauá
O que é degradação e estabilização?
2

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. FAFA ECEC
MauáMauá
FAFA ECEC
MauáMauá
Definição de polímero
4
Monômero
Polímero
Monômero
Polímero

5. FAFA ECEC
MauáMauá
FAFA ECEC
MauáMauá
Homopolímeros
5

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. FAFA ECEC
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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. FAFA ECEC
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FAFA ECEC
MauáMauá
Ramificações em homopolímeros
8
Linear
Ramificada
Reticulada

9. FAFA ECEC
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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. 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. FAFA ECEC
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FAFA ECEC
MauáMauá
Copolímeros
11
copolímero alternado
copolímero em bloco
copolímero aleatório
copolímero graftizado
terpolímero aleatório

12. FAFA ECEC
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FAFA ECEC
MauáMauá
Copolímeros
12
SBR poli(estireno-co-butadieno)
NBR poli(acrilonitrila-co-butadieno)

13. FAFA ECEC
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FAFA ECEC
MauáMauá
Copolímeros
13
SAN poli(estireno-co-acrilonitrila)
ABS poli(acrilonitrila-co-butadieno-co-estireno)

14. FAFA ECEC
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FAFA ECEC
MauáMauá
Blendas
14
Poliamida Poliamida – Poliéster Poliaminda-Poliéster
90/10 85/15

15. FAFA ECEC
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FAFA ECEC
MauáMauá
Compósitos
15

16. FAFA ECEC
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FAFA ECEC
MauáMauá
Como os polímeros são formados?
16
POR REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO

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. 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. 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. FAFA ECEC
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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. 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. FAFA ECEC
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FAFA ECEC
MauáMauá
Moldagem por compressão
22

23. FAFA ECEC
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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. FAFA ECEC
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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. FAFA ECEC
MauáMauá
FAFA ECEC
MauáMauá
Extrusão
25
Alimentação Rosca e canhão
Cabeçote e matriz
Aquecimento e cisalhamento podem causar
degradação

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. 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. 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. 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