O documento descreve diferentes técnicas de polimerização, incluindo polimerização em massa, em solução, em emulsão, em suspensão e interfacial. É explicado que cada técnica tem vantagens e desvantagens dependendo do monômero e aplicação final do polímero.

1. Técnicas de Polimerização
Prof. Iara Santos

2. 2 Técnicas em polimerização/ sistemas
 Polimerização em massa; Meio Homogêneo
 Polimerização em solução;
 Polimerização em lama
 Polimerização em emulsão; Meio heterogêneo
 Polimerização em suspensão;
 Polimerização interfacial;
 Polimerização em fase gasosa.

3. 3 Polimerização em massa (bulk
polymerization)
Solvente  M
Diluente  não utiliza
Reação: M + I  P
I  agente químico, radiação
Reação fortemente exotérmica
Viscosidade cresce rapidamente  difícil transferência de
calor com locais superaquecidos;
Variação no PM e ampla DPM difícil controle da
temperatura

4. 4
Vantagem Pol. Massa
 Polímero com poucos contaminantes residuais;
 Polímero com excelente qualidades óticas e elétricas;
 Facilidade e baixo custo de moldagem;

5. 5
Desvantagem Pol. Massa
 Presença de vestígios de I e M;
 Difícil remoção do I e M;
 Exige M com alta reatividade;
Aplicações
 Obtenção de peças moldadas a partir do monômero; Ex; fabricação de chapas de
PMMA e PU

6. 6 Massa versus suspensão
LUO & DAI (?), www.thermo.com

7. 7
Polimerização em solução
Composição do meio reacional: solvente, I, M;
Vantagem: facilidade de transferência de calor,
homogeneidade de temperatura, e facilidade de
purificação do polímero; obtenção do polímero, se
desejado em solução, pronto para composições de
revestimento.
BR – butadiene rubber ou polibutadieno e IR-
Isoprene rubber

8. 8
Polimerização em solução
Desvantagens:
 Reações lentas;
 Necessidade de soluções diluídas;
 Necessidade de remoção e recuperação de solvente:
 Grandes dimensões dos reatores;
 Baixo rendimento operacional.

9. 9 Polimerização em lama ou em solução
com Precipitação
P formado é insolúvel no meio reacional;
PAN e HDPE
Técnica de polimerização em meio heterogêneo;
Vantagem: meio reacional pouco viscoso,
facilidade de homogenização, facilidade de
separação do polímero.
Desvantagem: depende do par M/Solvente;
dificuldade de remoção do catalisador e do
solvente residuais.

10. 10
Polimerização em emulsão
Sítio da polimerização dentro da micela;
M insolúvel em água;
Agente emulsificante tal como sabão DDB
Utilizado na poliadição;
TP emulsionada varia entre 1 nm e 1um.
Podem ser adicionados: colóides protetores,
reguladores de tensão superficial;
Veloc reação é mais alta que pol. massa ou
solução;
Mostrar 5 estágios

11. 11
Polimerização em emulsão
PM relativamente alto;
I são solúveis em água (K2S2O8);
Decomposição do Iniciador ocorre na água e
depois entra na micela;
RL forma na fase aquosas e migram para a fase
dispersa , onde a reação tem lugar;
Vantagem; fácil controle da temperatura, maior
homogenidade do PM, rápida e alta conversão, e
fácil agitação (pois não ha aumento de
viscosidade)
Desvantagem: necessidade I hidrossolúvel,
necessidade de coagulante, dificuldade de
purificação do polímero.
Ex: PVC e SBR

12. 12
S
u
s
p
e
n
s
ã
o

13. 13

14. 14

15. 15

16. 16

17. 17
Polimerização em suspensão
 Ocorre pol. em massa dentro de cada gotícula suspensa;
 TP dispersa é > 1um;
 Necessita agitação vigorosa e contínua;
 I solúvel no M;
 Uso de agente suspensão;
 Precipitação do polímero é causada pela parada do agitador;
 Ex: PS e PVC
 Levar a Tese e fotografia

18. 18
Polimerização em suspensão
Vantagem
 H2O como meio dispersante;
 Polímero de APM
 Facilidade de separação do polímero
Desvantagem
 Necessidade de agitação contínua,
regular e vigorosa;
 Dificuldade de remoção do M e ag.
suspensão

19. 19 Diferentes morfologias de partícula são
possíveisS-PVC E-PVC
S-PVC,
blending
S-PVC,
copolímero
Braskem, Centro de Tecnologia & Inovação Vinílicos

20. 20 Resina de S-PVC: aplicações rígidas
Braskem, Centro de Tecnologia & Inovação Vinílicos

21. 21
Resina de S-PVC: aplicações
flexíveis
Braskem, Centro de Tecnologia & Inovação Vinílicos

22. 22 Resina de S-PVC: estrutura interna das
partículas
NASS, L. I.; HEIBERGER, C. A. (ed.). Encyclopedia of PVC – Volume 1: Resin
manufacture and properties. 2. ed. Nova York: Marcel Dekker, 1986

23. 23
Resina de S-PVC: morfologia
detalhada
Adaptado de SUMMERS, J. J. Vinyl Addit. Technol. (3), n. 2, 1997

24. 24
Polimerização interfacial
Reação ocorre na interface de 2 solventes, cada
um contendo um dos M,
Reação deve ser rápida;
A renovação da interface onde ocorre a reação é
feita pela remoção lenta e contínua do polímero
pptado entre as 2 camadas líquidas, seja por
agitação, produzindo as gotículas dispersas em
cuja superfície ocorre a reação de polimerização.
Ex: cloreto de diácido com diamina (PA e PC)

25. 25
Polimerização interfacial
Vantagem
 Reações instantâneas;
 Possibilidade de obtenção de
filamentos
Desvantagem
 Comonomeros muito reativos;
 Dificuldade de purificação do
polímero.

26. 26
Polimerização em fase gasosa
Técnica mais moderna e recente;
Poliadiação de M gasosos (etileno e propileno), com
iniciadores de coordenação de alta eficiência (> 98%)
, sistemas catalíticos de ZN mantidos sob a forma de
partículas, em leito fluidizado, contínuo.
 Cada partícula deve gerar uma partícula de
polímero. Esta técnica é de alta sofisticação e
restrita a algumas patentes, usadas na fabricação de
HDPE e PP.

27. 27
Polimerização em fase gasosa
Vantagem
 Reações instantâneas;
 Polímeros de alto peso molecular;
 Polímero já obtido em condições de
comercialização
Desvantagem
 Custo elevado;
 Monômero adequado;
 Restrição ao par M/cat

28. Planta em fase gasosa _ spheripol
28

29. Tres tipos de Produtos
 Homopolímero
 RACO _copolímero estatístico (ou randômico).
 HECO_copolímero alternado
29

30. Propriedades básicas30
Família de produtos Rigidez resistencia
ao
choque/tem
peratura
Transpar
ncia
aplicaçoes
Homopolímeros +++ + ++ Fibras
RACO_Copolímeros
estatisticos( adicao de
C2)
+ ++ +++ Embalagens
HECO_Copolímeros
alternados ( produz
homo-+ copo com C2)
maior teor C2
++ +++ + automoveis
Fonte: Innovation et
Organisation - Les Cas
de l’Industrie des
Polymers de José Vitor
Martins

31. Processo spheripol
 Consiste de 3 etapas:1- alimentaçao cat + C3 (l) + H2 ( Mw control) _
reator tipo loop ( polim. Massa)
 2-Reator fase gasosa (copolimeriz) -> cat alta atividade
 3-vaporizaçao c3(l) nao reagido com reciclo e separaçao do PP alto pm
31

32. vantagem
 Polimero na forma de esfera -> melhor processabilidade, maior confiabilidade no
processo de fabricaçào
32

33. 33 Gelificação e “fusão” de resinas S-PVC
FILLOT, L.-A. et al. J. Vinyl Addit. Techol. (12), 2006
Mecanismo CDFE proposto por Allsop
(1982): Compactação, Densificação, Fusão e
Elongação das partículas primárias do PVC