Fazendo polímeros acrílicos e vinílicos - IMA - UFRJ

Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ
Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano - IMA
Fazendo polímeros acrílicos e vinílicos
5ª Semana de Polímeros
Alunos: Felipe Mota, Juliana Perdiz e Sarah Huber
Fazendo polímeros acrílicos e vinílicos
Felipe Mota, Juliana Perdiz, Sarah Huber

POLIMERIZAÇÃO DE MONÔMEROS VINÍLICOS
Principais monômeros:
• Estireno
•Cloreto de vinila
• Acetato de vinila
• Tetraflúor-etileno
Figura 2: Representação de um Monômero vinílico
Fonte:http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Vinylgruppe.svg
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Felipe Mota, Juliana Perdiz, Sarah Huber

• Curiosidades:
- Possui 57% de cloro e 43% de eteno;
- Resina termoplástica;
- Dependendo da quantidade de aditivo utilizado no
processo o PVC pode ser um material rígido ou flexível.
• Mecanismo de polimerização:
- Poliadição via radical livre.
• Técnica de polimerização:
- Em geral polimerização em suspensão, pouco via massa
e emulsão.
POLI (CLORETO DE VINILA) – (PVC)
Figura 3: Representação da cadeia em crescimento do Poli (Cloreto de Vinila)
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Polyvinylchlorid.svg
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POLI (CLORETO DE VINILA) – (PVC)
Tabela 2 – Características do PVC
Características
Durabilidade
Estável quimicamente
Não inflamável
Fácil de reprocessar
Boa relação custo/benefício
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• Outras características:
- Massa molar numérica média - = 30.000 – 80.000
- T g= 81°C
- Tm= 273°C
- Material atóxico e inerte
• Aplicações:
POLI (CLORETO DE VINILA) – (PVC)
- Construção civil (forros, tubos, conexões, botas e etc.)
- Indústria automobilística (fiação elétrica, mangueiras e etc.)
- Indústria de calçados (solados, sandálias e etc.)
- Indústria de alimentos (filmes esticáveis, frascos e etc.)
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• Curiosidades:
- Derivado do petróleo
- Resina termoplástica
- 2 tipos: Poliestireno expandido (isopor)
Poliestireno de alto impacto (HIPS)
• Mecanismo de polimerização:
POLIESTIRENO – (PS)
Poliadição via radical livre, iônica e por coordenação
• Técnica de polimerização:
Em geral polimerização via massa, emulsão, solução e suspensão
Figura 3: Representação da cadeia em crescimento do Poliestireno
Fonte:http://pt.wikipedia.org/wiki/Poliestireno
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• Outras características:
- Massa molar numérica média - = 100.000 – 400.000
- T g= 100°C
- Material amorfo
• Aplicações:
- Brinquedos
- Gaveta de armário de cozinha
- Copo descartável
POLIESTIRENO – (PS)
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Polimerização via:
•Radical livre
•Catiônica
•Aniônica
REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO
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Polimerização via radical livre:
•Vantagens:
- Técnica muito simples
- Larga faixa de condições de operação
•Desvantagens:
- Reação não seletiva
- Difícil controle do produto
REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO
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REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO
Polimerização Polimerização Catiônica X Aniônica:
Algumas Semelhanças:
Sensíveis a impurezas (atmosfera inerte)
Solventes com polaridade muito alta não podem ser usadas
Algumas Diferenças:
Catiônica: geralmente contra-íon volumoso, menor força de atração eletrostática
Aniônica: Contra-íon geralmente pequeno, maior força de atração eletrostática
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POLIMERIZAÇÃO DE MONÔMEROS ACRÍLICOS
Principais monômeros:
• Acrilato de Metila
• Metacrilato de Metila
•Acrilato de Etila
• Acrilato de Butila
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• Curiosidades:
POLI(METACRILATO DE METILA) – (PMMA)
- É reconhecido principalmente por sua alta transparência;
- É utilizado como substituinte do vidro e do policarbonato
• Mecanismo de polimerização:
- Poliadição via radical livre.
• Técnica de polimerização:
- Em geral polimerização em emulsão, solução e massa. Porém também pode ser obtida por
polimerização aniônica.
Figura 1 Representação de uma cadeia de PMMA
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Methyl-methacrylate-skeletal.png
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POLI(METACRILATO DE METILA) – (PMMA)
Tabela 1 – Propriedades do PMMA
Propriedades
Boa propriedades óticas
Boa resistência à abrasão
Estabilidade dimensional
Boas propriedades térmicas
Boa moldabilidade
Alto brilho
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• Outras características:
- T g= 105°C
- Tm= 160°C
- Amorfo
• Aplicações:
POLI(METACRILATO DE METILA) – (PMMA)
- Aviação (painéis de instrumentos e etc.)
- Utensílios domésticos (copos, canecas, jarras, talheres e etc.)
- Medicina (Cimentos, próteses e etc)
- Construção civil (Toldos, fachadas, coberturas e etc.)
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POLIADIÇÃO EM MASSA
• É uma técnica simples, na qual há menor contaminação do produto final, visto que
se dá apenas pela presença do monômero e do iniciador.
• Por mais que seja um processo simples, exige muito controle, especialmente
devido às características da polimerização via radicais livres.
• É uma reação altamente exotérmica, o que torna o controle do aquecimento e a
agitação do meio reacional, os pontos cruciais para o sucesso do processo.
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POLIADIÇÃO EM MASSA
Caso não haja controle: criam-se pontos de superaquecimento, podendo resultar na
descoloração e degradação do material. Além disso, a ação dos fenômenos de
transferência de cadeia pode levar à larga distribuição dos valores de massa das cadeias
poliméricas.
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Mecanismo da
Reação:
POLIADIÇÃO EM MASSA
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POLIADIÇÃO VIA MECANISMO ANIÔNICO
Ocorre segundo mecanismo aniônico, como a iniciação dada por:
-Iniciadores nucleófilos (geram íon carbânion formado pelo ataque direto de bases
comuns, reagentes de Grinard ou metal-alquilas)
-Transferência de elétrons (gera ânion radical formado pela transferência de elétrons ou
complexos como sódio-naftaleno)
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POLIADIÇÃO VIA MECANISMO ANIÔNICO
• Tem alta velocidade de propagação em baixas temperaturas, devido à estabilidade da
espécie iônica nessas condições.
• A propagação ocorre até que todo o monômero seja consumido.
• Quando o monômero é polar, como o Estireno, não há reação de transferência de cadeia
(polimerização viva).
• O grau de polimerização depende da concentração do iniciador.
• No caso da polimerização viva, o grau de polimerização é inversamente proporcional à
concentração do agente de transferência.
• A terminação ocorre via agente de transferência.
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POLIADIÇÃO VIA MECANISMO ANIÔNICO
Polimerização viva:
•Ocorre quando não há reações de transferência de cadeia.
•A concentração da espécie propagante é constante durante toda a reação.
•Ao se adicionar mais monômero, a polimerização continua.
•Pode-se formar copolímeros em bloco com a adição de outro monômero.
•A massa molar do polímero formado apresenta distribuição estreita.
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POLIADIÇÃO VIA MECANISMO ANIÔNICO
Mecanismo da Reação:
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REFERÊNCIAS
MARQUES, Maria de Fátima. Apostila de Mecanismo de Polimerização I. p. 2-23
http://professor.ucg.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/14878/material/polimeros.ppt#3
02,22,Reações de polimerização
http://en.wikipedia.org/wiki/Polystyrene
http://en.wikipedia.org/wiki/Acrylate_polymer
http://en.wikipedia.org/wiki/Poly(methyl_methacrylate)
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/plasticos/poliestireno.php
G. Odian, Principle of Polymerization, John Wiley & Sons, 1991.
http://pslc.ws/macrog/acrylate.htm
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