A Síntese dos Polímeros

UNIVERSIDADE SOCIAL DE SANTA CATARINA- UNISOCIESC

INSTITUTO SUPERIOR TUPY – IST

Sintese dos polímeros

Aluno: João Paulo de Oliveira

Profª: Katiusca Wessler Miranda

Joinville, 04/18

Introdução        

        Polímeros são compostos formados por macromoléculas que são obtidos através de reação química de polimerização de compostos simples denominados monômeros, a polimerização é uma reação extremamente importante na indústria química, porque muitos polímeros possuem propriedades desejáveis, como durabilidade, resistência a muitos produtos químicos, elasticidade, transparência e resistência elétrica e térmica.

        O monómero é uma pequena molécula que pode ligar-se a outros monômeros formando moléculas maiores denominadas polímeros. Exemplos de monômeros são os hidrocarbonetos, derivados do petróleo, dos tipos alcanos e alcenos. Os hidrocarbonetos como o estireno e etileno reagindo em cadeia formam plásticos como policloreto de vinila (PVC), a reação em cadeia do cloreteno (cloreto de vinila) e polietileno (reação em cadeia do etileno). Esta reação em cadeia entre os monômeros formando o polímero é chamada de polimerização. Na figura 01 podemos observar alguns exemplos de monômeros, sua estrutura e o polímero que é obtido.

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Figura: 01 Monômeros e estruturas dos polímeros

Polimerização em massa

        O mais simples arranjo físico é o de polimerização em massa, em que o monômero é adicionado e o iniciador, a reação é iniciada através de aquecimento e pode ser notada através do aumento da viscosidade que é gerada no meio. A grande vantagem deste meio de obtenção é a qualidade final do produto final, que é livre de qualquer impureza por outro lado sua desvantagem é a dificuldade de controle de temperatura, pois se tratando de uma reação de polimerização exotérmica tem-se uma grande geração de calor em media 20 Kcal/mol o que pode gerar pontos quentes dentro do reator gerando instabilidade dentro do reator não permitindo assim o crescimento da cadeia aumentando assim a velocidade do termino da reação provocando assim um material com baixo peso molecular ou um polímero com grande variação de sua MM. Chapas de acrílico são obtidas através deste processo. As vantagens da polimerização em massa são: Polímero com poucos contaminantes residuais, polímero com excelentes qualidades óticas e elétricas, Facilidade e baixo custo de moldagem, suas desvantagens são: Difícil remoção do reator, distribuição do peso molecular.

Polimerização em Solução

        Para que fosse possível resolver a maior dificuldade da polimerização em massa, melhorando assim a transferência de calor e homogeneizando a temperatura, é adicionado um liquido no meio reacional, onde este liquido pode ser um solvente e então a polimerização é denominada  “em Solução”. No inicio todos os componentes (monômero, iniciador e solvente) devem ser diluídos entre si, no decorrer da reação se tem a polimerização e a obtenção do polímero, que pode ou não ser solúvel no meio reacional. Caso seja solúvel o produto final é uma solução do polímero no solvente, normalmente sendo empregada como tal. Caso o polímero seja insolúvel no solvente, tem-se a polimerização em lama ou com precipitação. Neste caso, o polímero é separado, seco, granulado para então ser utilizado. Com isso, a escolha do solvente é muito importante. Industrialmente este é o arranjo físico usado para a polimerização das poliolefinas, podendo ser utilizado o próprio monômero com solvente. As vantagens desta técnica são: Fácil controle de temperatura, a solução polimérica pode ser diretamente utilizada, suas desvantagens são: O solvente reduz o peso molecular e a velocidade reação, dificuldade da remoção do solvente.

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Tabela:01 Uma comparação entre as vantagens da polimerização em massa e em solução

Polimerização em suspensão

        Como o uso de solventes é economicamente desinteressante, desenvolveu-se uma terceira técnica de polimerização, onde se emprega a água como meio de transferência de calor. O iniciador é previamente dissolvido no monômero, este deve ser solúvel no monômero, e esta mistura é adicionada agua. Um agente de suspensão também é adicionado e inicia-se a agitação. Esta dispersa o monômero na forma de pequenas gotas por todo o volume, mantendo-as estáveis pela ação do agente de suspensão que envolve cada gota, evitando a coalescência delas entre si. Com o aumento da temperatura, tem-se o início da polimerização de modo individualizado, em cada uma das gotas. O calor gerado é facilmente retirado pela água, mantendo todo o sistema com uma temperatura controlada. O produto final são pérolas (ou contas) na dimensão de 0,01 a I mm (10 a 1 000 mícron), que são separadas, lavadas, secas e empregadas. Exemplo de polímeros obtidos industrialmente por este arranjo: PS, PVC, PMMA, etc. As vantagens desta técnica são: Fácil controle de temperatura, obtenção do polímero em perolas sendo assim o material já esta pronto para o uso comercial, sua desvantagem é a necessidade de agitação contínua, regular e vigorosa

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