RELATÓRIO DO EXPERIMENTO 01: PRODUÇÃO DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIRUETANO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ – UNIFEI

INSTITUTO DE ENGENHARIA MECÂNICA – IEM

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS – EMT

DISCIPLINA: SÍNTESE DE POLÍMEROS EXPERIMENTAL – EMT045P

PROFESSOR: GERSON AVELINO FERNANDES

RELATÓRIO DO EXPERIMENTO 01: PRODUÇÃO DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIRUETANO

HENRIQUE ROSA TESTAI – 24939 – T01

RENATO AUGUSTO CAMPELO – 28591 – T01

ITAJUBÁ – MG

2017

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ – UNIFEI[pic 1]

INSTITUTO DE ENGENHARIA MECÂNICA – IEM

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS – EMT

DISCIPLINA: SÍNTESE DE POLÍMEROS EXPERIMENTAL – EMT045P

PROFESSOR: GERSON AVELINO FERNANDES

RELATÓRIO DO EXPERIMENTO 01: PRODUÇÃO DE ESPUMA RÍGIDA DE POLIRUETANO

Relatório apresentado na disciplina de “síntese de polímeros”, como requisito parcial para a composição da nota N1, do curso de graduação em Engenharia de Materiais.

Prof. Dr. Gerson A. Fernandes

HENRIQUE ROSA TESTAI – 24939 – T01

RENATO AUGUSTO CAMPELO – 28591 – T01

ITAJUBÁ – MG

2016

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SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        4

1.1.        Questionário        5

2.        MATERIAL E MÉTODOS        6

2.1        Materiais        6

2.2        Metodologia        6

3.        RESULTADOS E DISCUSSÃO        6

4.        CONCLUSÃO        8

5.        REFERÊNCIAS        8

6.        ANEXOS        8

Anexo A        8

Anexo B        9

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1. INTRODUÇÃO

Polímeros (do grego, “muitas partes”) são macromoléculas constituídas pela repetição de uma pequena unidade molecular de um determinado composto químico, unidade esta que recebe o nome de monômero. A reação que dá origem a um polímero é denominada reação de polimerização, em que a molécula inicial (monômero) se agrupa sucessivamente com outras, produzindo o dímero, trímero, tetrâmero e, por fim, o polímero [1].

Os PU’s são polímeros versáteis devido à variedade dos grupos constitutivos e da possibilidade de polimerização controlada, o que permite a adaptação do processo e da composição para a obtenção de materiais para as mais variadas exigências, desde a sola de calçados a implantes cirúrgicos, pois um PU pode conter grupamentos: a) aromáticos, b) alifáticos, c) cíclicos, d) amidas, e) uréia, f) ésteres, g) éteres, entre outros. Portanto a escolha dos reagentes para a síntese de um PU, bem como, a proporção entre eles é responsável pela alta flexibilidade, fazendo com que esses polímeros ocupem posição importante no mercado mundial de polímeros sintéticos de alto desempenho [2].

 Ao contrário da maioria dos polímeros, cujas unidades monométricas são bem definidas, o poliuretano é um polímero que não apresenta unidades repetitivas (uretano) de forma regular, não possuindo assim, uma fórmula empírica representativa da macromolécula. Usualmente, representa-se o polímero por suas unidades monoméricas principais, o di-isocianato e o poliol, não sendo representados todos os tipos de ligação que efetivamente podem fazer parte da estrutura do polímero formado [2].

Devido a isso, a reação de polimerização do poliuretano é estruturada de maneira a utilizar um radical ligado ao princípio reativo das moléculas, de forma que a reação de formação do monômero pode ser escrita como:

        O=C=N-R-N=C=O + HO-R’-OH → *CO-NH-R-NH-CO-O-R’-O*

             di-isocianato             poliol             monômero de uretano

Após essa reação ocorre outra em seguida, a qual acontece entre o di-isocianato e a água. Tal reação forma como composto intermediário o ácido carbâmico o qual se decompõe em amina e dióxido de carbono (agente responsável pela expansão e formação das bolhas no polímero final).

O=C=N-R-N=C=O + 2H2O → HO-OC-NH-R-NH-CO-OH

HO-OC-NH-R-NH-CO-OH → H2N-R-NH2 + 2CO2

O isocianato mais usado comercialmente é o tolueno diisocianato (TDI), na forma de uma mistura contendo 80/20 ou 65/35 % dos isômeros 2,4 e 2,6 TDI. É normalmente usado um excesso de 5 a 25% de TDI (índice 105 a 125) que resulta na formação de ligações cruzadas alofanato e biureto [3].

Após a etapa de dosagem e mistura, a massa polimérica, já no molde, fica saturada com o dióxido de carbono, dando ao líquido uma aparência cremosa, sendo esta a etapa de “creme”. Este fenômeno ocorre entre 6 e 20 segundos após a mistura dos componentes. Tempos de “creme” muito baixos indicam alta reatividade do poliol ou uma quantidade excessiva de catalisador principalmente amínico, que atua no processo de formação de CO2 [2].

 Quase juntamente com a etapa de “creme” ocorre a etapa de crescimento, na qual ocorre formação contínua de dióxido de carbono e difusão desse gás para as microbolhas, fazendo com que a massa em polimerização se expanda até atingir o seu crescimento total. Nesta fase avalia-se a estabilidade das células e a formação da espuma. Este processo se completa entre 60 e 120 segundos após a mistura dos componentes [2].