Síntese e caracterização de polimeros

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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS POLIMÉRICOS. AULA PRÁTICA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

Mata. D. T. M.1, Silva. J. D. S. G.2, Silva. M. F.3, Souto A. B. A. A.4 

1Aluna do Curso de Ciências e Tecnologia, UFRN, Natal, RN, e-mail: [e-mail]

2Aluna do Curso de Ciências e

Tecnologia, UFRN, Natal, RN, e-mail: [e-mail]

3Aluno do Curso de Ciências e

Tecnologia, UFRN, Natal, RN, e-mail:

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4Aluna do Curso de Ciências e

Tecnologia, UFRN, Natal, RN, e-mail:

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Resumo

No presente trabalho, foram sintetizados no laboratório de química da Escola de Ciências e Tecnologia – UFRN, na aula prática de ciências e tecnologia dos materiais a baquelite e o poliuretano para posterior caracterização, feita por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios-X (DRX). Os resultados foram a obtenção da substância encontrada a partir da reação realizada com fenol e formaldeído, mostrou-se muito próxima ao que se espera para a baquelite, isso pode ser concluído a partir dos resultados obtidos na caracterização feita com o auxílio do espectrômetro, determinando assim os compostos presentes na amostra. Na síntese de poliuretano (PU), houve a formação de espuma, que se expandiu, ocupando o recipiente plástico. O espectro obtido evidenciou a ligações de –OH, –NH, –C=O, –C–O–C– e –C–N–, os picos na região de 2850-3000 cm-1 referem-se ao poliol.

Palavras-Chave: Síntese; caracterização; polímeros.

INTRODUÇÃO

O desenvolvimento de muitas tecnologias que tornam nossa existência tão confortável, está intimamente associado ao acesso a materiais adequados. Um avanço na compreensão de um tipo de material é, frequentemente, o precursor para o progresso escalado de uma tecnologia. Por exemplo, o automóvel não teria sido possível não fosse pela disponibilidade a baixo custo de aço ou de algum outro material substituto comparável.

Em nossos tempos, dispositivos eletrônicos sofisticados dependem de componentes que são feitos a partir dos chamados materiais semicondutores.

Dessa forma, este trabalho teve como objetivo a obtenção e caracterização de alguns materiais estudados em sala de aula, no componente curricular ciência e tecnologia dos materiais do curso de ciência e tecnologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Esses materiais foram dois polímeros, a baquelite e o poliuretano.

Os polímeros são compostos que tem como característica uma estrutura molecular de componentes relativamente simples ligados através de ligações covalentes, na maioria das vezes, formando assim longas cadeias. Esses podem ser obtidos de diversas maneiras e se dividirem em vários subgrupos, formando assim compostos com características diferentes entre si.

A baquelite é um polímero classificado na família dos policondensados, pois surge a partir de uma reação de dois monômeros neste caso o fenol e o formaldeído liberando no processo uma substancia mais simples, neste caso a água (ALVES, 2014). Sendo classificada como resina fenólica e a primeira resina sintética explorada em larga escala, sendo fabricada e industrializada inicialmente na América em 1909 pelo Belga Beck Cland.

Tendo como produto principal comercializado a formica, esse plástico é considerado termoestável e isso quer dizer que esse não sofre alterações físicas durante o aquecimento. Nesse momento o que ocorre é um maior entrelaçamento das moléculas de modo a aumentar ainda mais a resistência do material. Outra propriedade inerente a baquelite é por apresentar baixo custo de produção, e fornecer em alguns casos isolamento elétrico. Dessa forma, por ser uma resina resistente ao calor, com isolamento elétrico e ruptura ela é comumente empregada na fabricação de peças isolantes, materiais elétricos, cabos de panelas e outros objetos. (TILMANN, 2011).

Os poliuretanos -  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 (ZECK, 2004).

Além dos grupamentos encontrados no monômero utilizado, as diferentes características químicas e físicas dos poliuretanos também são obtidas pela adição de outros compostos químicos que atuam como catalisadores, agentes de expansão, agentes de reticulação, agentes de extensão de cadeia, surfactantes e aditivos, permitindo que os polímeros assumam estruturas celulares (espumas flexíveis e rígidas, elastômeros micro celulares e membranas) ou uma forma sólida (elastômeros, revestimentos, selantes, adesivos, etc) (DE ORY et al, 2004).

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 (VILAR, 2002; OCHIAI; INQUE; ENDO, 2005; THOMSON, 2005;

MATSUMURA; SOEDA; TOSHIMA, 2006).

Devido à variação de suas propriedades, essas espumas vêm sendo estudadas há anos, com destaque para a cinética das reações de síntese, sua morfologia, a disposição dos segmentos rígidos e flexíveis e o as propriedades de aplicação (KAUSHIVA et al., 2000; SONNENSCHEIN et al., 2008; CORCUERA et al., 2010; LAN; HAUGSTAD, 2011).

MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais e Equipamentos

Síntese da Baquelite

- Formaldeído à 50% Fenol

- Ácido clorídrico

- Béquer de 100 mL

- Palito de picolé

- Capela

- Refrigerador

- Difratômetro de raios-X BRUKER modelo D2 PHASER

- Espectrômetro de infravermelho com Transformada de Fourrier BRUKER modelo FT-IR VERTEX 70

Síntese do Poliuretano

- Poliol

- Isocianato

- Copos descartáveis

- Difratômetro de raios-X BRUKER modelo D2 PHASER

- Espectrômetro de infravermelho com Transformada de Fourrier BRUKER modelo FT-IR VERTEX 70