Análise Térmica do PLA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA

LUIZA VALLE DE OLIVEIRA

Transições Térmicas em Polímeros

LAVRAS

2018

LUIZA VALLE DE OLIVEIRA

201610795

Transições Térmicas em Polímeros

Relatório de Aula Prática apresentado a disciplina de Materiais Poliméricos – GNE305 da Universidade Federal de Lavras

                        Prof. Dr. Juliano Elvis Oliveira

LAVRAS

2018

RESUMO

O poli (ácido lático), também conhecido como PLA, consiste em um polímero formado a partir da polimerização por condensação do ácido lático. Este tipo de polímero possui características de um plástico biodegradável, atóxico e hidrolisável, tendo alto desempenho mecânico se comparado com outros polímeros. Seu custo de produção é equivalente com o custo de polímeros comercialmente vendidos, e pode ser de baixo ou alto peso molecular. Nesse trabalho foi analisado o comportamento térmico do poli (ácido lático) através de técnicas de análise como FTIR (Espectroscopia na Região do Infravermelho), TGA (Análise Termogravimétrica) e DSC (Calorimetria Diferencial Exploratória). Com os dados previamente enviados pelo Professor Juliano, foi possível a plotagem dos gráficos através do programa OriginPro e o início das análises e discussões sobre os resultados observados. A partir dos resultados das análises do DSC, foi possível comparar a temperatura de transição vítrea e de temperatura de fusão do polímero com as encontradas na literatura; com o gráfico de FTIR foi possível realizar a caracterização do poli (ácido lático) através da identificação dos grupos químicos presentes; e por fim, com a análise do TGA foi possível observar o comportamento do polímero através de sua massa de acordo com o aquecimento da amostra, de tal forma que somos capazes de analisar a temperatura em que se inicia a degradação do mesmo. Esta prática serviu como grande incentivo e aprendizado dos alunos, uma vez que pudemos ter maior contato com equipamentos e programas que provavelmente estarão presentes ao longo de nossa graduação e carreira em engenharia de materiais.

Palavras-chave: Poli (ácido lático), Polímero, Análise, Comportamento Térmico.

SUMÁRIO

1.         INTRODUÇÃO.........................................................................5 

         2         REVISÃO DA LITERATURA ....................................................6

      2.1         Poli(ácido lático) ........................................................................6

      2.2         Transições Térmicas em Polímeros ..........................................7

      2.3         Termogravimetria ......................................................................9

      2.4         Calorimetria Diferencial Exploratória.........................................10

      2.5        Espectroscopia na Região do Infravermelho............................11

         3        OBJETIVOS ...............................................................................12

         4        MATERIAIS E MÉTODOS .........................................................13

      4.1        ESPECTROSCOPIA DE INFRAVERMELHO........................... 13

      4.2        TERMOGRAVIMETRIA ..............................................................13

      4.3        CALORIMETRIA DIFERENCIAL EXPLORATÓRIA....................13

         5        RESULTADOS E DISCUSSÕES ...............................................14

         6        CONCLUSÃO..............................................................................18

          7       REFERÊNCIAS   .........................................................................19

1        INTRODUÇÃO

No contexto de Engenharia de Materiais, a análise de amostras poliméricas são de grande importância antes de qualquer tipo de aplicação das mesmas. Essa grande importância se dá por conta da necessidade de verificação da identidade correta dos materiais, já que, quando se trata de materiais poliméricos, é muito comum a implantação de aditivos nas composições. Em geral, esses aditivos são adicionados na intenção de conferir alguma propriedade específica ao material ou mesmo visando a diminuição dos custos.

Dentre as diversas formas de análise, as análises térmicas tem se mostrado as mais eficazes no sentido de garantir a pureza de uma determinada amostra. Isso ocorre pois o comportamento térmico de polímeros envolve diretamente a composição química destes materiais. A presença de um elemento indesejado pode alterar o comportamento de um polímero seja aumentando sua resistência ou modificando sua temperatura de degradação. No entanto, com o auxílio dos dados presentes na literatura, é possível fazer essa comparação e determinação de outros grupos químicos presentes.

A análise térmica compreende um conjunto de técnicas que permite a avaliação das propriedades físicas de um determinado polímero enquanto ele é submetido a uma programação controlada de temperatura. A análise termogravimétrica (TGA) e a calorimetria exploratória diferencial (DSC) são utilizadas em engenharia de materiais para a caracterização de materiais poliméricos, determinação do grau de pureza, identificação de polimorfismo, avaliação da estabilidade e na degradação térmica dos mesmos.

Além dessas técnicas de análise térmicas, a utilização da espectroscopia de infravermelhos (FTIR) também pode levar a conclusões importantes no contexto de análise de um material. Através desse tipo de análise, são facilmente identificados grupos químicos presentes após a plotagem do gráfico.