PROCEDIMENTO OPERACIONAL PADRÃO PARA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ACRILONITRILA EM ELASTÔMEROS

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA E BIOLOGIA

CURSO SUPERIOR DE BACHARELADO EM QUÍMICA

ANA PAULA MUNARO

JEANE FRANCESCON

PROCEDIMENTO OPERACIONAL PADRÃO PARA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ACRILONITRILA EM ELASTÔMEROS

TRABALHO DE SISTEMA DE GESTÃO DA QUALIDADE

CÂMPUS CURITIBA

2016

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ANA PAULA MUNARO

JEANE FRANCESCON

PROCEDIMENTO OPERACIONAL PADRÃO PARA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ACRILONITRILA EM ELASTÔMEROS

Atividade apresentada como requisito parcial de nota à disciplina de Sistema de Gestão Ambiental do curso de Bacharelado em Química da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR

Prof.a Maiara Soares de Carvalho

CURITIBA

2016

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SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        

2.        PROCEDIMENTO OPERACIONAL PADRÃO (POP)        

2.1        Procedimento Operacional Padrão para Determinação do Teor de Acrilonitrila em Elastômeros        

2.1.1        Digestão        

2.1.2        Destilação        

2.1.3.        Titulação        

2.1.4.        Reações químicas que ocorrem durante o processo        

2.1.5.        Cálculos para determinação do teor de acrilonitrila        

3.        APLICAÇÃO DO PROCEDIMENTO OPERACIONAL PADRÃO        

4.        CONCLUSÃO        

REFERÊNCIAS        

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1. INTRODUÇÃO

A borracha de acrilonitrila-butadieno, mais conhecida como borracha nitrílica (NBR), começou a ser produzida e utilizada na década de 30, na busca por melhorias das propriedades que os compostos de borracha natural e de borracha de estireno butadieno não atendiam. A NBR apresenta estrutura polimérica insaturada de acrilonitrila e butadieno copolimerizados, como mostrado na Figura 1, que podem ser vulcanizado com enxofre ou peróxidos orgânicos, onde as concentrações dos monômeros acrilonitrila e butadieno variam de acordo com a aplicação [1].

[pic 1]

Figura 1. Representação da reação de polimerização do copolímero de acrilonitrila-butadieno [2].

O aumento dos teores de acrilonitrila (ACN) confere ao composto elastomérico maior resistência a óleos devido ao aumento da polaridade e, portanto, da compatibilidade química. Mas também promove o aumento da dureza, dificultando assim a vedação. As concentrações maiores de butadieno tornam o composto elastomérico mais flexível promovendo uma vedação eficiente, porém menos resistente ao óleo devido ao aumento da fração apolar presente na molécula [1].

Tabela 1. Variação de algumas propriedades do NBR em função do aumento do teor de ACN [2].

[pic 2]

Ao se analisar a Tabela 1, nota-se porque de os materiais elastoméricos formulados com NBR serem primeiramente utilizados na indústria automobilística. Sua resistência aos combustíveis e a uma variedade de óleos e outros fluidos, resistência ao calor e gases aumenta, mas seu brittle point (tendência à quebra), resiliência e elasticidade diminuem.

Atualmente a NBR é tipicamente usada em “o-rings” estáticos, membranas, foles, tubos e mangueiras quer para aplicações hidráulicas ou pneumáticas quer para transporte de hidrocarbonetos alifáticos (propano e butano), correias transportadoras, material de fricção, cobertura de rolos para diversos fins especialmente para as indústrias de pintura e têxtil e solas para calçado de segurança. Também é bastante usado na indústria alimentícia [2].

A borracha de NBR tem sido usada como substituta de outras borrachas em algumas aplicações, nomeadamente na indústria de automóvel, devido às maiores exigências impostas pelos construtores no respeitante à temperatura de utilização e resistência aos óleos [2].

Um desenvolvimento que proporciona uma significante melhora na resistência térmica da NBR é a eliminação da maior quantidade possível de insaturações residuais presentes no polímero convencional. Consegue-se este efeito por meio da hidrogenação das cadeias, promovendo níveis de saturação entre 93 a 99,5% em toda estrutura, originando então a HNBR (borracha nitrílica hidrogenada). [3] A HNBR é muito mais resistente a óleos e solventes a alta temperatura, ao envelhecimento em contato com gases como oxigênio e ozônio, a abrasão a ataques químicos que a NBR original [4].

Mas não se pode esquecer que igualmente, como para a borracha nitrílica convencional, a quantidade de acrilonitrila no copolímero de HNBR apresenta significativa influência na resistência ao inchamento em óleos, solventes e combustíveis, derivados de petróleo. E o incremento do teor de acrilonitrila melhora e resistência a derivados de petróleo, porém, a resiliência e a resistência à flexibilidade em baixas temperaturas são prejudicadas [4].

Copolímeros de HNBR estão à disposição no mercado basicamente em quatro tipos, contendo 34, 36, 38, e 43% de acrilonitrila [4].