Uma análise técnica da síntese de polímeros e aditivos

Plásticos de Matéria Vegetal

Originalmente, as resinas plásticas eram feitas de matéria vegetal, incluindo celulose de algodão, furfural de casca de aveia, óleos de sementes e vários derivados de amido. A baquelita (resina de fenol formaldeído), um dos primeiros plásticos feitos de componentes sintéticos, foi desenvolvida pelo químico belga Leo Backeland em Nova York em 1907. A baquelita é feita por meio de uma reação de eliminação do fenol com o formaldeído. Ele foi originalmente usado por sua não condutividade elétrica e propriedades resistentes ao calor em isoladores elétricos, invólucros de rádio e telefone. Por ter uma aparência agradável, também foi utilizado na fabricação de produtos de consumo, como joias. Hoje, no entanto, a maioria dos plásticos é feita de produtos petroquímicos, incluindo gás natural.

Síntese de polímero:como os plásticos são feitos

Os plásticos são materiais orgânicos que contêm elementos como carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N), cloro (Cl) e enxofre (S). Normalmente são feitos de matérias-primas como petróleo, gás natural e carvão. A primeira etapa na fabricação do plástico é a polimerização da matéria-prima, chamada de monômero.

Fase de quebra

Os hidrocarbonetos são aquecidos em uma "fase de craqueamento". Neste processo, na presença de um catalisador, moléculas maiores são quebradas em outras menores, como etileno (etano) C2H4 propileno (propano) C ₃ H ₆ , butano C ₄ H ₆ e outros hidrocarbonetos. O rendimento do etileno produzido é controlado pela temperatura de craqueamento e pode ser superior a 30% a uma temperatura de 850 ° C. O estireno e o cloreto de vinila podem ser produzidos em reações subsequentes.

Os dois principais tipos de polimerização são as reações de adição e condensação. Esses processos podem ocorrer na fase gasosa, líquida e às vezes na fase sólida do monômero.

Reação de Condensação

Em uma reação de condensação , duas moléculas se combinam com a perda de uma molécula menor, como água, álcool ou ácido. Nesse tipo de reação, o monômero um e o monômero dois possuem grupos hidrogênio (H) e hidroxila (OH). Quando eles vêm junto com um catalisador, um monômero perde um átomo de hidrogênio enquanto o outro perde o grupo hidroxila. O hidrogênio e o grupo hidroxila se combinam para formar água (H ₂ ) Os elétrons que permanecem formam uma ligação covalente entre os monômeros, formando uma longa cadeia de copolímeros.

Os monômeros resultantes podem então ser ligados em cadeias químicas chamadas polímeros. Diferentes polímeros são criados por cadeias de monômeros diferentes, cada um com propriedades e características individuais. A variabilidade permite que os plásticos possam ser moldados em produtos que atendam aos requisitos de aplicação, como tolerância ao calor, resistência química, resistência e muito mais.

Reação de adição

Em uma reação de adição , os elétrons com uma ligação dupla são reorganizados dentro do monômero para formar ligações simples com outros monômeros. A reação de adição abaixo entre uma molécula de etano e uma molécula de cloro mostra a formação de um polímero.

H H Cl Cl

\ / │ │

C =C + Cl - Cl → H - C - C - H

/ \ │ │

H H H H

Aqui, a ligação dupla entre os átomos de carbono torna-se uma ligação simples, com átomos de cloro adicionados a cada extremidade.

Aditivos

Depois que o polímero de base é formado, aditivos químicos podem ser incluídos para melhorar certas características. Isso inclui antioxidantes para proteger o polímero da degradação do ozônio ou oxigênio, retardadores de chama, aditivos antiestáticos e lubrificantes para maior flexibilidade do polímero. Além disso, estão incluídos plastificantes para melhorar a flexibilidade, estabilizadores ultravioleta para evitar a degradação dos raios ultravioleta do sol e pigmentos para adicionar cor. Os compósitos podem ser feitos adicionando vidro, carbono e outras fibras às resinas. Os plásticos podem ser compostos de forma a resistir a ácidos, bases e álcalis fortes, retardar o fogo em móveis domésticos, conter lubrificantes para rolamentos ou resistir ao sol tropical.

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