Seminário Reciclagem de políemros

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DEGRADAÇÃO E 
ESTABILIZAÇÃO DE 
POLÍMEROS
 Capítulo 2 / tipos de reações 
de degradação
Prof. DANIELE BASTOS
ALUNAS : ALINE MUNIZ LIMA / LUCIANA LINHARES CARACIOLO
 
 TECNOLOGIA EM POLÍMEROS
 UEZO - 2017
 
 
Degradação e estabilização 
de polímeros
Conceito: 
“Degradação é qualquer reação química 
destrutiva dos polímeros, que pode ser 
causada por agentes físicos e/ou por agentes 
químicos. A degradação causa uma 
modificação irreversível nas propriedades dos 
materiais poliméricos, sendo evidenciada pela 
deterioração progressiva destas propriedades, 
incluindo o aspecto visual.”
J. A. M. Agnelli
ESTRATÉGIAS PARA ABORDAR A 
DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS:
Reações químicas que ocorrem no início e 
durante a degradação
Iniciação destas reações
Reações de degradação:
Geralmente indesejáveis (alta 
durabilidade requerida)
Benéficas para os casos de rejeitos 
poliméricos não-recicláveis
Reações de degradação :
A primeira etapa da degradação sempre está 
relacionada ao rompimento de uma ligação 
covalente,seja na cadeia principal ou lateral. 
Este rompimento gera espécies reativas que 
serão responsáveis pela propagação do 
processo.
Toda forma de iniciação implicam em 
fornecer energia para o rompimento das 
reações químicas.
Compreensão dos Processos 
de degradação
 
Estudo da estabilização
Tipos de Processos de Degradação:
TÉRMICA
MECÂNICA
ULTRASSÔNICA
HIDROLÍTICA
QUÍMICA
BIOLÓGICA
RADIAÇÃO
Mudanças de propriedades
As mudanças que ocorrem em um polímero durante a sua 
degradação dependem do tipo de processo de degradação envolvido.
As mudanças de propriedades podem ser divididas em químicas e 
físicas, sendo que a importância relativa de cada um desses dois tipos 
depende do polímero, de sua forma física e dos aditivos, tais como 
estabilizantes e pigmentos.
MUDANÇAS FÍSICAS: decréscimo na massa molecular, resistência à 
tração, alongamento, perda de brilho (pinturas), erosão superficial.
MUDANÇAS QUÍMICAS: formação de insaturações e grupos funcionais 
tais como carbonilas, hidroperóxidos e hidroxilas.
 Tipos de Degradação de Polímeros
 EM RELAÇÃO AOS MECANISMOS DE DEGRADAÇÃO
 Degradação sem cisão da cadeia principal do 
polímero: 
 Formação de ligações cruzadas 
 Substituição ou eliminação de grupos laterais
 Ciclização.
 Degradação com cisão da cadeia principal do 
polímero: 
 Redução drástica da massa molecular 
 Degradação estrutural 
 Despolimerização
 Tipos de Degradação de 
Polímeros 
Cisão de Cadeias e reticulação:
 Ocorrerá quando a energia localizada nesta determinada 
ligação for superior à energia de ligação.Ela pode ser fornecida 
de diferentes formas: luz,radiação gama 
(radiólise),calor(termólise) ou cisalhamento(rompimento 
mecânico).
Degradação sem cisão de cadeias.
 Rompimento da ligação carbono na cadeia principal com um 
substituinte (-C-R)
 Formação de uma ligação dupla.
 Pode ser chamada de reação de eliminação
 É auto-catalítica e se propaga formando ligações duplas.
 Tem efeito macroscópico de formação de cor.
 
Tipos de Degradação de 
Polímeros
Auto-oxidação:
 A auto-oxidação de polímeros é um processo auto-catalítico.
 Ele ocorre em três etapas: iniciação, propagação e terminação
 A iniciação pode ocorrer a partir de defeitos na cadeia polimérica ou 
contaminações geradas no processo de polimerização. 
 Na etapa de propagação, o macroradical peroxila (representado por 
R’-O-O. ) reagirá com outra cadeia ou outro segmento da mesma 
cadeia polimérica, abstraindo um hidrogênio, formando um 
hidroperóxido e um novo macroradical alquila.
 A terminação, ou interrupção do ciclo auto-catalítico poderá ocorrer 
pela recombinação de dois radicais livres. Também pode ocorrer 
terminação pela reação de dois radicais peroxila com uma molécula de 
água formando um grupo álcool terminal e um hidroperóxido. 
Tipos de Degradação de 
Polímeros
Despolimerização:
 Ocorre em polímeros com substituintes em um dos carbonos 
das unidades monoméricas repetitivas.
 Seu produto principal é o monômero que deu origem ao 
polímero específico que está se degradando,classificada como 
reverso do processo de polimerização.
 Ocorre em altas temperaturas.
 É favorecida quando ocorre a estabilidade do macroradical 
livre formado na etapa de iniciação.
 A estabilidade depende do impedimento estérico de X eY 
como no poli (metilmetacrilato de metila), X = CH3 e Y = 
OCOCH3, com rendimento de despolimerização de 90 %) ou 
estabilização por ressonância em um substituinte (como no 
poliestireno, X = H e Y = C6H5, com rendimento de 
despolimerização da ordem de 40 %). 
Tipos de Degradação de 
Polímeros
Copolímeros:
 Os polímeros podem ser obtidos nessa forma quando contém 
dois meros diferentes compondo a cadeia polimérica de formas 
diferentes
 Essas sequências de unidades tem suas características 
químicas mantidas no polímeros,no que se refere as reações 
de degradação.
 Podem ter temperaturas de início de degradações 
diferentes,causadas pelas diferentes energias de ligação dos 
grupos químicos.
 Existem co-monômeros que são susceptíveis a ação da luz e 
outros não.
 Poderá ou não afetar a degradação do outro co-monômero.
 
Tipos de Degradação de 
Polímeros
1. EM RELAÇÃO À SEVERIDADE DA 
DEGRADAÇÃO:
 Superficial: altera o aspecto visual do 
material, principalmente a cor
 Estrutural: altera as propriedades mecânicas, 
térmicas, elétricas, etc. e compromete o 
desempenho estrutural do material polimérico
Condições mais freqüentes para os 
estudos de degradação / estabilização de 
polímeros
 DEGRADAÇÃO EM PROCESSAMENTO:
Termo-oxidação combinada com cisalhamento
Curto prazo para ocorrer a degradação, mas 
condições severas
Relacionada com a Qualidade do moldado
 Estudos de Degradação 
 DEGRADAÇÃO EM CONDIÇÕES DE SERVIÇO:
Termo-oxidação por uso contínuo em temperaturas elevadas
 (envelhecimento térmico em longo prazo)
Contato com ambiente quimicamente agressivo em função da T 
e/ou solicitação mecânica
Foto-oxidação: exposição à radiação UV solar e às interpéries
 (envelhecimento em uso externo ou envelhecimento sob 
intemperismo)
 Relacionada com o Desempenho do produto
Conclusão:
 A estrutura química do polímero e a presença de 
defeitos na cadeia ou na sua extremidade são 
fatores determinantes do tipo de reação de 
degradação e das condições nas quais as reações 
de degradação começarão
 A degradação com formação de macroradical livre, 
na presença de oxigênio,sempre iniciará o processo 
de auto-catalização de oxidação.
 As reações de despolimerização poderão ocorrer na 
geração de radicais livres que reagirão com o 
oxigênio do ar.
Bibliografia:
Marco-Aurélio de Paoli,”Degradação e estabilização 
de Polímeros – 2° versão on-line”,editora 
Chemkeys,editado por João Carlos de Andrade – 
2008,p.25/44.
OBRIGADA!!!
Alunas de Reciclagem de Polímeros
 
UEZO 
	Slide 1
	Slide 2
	ESTRATÉGIAS PARA ABORDAR A DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS:
	Reações de degradação:
	Reações de degradação :
	Slide 6
	Tipos de Processos de Degradação:
	Slide 8
	Tipos de Degradação de Polímeros
	Tipos de Degradação de Polímeros
	Tipos de Degradação de Polímeros
	Tipos de Degradação de Polímeros
	Tipos de Degradação de Polímeros
	Tipos de Degradação de Polímeros
	Slide 15
	Estudos de Degradação
	Conclusão:
	Bibliografia:
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