RELATÓRIO 3 - DPO_Aldael

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
	
INTRODUÇÃO A PROCESSOS QUÍMICOS E BIOQUÍMICOS
	RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA – DEPARTAMENTO DE PROCESSOS ORGÂNICOS
Alunos: 
Aldael Rizzo, Hugo Pelegrino, Israel Roman, Juliana Fernandes, Juliana Pereira, Luiz Henrique Rodrigues, Manuela Reaes, Pedro Costa, Rodrigo Iglesias, Thamyres Fernandes e Yuri Gomes
Professora:
Carla Reis de Araújo
Rio de Janeiro, RJ - Brasil
28 de Novembro / 2013�
Introdução
Os polímeros provêm de macromoléculas com alto peso molecular constituídas pelas n repetições de moléculas estruturais menores: os monômeros, a partir de reações de polimerização. Quando monômeros são submetidos a reagentes (líquidos ou gasosos) sobre determinadas temperatura, pressão, ativadores e catalisadores será proporcionado a formação de macromoléculas, ou seja, um polímero de constituição sólida. Tal reação pode ser classificada em diferentes tipos dependendo do modo em que esse polímero é formado e como é o produto final. 
Na reação de polimerização de adição, todos os átomos do monômero são incorporados na cadeia do polímero. O ponto de partida para as reações de adição é a quebra da ligação dupla carbono-carbono (C = C) presente nos compostos orgânicos, como, por exemplo, no etileno. Uma vez quebrada a ligação, forma-se um radical com elétron ímpar. Esse elétron atua livremente, tornando o átomo de carbono altamente reativo. O radical se une então a outro radical, e começa uma reação em cadeia.
Figura 1: Exemplo de reação de polimerização por adição
Enquanto na polimerização por condensação, o polímero é composto pela combinação de dois ou mais monômeros distintos entre si, ocorrendo a eliminação de moléculas mais simples, como, por exemplo, a água, nitrito (NH3), ou ácido clorídrico(HCl). Nesse tipo de polimerização, os monômeros não apresentam necessariamente duplas ligações entre os carbonos, no entanto, é preciso apresentar dois tipos diferentes de grupos funcionais. Por meio da reação de polimerização, podem ser formados, ainda, os copolímeros. Esse grupo é composto pela união de dois ou mais monômeros diferentes, e essa reação pode ser tanto de adição quanto de condensação.
Os polímeros podem ser classificados de acordo com a sua característica mecânica, podendo ser termoplástico, termorrígido (termofixos) ou elastômeros (borracha). O polímero Termoplástico é um dos tipos de plásticos mais encontrados no mercado. Pode ser fundido diversas vezes e alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente. Os termorrígidos são rígidos e quebráveis, porém bastante resistentes, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez transformados (moldados), não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando impossível sua reciclagem. Os elastômeros é a classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos.
Os poliuretanos são exemplos de polímeros formados pela reação de condensação entre um isocianato (di ou polifuncional) e um poliol ou outros reagentes, contendo dois ou mais grupos hidroxilas reativos. Os compostos contendo hidroxilas podem variar quanto ao peso molecular, natureza química e funcionalidade. Os isocianatos podem ser aromáticos, alifáticos, ciclo-alifáticos ou policíclicos. Tal flexibilidade de escolha de reagentes permite obter uma infinita variedade de compostos com diferentes propriedades físicas e químicas, conferindo aos poliuretanos uma posição importante no mercado mundial de polímeros sintéticos de alto desempenho. Por serem termofixos são principalmente empregados na produção de espuma e possuem boa resistência mecânica (absorvem impacto).
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Procedimentos, Resultados e Discussão
Em um copo plástico pequeno, adicionou-se o reagente Poliol e em seguida o reagente Isocianato. Misturaram-se ambos os reagentes com o auxílio de um palito de madeira. Agitou-se bem a mistura até a observação da coloração branca e o crescimento de uma espuma. Vale ressaltar que quanto maior fosse a agitação, mais a espuma crescia com uma velocidade maior, graças ao agente de expansão, que neste caso não estava explicitado na composição. Quanto mais vigorosa a agitação, mais rapidamente os reagentes entram em contato e reagem entre si e maior o contato da mistura com o ar. 
Figura 2: Crescimento da espuma de Poliuretano em apenas alguns segundos.
O objetivo desta aula prática foi sintetizar o Poliuretano utilizando os seguintes reagentes: o isocianato, mais especificamente, TDI (tolueno di-isocianato) e o Poliol copolímero, cujo composto é caracterizado por conter baixo peso molecular e grupamentos hidroxilas. Além disso, o poliol utilizado possuia em sua formulação o catalisador amina, um agente de expansão e um agente de reticulação para formar ligações cruzadas.
A hidroxila (grupo de hidrogênio reativo) do poliol, portanto, ao entrar em contato com o segundo reagente, reage quantitativamente com a dupla ligação do NC presente no isocianato e forma o composto poliuretano (PU), como mostra a figura a seguir:
Figura 3: Reação de isocianato com poliol para obtenção do poliuretano.
Pôde-se observar quando ambos os reagentes reagiram que houve liberação de calor, o que classifica a reação como exotérmica, além de ser uma reação de condensação, pois são dois grupos funcionais que reagem entre si, sendo neste caso o isocianato com a hidroxila. 
Uma observação importante é o fato da reação química do poliuretano ser quase instantânea e, neste caso, apesar de ser uma reação de condensação não gera subproduto. 
O poliuretano foi obtido não somente a partir da poliadição de um poliisocianato (no mínimo bifuncional) e um poliol, mas também por aditivos peresentes como catalisador para acelerar a reação; agente de expansão para gerar PUs celulares, formando bolhas de gás no momento da mistura reacional; e agente de reticulação para formar ligações cruzadas aumentando o número de ligações covalentes em poliuretanos rígidos. 
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Conclusão
A partir da aula prática realizada, foi possível concluir que é relativamente fácil sintetizar o poliuretano, dependendo de sua composição e aditivos necessários. O poliuretano sintetizado foi obtido facilmente a partir de uma reação de condensação quase que instantânea entre dois reagentes. 
Com isso, os diversos polímeros formados são amplamente utilizados no cotidiano, uma vez que a flexibilidade de escolha de reagentes permite obter uma infinita variedade de compostos com diferentes propriedades físicas e químicas de acordo com necessidades específicas de uma determinada aplicação. 
Portanto, pode-se concluir que o estudo de polímeros adquiridos através de reações químicas é extremamente importante no âmbito sócio-econômico de maneira a facilitar a vida moderna, tornando-se os mesmos essenciais para a sociedade.
Bibliografia
http://www.poliuretanos.com.br
http://www.impercia.com.br/tecnologias/JUNTAS%20E%20SELANTES/ARTIGOS%20DE%20SELANTE/POLIURETANO.pdf
http://abiquim.org.br/poliuretanos/quimicamente.asp
http://www.infoescola.com/quimica/polimeros/