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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO ESCOLA DE QUÍMICA EQO595 – TECNOLOGIA ORGÂNICA EXPERIMENTAL RELATÓRIO FINAL OBTENÇÃO DO POLIMETACRILATO DE METILA Amanda Loreti Hupsel – 112042603 Felipe Pereira da Silva – 112188124 Gabriel Lopes Espíndola – 111309905 Nathany Lisbôa de Souza e Castro – 111473665 Rio de Janeiro, RJ 2016 2 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ………………………………………………………………….. 3 2. OBJETIVO ………………………………………………………………..……. 4 3. MATERIAIS E MÉTODOS …………………………………………………….. 4 3.1. Materiais utilizados ……………………………………………………..….. 4 3.2. Metodologia ……………………………………………………..….……….. 5 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ………………………………………………. 6 5. CONCLUSÃO ……………………………………………….………………….. 7 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS …………………………………………. 8 3 1. INTRODUÇÃO Polímeros são compostos químicos de elevado peso molecular, formados a partir da combinação química de unidades estruturais menores, os meros. Dentre os polímeros mais utilizados hoje em dia podemos citar o poli(metacrilato de metila), o PMMA. Esse polímero foi desenvolvido em 1928 por vários laboratórios e foi lançado pela empresa americana Rohm and Haas em 1933. Trata-se de um material versátil, podendo ser usado em peças de computador, lanternas, visores, painéis, telas, luminárias, lentes, utensílios domésticos, instalações sanitárias, entre outros. Ele é classificado como termoplástico, o que significa que pode ser fundido e moldado diversas vezes, portanto pode ser reciclado, o que é uma característica bastante desejável. A obtenção do PMMA ocorre a partir da polimerização de adição em massa via radicais livres do monômero metacrilato de metila na presença de peróxido de benzoíla. Figura 1: Reação de polimerização do metacrilato de metila em PMMA. O peróxido orgânico tem como função ser o iniciador da polimerização, uma vez que ele se decompõe com o calor e forma centros ativos (radicais). Esses radicais atacam a dupla ligação do monômero, retirando um elétron e permitindo que haja elétrons disponíveis nos átomos de carbono para novas ligações com outras moléculas de monômeros. Assim, o radical reage com o monômero, transferindo o centro ativo, de forma sucessiva, de monômero a monômero. Esta fase é chamada de propagação da cadeia polimérica. O término da polimerização pode ocorrer de duas formas: por uma combinação de radicais presentes nas extremidades de duas cadeias em crescimento ou por desproporcionamento, que é quando ocorre uma transferência intermolecular de um átomo de hidrogênio do final de uma cadeia, resultando em uma insaturação terminal. 4 A técnica de polimerização empregada apresenta monômero e iniciador como únicos constituintes do meio reacional, sendo que a reação ocorre em meio homogêneo e não há formação de sub-produtos. Ela tem como vantagens a obtenção de um polímero com poucos contaminantes residuais, com boas qualidades óticas e elétricas e facilidade e baixo custo de moldagem. Em contrapartida, essa técnica exige um monômero com alta reatividade e, além disso, apresenta dificuldade na remoção do monômero e do iniciador. 2. OBJETIVO O relatório tem como objetivo demonstrar a síntese do poli(metacrilato de metila) em laboratório e analisar os resultados obtidos. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1. Materiais utilizados Metacrilato de metila Peróxido de benzoíla; Aparelhagem para destilação; Frasco de vidro; Papel alumínio; Proveta; Espátula; Balão de vidro de 250mL; Erlenmeyer de 250mL; Tampa de plástico; Termômetro; Recipiente para banho maria; Placa aquecedora; Garras; Mufas; Placas de Petri; Balança analítica. 5 3.2. Metodologia Em um erlenmeyer de vidro seco, introduziu-se 20mL de metacrilato de metila (previamente destilado sobre hidroquinona pela turma do semestre anterior), medidos em uma proveta, e acrescentou-se 0,1g de peróxido de benzoíla. O erlenmeyer foi fechado frouxamente com tampa de plástico e imerso em um banho de água a 80-90°C, agitando levemente de tempos em tempos com um bastão de vidro para homogeneização, evitando a formação de bolhas. Manteve-se o aquecimento cerca de 20 minutos e adicionou-se certa quantidade de peróxido de benzoíla, pois o líquido mantinha-se pouco viscoso, o que indicava ausência de reação. O erlenmeyer foi mantido sob aquecimento por mais de 1h, até que o líquido se tornou levemente viscoso. A mistura foi então vertida em uma placa de Petri de plástico, previamente pesada. A placa foi tampada com outra placa de Petri, vedada com papel alumínio e transferida para estufa à 40°C, onde manteve-se por alguns dias a fim de completar a polimerização. Posteriormente, a placa foi retirada e mantida à temperatura ambiente até resfriamento. Figura 2: Aparelhagem utilizada para a polimerização. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Observou-se que houve grande demora para que houvesse o aumento da viscosidade do meio. Isso pode-se dever ao fato de que o monômero pode ter tido sua reatividade prejudicada, em função de ter sido destilado e armazenado por muito tempo antes que viesse a ser utilizado. Além disso, observou-se que o nível de água no recipiente de banho-maria pode ser sido muito baixo, o que pode ter prejudicado a transferência de 6 calor para a mistura reacional e assim manutenção da temperatura da mesma na faixa ideal (80-90°C), podendo ter dificultado a polimerização. Duas semanas depois do experimento, foi observado um derretimento da placa de Petri em que estava o polímero, devido à alta temperatura a que estava submetida, podendo ter havido perda de material. Apesar disso, foi possível pesar o conjunto (placa e polímero) e com isso calcular a massa de PMMA obtido, que foi de 3,91g. Figura 3: Aspecto da placa 2 semanas após a prática. O rendimento da reação de polimerização foi calculado a partir dos seguintes dados: Densidade do metacrilato de metila: 0,94g/mL Volume de metacrilato de metila utilizado: 20mL Massa de PMMA teórica = 0,94 x 20 = 18,80g Massa de PMMA obtida: 3,91g Rendimento = massa obtida/massa teórica A partir desses dados, encontramos um rendimento de 20,8%. 5. CONCLUSÃO O procedimento experimental permitiu a obtenção do PMMA a partir de metacrilato de metila e peróxido de benzoíla como iniciador, tendo sido então satisfatório. Porém, devido a problemas descritos anteriormente, foi observado um baixo rendimento, que 7 poderia ter sido melhor com correções de parâmetros do experimento, como a utilização de monômero novo e destilado pela turma, e condições adequadas de banho-maria. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MAÇAIRA, A.M.P. et al. Manual de práticas de Química Orgânica Experimental II. Instituto de Química – Departamento de Química Orgânica, 2008. MANO, E. B.; MENDES, L. C. Introdução a Polímeros. 2ª ed. São Paulo: E. Blücher, 1999. http://www.mouldsandplastics.com/zArchives/Photos/PG- 86/Aplica%C3%A7%C3%B5es%20das%20principais%20resinas%20pl%C3%A1sticas.pdf Acesso em 16/11/2016.
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