Polilab Consultoria Degradação e Estabilização de Polímeros Aula 03

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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e ão e 
Reciclagem de PolReciclagem de Políímeros meros 
Fernando JosFernando Joséé NovaesNovaes
Aula #03Aula #03
22©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
1 1 -- IntroduIntroduççãoão
2 2 -- PrincPrincíípios tepios teóóricos de degradaricos de degradaçção de polão de políímerosmeros
2.1 2.1 -- PolPolíímeros conceitos bmeros conceitos báásicossicos
2.2 2.2 -- Conceitos de degradaConceitos de degradaçção e estabilizaão e estabilizaçção ão 
2.3 Tipos de degrada2.3 Tipos de degradaçção ão 
2.3.1 2.3.1 -- DegradaDegradaçção por cisão de cadeiasão por cisão de cadeias
2.3.2 2.3.2 -- DegradaDegradaçção sem cisão de cadeiasão sem cisão de cadeias
2.3.3 2.3.3 -- Auto oxidaAuto oxidaççãoão
2.3.4 2.3.4 -- DespolimerizaDespolimerizaççãoão
3 3 -- Processos de DegradaProcessos de Degradaçção de Polão de Políímerosmeros
3.1 3.1 -- Processos de IniciaProcessos de Iniciaçção de Reaão de Reaçções de Degradaões de Degradaççãoão
3.1.1 3.1.1 -- TTéérmicarmica
3.1.2 3.1.2 -- FotoquFotoquíímicamica
3.1.3 3.1.3 -- RadiaRadiaçção de Alta Energiaão de Alta Energia
3.2 3.2 -- Processos Associados de DegradaProcessos Associados de Degradaçção de Polão de Políímerosmeros
3.2.1 3.2.1 -- MecânicaMecânica
3.2.2 3.2.2 -- TermomecânicaTermomecânica
3.2.3 3.2.3 -- FotoquFotoquíímica e termoqumica e termoquíímicamica
3.2.4 3.2.4 -- StressStress--CrackingCracking
4 4 -- DegradaDegradaçção em blendasão em blendas
4.1 4.1 -- BlendasBlendas
4.2 4.2 -- Efeito nas interaEfeito nas interaçções entre os componentes das blendasões entre os componentes das blendas
4.3 4.3 -- CompCompóósitos e nanocompsitos e nanocompóósitossitos
4.4 4.4 -- Outros materiais multicomponentesOutros materiais multicomponentes
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5 5 -- BiodegradaBiodegradaççãoão
5.1 5.1 -- O que O que éé biodegradabiodegradaççãoão
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveisveis
5.3 5.3 -- Cargas e agentes biodegradCargas e agentes biodegradááveisveis
6 6 -- AvaliaAvaliaçção do processo de degradaão do processo de degradaççãoão
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.1 6.1.1 -- Envelhecimento ambientalEnvelhecimento ambiental
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento aceleradoEnvelhecimento acelerado
6.2 6.2 -- MMéétodos de acompanhamento por processos ttodos de acompanhamento por processos téérmicosrmicos
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGA todos de acompanhamento por TGA 
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
6.2.3 OIT6.2.3 OIT
6.3 6.3 -- MMéétodos espectrosctodos espectroscóópicospicos
6.3.1 6.3.1 -- InfravermelhoInfravermelho
7 7 -- Estabilizantes e antiEstabilizantes e anti--oxidantesoxidantes
7.1 7.1 -- Visão geral sobre estabilizantesVisão geral sobre estabilizantes
7.2 7.2 -- Mecanismos dos estabilizantesMecanismos dos estabilizantes
7.3 7.3 -- Solubilidade, migraSolubilidade, migraçção e estabilizaão e estabilizaçção dos aditivosão dos aditivos
8 8 -- FotoestabilizantesFotoestabilizantes e outros aditivos estabilizantese outros aditivos estabilizantes
8.1 8.1 -- FotoestabilizantesFotoestabilizantes
8.2 8.2 -- DesativadoresDesativadores de metaisde metais
8.3 8.3 -- AntiAntiáácidoscidos
9 9 -- PrincPrincíípios da reciclagem de plpios da reciclagem de pláásticos sticos 
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5 5 -- BiodegradaBiodegradaççãoão
5.1 5.1 -- O que O que éé biodegradabiodegradaççãoão
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveisveis
5.3 5.3 -- Cargas e agentes biodegradCargas e agentes biodegradááveisveis
6 6 -- AvaliaAvaliaçção do processo de degradaão do processo de degradaççãoão
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.1 6.1.1 -- Envelhecimento ambientalEnvelhecimento ambiental
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento aceleradoEnvelhecimento acelerado
6.2 6.2 -- MMéétodos de acompanhamento por processos ttodos de acompanhamento por processos téérmicosrmicos
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGA todos de acompanhamento por TGA 
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
6.2.3 OIT6.2.3 OIT
6.3 6.3 -- MMéétodos espectrosctodos espectroscóópicospicos
6.3.1 6.3.1 -- InfravermelhoInfravermelho
6.3.2 6.3.2 -- UV visUV visíívelvel
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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5 5 -- BiodegradaBiodegradaççãoão
5.1 5.1 -- O que O que éé biodegradabiodegradaççãoão
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveisveis
5.3 5.3 -- Cargas e agentes biodegradCargas e agentes biodegradááveisveis
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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5 5 -- BiodegradaBiodegradaççãoão
5.1 5.1 -- O que O que éé biodegradabiodegradaççãoão
A A biodegradabiodegradaççãoão de um determinado material ocorre quando ele de um determinado material ocorre quando ele éé usado como usado como 
nutriente por um determinado conjunto de microorganismosnutriente por um determinado conjunto de microorganismos (bact(bactéérias, fungos rias, fungos 
ou algas) que existe no meio ambiente onde o material vai ser deou algas) que existe no meio ambiente onde o material vai ser degradado. gradado. 
Para que essa colônia de microorganismos cresPara que essa colônia de microorganismos cresçça usando o material como a usando o material como 
nutriente nutriente éé necessnecessáário que eles rio que eles produzam as enzimas adequadas para quebrar produzam as enzimas adequadas para quebrar 
alguma das ligaalguma das ligaçções quões quíímicas da cadeia principal do polmicas da cadeia principal do políímeromero. Al. Aléém disso, m disso, éé
necessnecessáário ter as condirio ter as condiçções adequadas de temperatura, umidade, pH e ões adequadas de temperatura, umidade, pH e 
disponibilidade de oxigênio. A velocidade de crescimento da colôdisponibilidade de oxigênio. A velocidade de crescimento da colônia de nia de 
microorganismos vai determinar a velocidade com a qual o materiamicroorganismos vai determinar a velocidade com a qual o material estl estáá sendo sendo 
biodegradadobiodegradado. Naturalmente, que a escala de tempo na qual ocorre a . Naturalmente, que a escala de tempo na qual ocorre a 
biodegradabiodegradaççãoão éé uma das variuma das variááveis mais importantes a serem consideradas. veis mais importantes a serem consideradas. 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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5 5 -- BiodegradaBiodegradaççãoão
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveisveis
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
77©© Essematerial Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveisveis
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
O crescimento do consumo de polO crescimento do consumo de políímeros tem meros tem 
tornado necesstornado necessáária a produria a produçção de substitutos ão de substitutos 
ambientalmente sustentambientalmente sustentáável, importantes no vel, importantes no 
gerenciamento de resgerenciamento de resííduos .duos .
InInúúmeras tecnologias de reciclagem e reutilizameras tecnologias de reciclagem e reutilizaçção foram ão foram 
desenvolvidas para conter o problema do lixo pldesenvolvidas para conter o problema do lixo pláástico, mas todos stico, mas todos 
possuem pontos fracos.possuem pontos fracos.
Os polOs políímeros ambientalmente degradmeros ambientalmente degradááveis veis -- PADsPADs podem ser uma podem ser uma 
opopçção para o gerenciamento de resão para o gerenciamento de resííduos. duos. 
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1925 1925 -- Primeiros biopolPrimeiros biopolíímeros por Maurice meros por Maurice LemoigneLemoigne..
Em 1925, Maurice Em 1925, Maurice LemoigneLemoigne observou a presenobservou a presençça de grânulos refrata de grânulos refratáários no rios no 
interior de cinterior de céélulas da bactlulas da bactééria ria BacillusBacillus MegateriumMegaterium, que eram sol, que eram solúúveis em veis em 
clorofclorofóórmio. Mais tarde esse material foi identificado como PHBrmio. Mais tarde esse material foi identificado como PHB
1974 1974 -- Descobertos outros Descobertos outros hidroxialcanoatoshidroxialcanoatos (PHA) a partir do amido.(PHA) a partir do amido.
1976 1976 -- InIníício das pesquisas de producio das pesquisas de produçção de PHB por fermentaão de PHB por fermentaçção bacteriana, na ão bacteriana, na 
Inglaterra.Inglaterra.
1990 1990 -- Primeiro produto obtido a partir de PHA, uma embalagem de xampuPrimeiro produto obtido a partir de PHA, uma embalagem de xampu de de 
uma induma indúústria de cosmstria de cosmééticos.ticos.
1991 1991 -- Pesquisas no Brasil Pesquisas no Brasil -- IPT.IPT.
2000 2000 -- InIníício a producio a produçção de PHB pela indão de PHB pela indúústria brasileira PHB Industrial.stria brasileira PHB Industrial.
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis -- HistHistóóricorico
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
99©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
O estudo de polO estudo de políímeros biodegradmeros biodegradááveis se dveis se dáá devido:devido:
�� Ao esgotamento das fontes de combustAo esgotamento das fontes de combustííveis fveis fóósseis.sseis.
�� ÀÀ grande geragrande geraçção de resão de resííduos de origem petroquduos de origem petroquíímica.mica.
�� E ao seu acE ao seu acúúmulo, gerando impacto ambiental. mulo, gerando impacto ambiental. 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis -- IniciativaIniciativa
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BioplBiopláásticossticos -- PolPolíímeros produzidos a partir de fontes renovmeros produzidos a partir de fontes renovááveis veis 
(cultivos vegetais)(cultivos vegetais)
BiopolBiopolíímerosmeros -- PolPolíímeros produzidos na natureza por meros produzidos na natureza por 
microorganismos (celulose, protemicroorganismos (celulose, proteíínas, DNA)nas, DNA)
PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveisveis -- PolPolíímeros que degradam pela ameros que degradam pela açção de ão de 
microorganismos, que utilizam esses polmicroorganismos, que utilizam esses políímeros como meros como ““alimentoalimento””. O . O 
resultado final resultado final éé a geraa geraçção de gão de gáás carbônico e s carbônico e áágua.gua.
PolPolíímeros compostmeros compostááveisveis -- PolPolíímeros que degradam pela ameros que degradam pela açção de ão de 
agentes quagentes quíímicos e fmicos e fíísicos, e o que resulta dessa degradasicos, e o que resulta dessa degradaçção ão éé
metabolizado por microorganismos. O resultado final tambmetabolizado por microorganismos. O resultado final tambéém m éé a a 
gerageraçção de gão de gáás carbônico e s carbônico e áágua.gua.
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis -- ConceitosConceitos
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis -- PlPláásticos Ambientalmente Degradsticos Ambientalmente Degradááveis veis -- PAD PAD 
Os plOs pláásticos ambientalmente degradsticos ambientalmente degradááveis compõem um grupo veis compõem um grupo 
de materiais polimde materiais polimééricos, de fontes renovricos, de fontes renovááveis ou sintveis ou sintééticos, ticos, 
que sofrem alteraque sofrem alteraçções quões quíímicas, sob a influência de fatores micas, sob a influência de fatores 
ambientais. ambientais. 
Essas alteraEssas alteraçções quões quíímicas devem ser acompanhadas de uma micas devem ser acompanhadas de uma 
completa assimilacompleta assimilaçção microbiana dos produtos da degradaão microbiana dos produtos da degradaçção, ão, 
resultando em COresultando em CO22 e He H22O. O. 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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1313©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
EvoluEvoluçção dos materiaisão dos materiais
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Fonte renovável de Carbono
CO2 & Biomassa 
Fonte renovFonte renováável de Carbonovel de Carbono
COCO22 & Biomassa & Biomassa 
Nova Indústria Bioquímica
Empreendedorismo, Inovação
Nova IndNova Indúústria Bioqustria Bioquíímicamica
Empreendedorismo, InovaEmpreendedorismo, Inovaççãoão
Química & 
Polímeros verdes 
QuQuíímica & mica & 
PolPolíímeros verdes meros verdes 
Ciclo Global do Carbono Ciclo Global do Carbono 
Adaptado do Prof. Adaptado do Prof. RamaniRamani NarayanNarayan -- Michigan Michigan StateState UniversityUniversity
CO2COCO22 Biomassa/Bio-OrgânicosBiomassa/Biomassa/BioBio--OrgânicosOrgânicos
I n
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 B
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i c a
m
i c a
IndIndúústria Qustria Quíímicamica
Recursos Fósseis
petróleo, gás natural ..
Recursos FRecursos Fóósseissseis
petrpetróóleo, gleo, gáás natural ..s natural ..
Polímeros, Química 
& Combustíveis
PolPolíímeros, Qumeros, Quíímica mica 
& Combust& Combustííveisveis
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Tempo de cultivo Tempo de cultivo –– 6 a 18 meses6 a 18 meses
1515©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveisveis
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
1616©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
•• Os plOs pláásticos biodegradsticos biodegradááveis são veis são 
materiais que se degradam materiais que se degradam 
completamente ao ataque dos completamente ao ataque dos 
microorganismos no meio microorganismos no meio 
ambiente. ambiente. 
•• Quando em contato com os Quando em contato com os 
plpláásticos biodegradsticos biodegradááveis, esses veis, esses 
microorganismos secretam microorganismos secretam 
enzimas que quebram o material enzimas que quebram o material 
em segmento cada vez menores.em segmento cada vez menores.
•• A diferenA diferençça dos pla dos pláásticos sticos 
regulares estregulares estáá no tempo de no tempo de 
degradadegradaçção, que em mão, que em méédia dia éé de 01 de 01 
ano contra 100 anos dos plano contra 100 anos dos pláásticos sticos 
convencionaisconvencionais
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis -- DescriDescriççãoão
1717©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
A produA produçção de polão de políímeros biodegradmeros biodegradááveis sintveis sintééticos para embalagens ticos para embalagens 
descartdescartááveis implica em obter um material que reveis implica em obter um material que reúúna simultaneamente as na simultaneamente as 
seguintes propriedades: biodegradseguintes propriedades: biodegradáável, processvel, processáável pelos mvel pelos méétodos utilizados todos utilizados 
rotineiramente pela indrotineiramente pela indúústria de artefatos plstria de artefatos pláásticos (geralmente extrusão sticos (geralmente extrusão 
seguida de sopro com formaseguida de sopro com formaçção de balão ou extrusão e sopro) e preão de balão ou extrusão e sopro) e preçço o 
competitivo em relacompetitivo em relaçção aos polão aos políímeros usados rotineiramente para produzir meros usados rotineiramente para produzir 
estas embalagens. O polestas embalagens. O políímero sintetizado deve ser compatmero sintetizado deve ser compatíível com os vel com os 
microorganismos existentes. Como a maioria dos microorganismos tmicroorganismos existentes. Como a maioria dos microorganismos tem a em a 
enzima hidrolase, o material deve ser hidrolisenzima hidrolase, o material deve ser hidrolisáável para ser biodegradvel para ser biodegradáável. vel. Por Por 
exemplo, poliexemplo, poliéésteres aromsteres aromááticos e ramificados são ticos e ramificados são bioresistentesbioresistentes enquanto que enquanto que 
os os polipoliéésteres alifsteres alifááticos ou aromticos ou aromááticos lineares e as poliamidas são ticos lineares e as poliamidas são 
razoavelmente biodegradrazoavelmente biodegradááveis.veis.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis -- DescriDescriççãoão
1818©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Outra estratOutra estratéégia usada para a obtengia usada para a obtençção de um polão de um políímero biodegradmero biodegradáável vel éé a a 
incorporaincorporaçção de um coão de um co--monômero biodegradmonômero biodegradáável em um copolvel em um copolíímeromero, como por , como por 
exemplo: copolimerizaexemplo: copolimerizaçção de poliamida com um ão de poliamida com um αα--aminoaminoáácidocido. Dessa forma . Dessa forma 
diversos poldiversos políímeros biodegradmeros biodegradááveis jveis jáá foram sintetizados e alguns jforam sintetizados e alguns jáá são são 
produzidos em grande escala. produzidos em grande escala. 
Um exemplo Um exemplo éé o copolo copolíímero obtido pela polimerizamero obtido pela polimerizaçção por condensaão por condensaçção usando: ão usando: 
áácido cido terefttereftáálicolico, 1,4, 1,4--butanodiolbutanodiol e e caprolactamacaprolactama. Este pol. Este políímero mero éé produzido pela produzido pela 
BASF com o nome comercial de BASF com o nome comercial de EcoflexEcoflex™™ e pode ser processado por extrusão e pode ser processado por extrusão 
seguida de sopro com formaseguida de sopro com formaçção de balão para a produão de balão para a produçção de filmes finos e ão de filmes finos e 
transparentes. transparentes. 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis -- DescriDescriççãoão
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BiodegradBiodegradááveisveis
Unidades repetitivas do copolUnidades repetitivas do copolíímero mero EcoflexEcoflex™™, um filme , um filme 
biodegradbiodegradáável produzido comercialmente pela BASF.vel produzido comercialmente pela BASF.
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As estruturas quAs estruturas quíímicas das unidades repetitivas do poli(3micas das unidades repetitivas do poli(3--hidroxialcanoatohidroxialcanoato), ), 
PHA, e do poli(PHA, e do poli(áácido lcido láático), PLA, que são alguns dos poltico), PLA, que são alguns dos políímeros biodegradmeros biodegradááveis veis 
produzidos comercialmente em grande escala. Podeproduzidos comercialmente em grande escala. Pode--se notar a presense notar a presençça de a de 
ligaligaçções quões quíímicas tipo micas tipo ééster que podem ser quebradas em reaster que podem ser quebradas em reaçções de hidrões de hidróólise.lise.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis -- DescriDescriççãoão
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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Garrafas feitas de PHA sofrendo Garrafas feitas de PHA sofrendo biodegradabiodegradaççãoão
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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Garrafas feitas de PHA sofrendo Garrafas feitas de PHA sofrendo biodegradabiodegradaççãoão
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Fim de vida x Fonte de obtenFimde vida x Fonte de obtenççãoão
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NormalizaNormalizaççãoão
Como saber se o plComo saber se o pláástico stico éé biodegradbiodegradáável?vel?
-- Europa Europa »» EM EM -- 13.432 13.432 -- 90% do carbono contido no 90% do carbono contido no 
produto transformaproduto transforma--se em COse em CO22
-- Estados Unidos Estados Unidos »» ASTM ASTM -- D400 ; ASTM D400 ; ASTM -- D6868 D6868 -- 60% da 60% da 
biodegradabiodegradaçção em 180 diasão em 180 dias
-- Brasil Brasil »» NBR 15.448NBR 15.448--1 (Terminologia) e NBR 15.4481 (Terminologia) e NBR 15.448--2 2 
(Biodegrada(Biodegradaçção e ão e CompostagemCompostagem) "Embalagens Pl) "Embalagens Pláásticas sticas 
DegradDegradááveis e/ou Renovveis e/ou Renovááveis" veis" 
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BiodegradBiodegradááveisveis
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Fonte: Planeta Sustentável 
BiodegradBiodegradááveisveis
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Cartões de crCartões de créédito feitos de PHAdito feitos de PHA
Embalagem para o aEmbalagem para o açúçúcar car NativeNative -- 99% Biodegrad99% Biodegradáávelvel
Sacolas de lixo biodegradSacolas de lixo biodegradááveis do pão de aveis do pão de açúçúcarcar Natura, linha Natura, linha EkosEkos 28 dias decompõe28 dias decompõe--se na naturezase na natureza
BiodegradBiodegradááveisveis
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BiodegradBiodegradááveisveis
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Potencial de demandaPotencial de demanda
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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.2 5.2 -- PolPolíímeros biodegradmeros biodegradááveis veis –– DescriDescriççãoão
CopolCopolíímeros contendo blocos de um meros contendo blocos de um αα--aminoamino áácido ou do cido ou do áácido cido εε--
aminoamino--caproicocaproico são razoavelmente biodegradsão razoavelmente biodegradááveis e são produzidos veis e são produzidos 
comercialmente. comercialmente. 
TambTambéém m éé posspossíível preparar um vel preparar um copolcopolíímero biodegradmero biodegradáávelvel contendo contendo 
blocos de celulose e de um blocos de celulose e de um isocianatoisocianato. Neste caso, o processo de . Neste caso, o processo de 
biodegradabiodegradaççãoão comecomeçça com a degradaa com a degradaçção hidrolão hidrolíítica do tica do triacetatotriacetato de de 
celulose para oligômeros com m= 20 a 30 e grupos terminais OH, celulose para oligômeros com m= 20 a 30 e grupos terminais OH, 
reagindoreagindo--os depois com os depois com didi--isocianatoisocianato, produzindo um poli(, produzindo um poli(ééter) ou ter) ou 
poli(poli(éésteres). steres). 
Finalmente os grupos acetila são removidos tornando os blocos deFinalmente os grupos acetila são removidos tornando os blocos de
celulose hidroliscelulose hidrolisááveis.veis.
3131©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Desde a dDesde a déécada de 90 que apareceram no mercado mundial alguns tipos de filcada de 90 que apareceram no mercado mundial alguns tipos de filmes feitos por mes feitos por 
extrusão e sopro com formaextrusão e sopro com formaçção de balão usando polietileno carregado com partão de balão usando polietileno carregado com partíículas de amido culas de amido 
de milho ou de trigo. Esses produtos possuem uma de milho ou de trigo. Esses produtos possuem uma carga que carga que éé comprovadamente comprovadamente 
biodegradbiodegradáávelvel, no entanto, a , no entanto, a matriz polimmatriz poliméérica não rica não éé. O efeito final . O efeito final éé que, depois do seu que, depois do seu 
descarte ocorre a descarte ocorre a biodegradabiodegradaççãoão da carga e a matriz polimda carga e a matriz poliméérica permanece intacta. Mesmo que rica permanece intacta. Mesmo que 
o teor de carga seja alto, da ordem de 50 o teor de carga seja alto, da ordem de 50 wtwt%, não %, não éé razorazoáável classificar estes filmes vel classificar estes filmes 
polimpolimééricos como biodegradricos como biodegradááveis.veis.
Outra classe de materiais que usa Outra classe de materiais que usa componentes biodegradcomponentes biodegradááveisveis em sua formulaem sua formulaçção são os ão são os 
termopltermopláásticos ou sticos ou termofixostermofixos carregados ou reforcarregados ou reforççados com fibras vegetaisados com fibras vegetais. Esses materiais . Esses materiais 
tambtambéém são produzidos em larga escala hm são produzidos em larga escala háá muitas dmuitas déécadas, principalmente no caso dos cadas, principalmente no caso dos 
termofixostermofixos. Mais recentemente a tendência ao uso de mat. Mais recentemente a tendência ao uso de matéérias primas de fontes renovrias primas de fontes renovááveis e veis e 
as vantagens do uso das as vantagens do uso das fibras vegetais como agente de reforfibras vegetais como agente de reforçço para termoplo para termopláásticossticos, em , em 
relarelaçção aos reforão aos reforçços tradicionais (fibra de vidro, fibra de carbono ou talco), reaos tradicionais (fibra de vidro, fibra de carbono ou talco), reaqueceu o queceu o 
mercado para esses materiais, principalmente para aplicamercado para esses materiais, principalmente para aplicaçções na indões na indúústria automotiva.stria automotiva.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.3 5.3 -- Cargas e agentes biodegradCargas e agentes biodegradááveisveis
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No caso das fibras tambNo caso das fibras tambéém se aplica o mesmo comentm se aplica o mesmo comentáário feito rio feito ààs s 
cargas, ou seja, a cargas, ou seja, a fibra vegetal fibra vegetal éé biodegradbiodegradáável mas a matriz vel mas a matriz 
polimpoliméérica não rica não éé. De um modo geral, os materiais carregados com . De um modo geral, os materiais carregados com 
amido ou reforamido ou reforççados com fibra vegetal ados com fibra vegetal não sãonão são adequados para a adequados para a 
reciclagem secundreciclagem secundáária ou ria ou reciclagem mecânicareciclagem mecânica, no entanto, ambos , no entanto, ambos 
representam um avanrepresentam um avançço do ponto de vista ambiental pois o do ponto de vista ambiental pois podem ser podem ser 
reciclados termicamentereciclados termicamente, ao contr, ao contráário dos materiais reforrio dos materiais reforççados com ados com 
fibras de vidro ou contendo altos teores de carga mineral. Os fibras de vidro ou contendo altos teores de carga mineral. Os 
materiais polimmateriaispolimééricos com componentes vegetais produzem menos ricos com componentes vegetais produzem menos 
COCO22 durante a sua queima do que foi consumido pelas plantas durantedurante a sua queima do que foi consumido pelas plantas durante
o seu crescimento. Isso representa um importante cro seu crescimento. Isso representa um importante créédito de carbono, dito de carbono, 
que favorece o seu uso em termos ambientais.que favorece o seu uso em termos ambientais.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.3 5.3 -- Cargas e agentes biodegradCargas e agentes biodegradááveisveis
3333©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Os chamados Os chamados plpláásticos sticos oxioxi--biodegradbiodegradááveisveis consistem de um polconsistem de um políímero mero 
contendo um aditivo que acelera a sua degradacontendo um aditivo que acelera a sua degradaçção oxidativa na ão oxidativa na 
presenpresençça de luz ou de calor. a de luz ou de calor. 
Estes aditivos são Estes aditivos são compostos de metais de transicompostos de metais de transiçção; Ferro, Não; Ferro, Nííquel ou quel ou 
CobaltoCobalto. Segundo os fabricantes dos aditivos, estes filmes pl. Segundo os fabricantes dos aditivos, estes filmes pláásticos sticos 
oxioxi--biodegradbiodegradááveisveis sofrem duas etapas de degradasofrem duas etapas de degradaçção, uma ão, uma abiabióóticatica
acelerada pelo catalisador e uma acelerada pelo catalisador e uma bibióóticatica na presenna presençça de microa de micro--
organismos. A duraorganismos. A duraçção da fase abião da fase abióótica pode ser controlada usando tica pode ser controlada usando 
uma relauma relaçção adequada de catalisador e aditivos antião adequada de catalisador e aditivos anti--oxidantes.oxidantes.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5.3 5.3 -- Cargas e agentes biodegradCargas e agentes biodegradááveisveis
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Produto 
Manufaturado
Produto Produto 
ManufaturadoManufaturado
Matéria
Prima
MatMatéériaria
PrimaPrima
Fonte RenovFonte Renováável vel 
ou Fou Fóóssil ssil 
Material orgânico cujo Material orgânico cujo 
carbono tem origem em carbono tem origem em 
fontes que se renovam fontes que se renovam 
em ciclos de curta em ciclos de curta 
duraduraçção ão -- equivalente ao equivalente ao 
tempo de cultivo.tempo de cultivo.
BiolBiolóógicogico
QuQuíímico mico 
HHííbrido brido 
BiodegradaBiodegradaçção ão 
Compostagem Compostagem 
Reciclagem Reciclagem 
BiodegradBiodegradáável vel Fonte renovFonte renováávelvel
Tudo que, por processo Tudo que, por processo 
biolbiolóógico, transformagico, transforma--se em se em 
COCO22 , H, H22O.O.
CompostCompostáávelvel
Tudo que Tudo que éé biodegradbiodegradáável e vel e 
que produz hque produz húúmus com mus com 
qualidade de adubo. qualidade de adubo. 
DescarteDescarteDescarte
CiclosCiclos
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PlPláásticossticos ResResííduoduo
DegradaDegradaççãoão
ResResííduos de ligaduos de ligaçções cruzadasões cruzadas
DegradaDegradaçção/Fragmentaão/Fragmentaçção ão BiodegradaBiodegradaççãoão
MicrMicróóbiosbios
COCO22
HH22OO
HHúúmus mus 
BiodegradaBiodegradaçção aerão aeróóbica: Atividade biolbica: Atividade biolóógica que gica que 
transforma material orgânico em gtransforma material orgânico em gáás carbônico, s carbônico, áágua e gua e 
hhúúmus na presenmus na presençça de oxigênio.a de oxigênio.
Para fechamento adequado do ciclo, Para fechamento adequado do ciclo, éé necessnecessáário que o rio que o 
processo ocorra em ambiente controlado (ex. central de processo ocorra em ambiente controlado (ex. central de 
compostagem) e em curto espacompostagem) e em curto espaçço de tempo o de tempo -- equivalente equivalente 
ao das colheitas.ao das colheitas.
DegradaDegradaçção x Biodegradaão x Biodegradaçção ão 
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.1 6.1.1 -- Envelhecimento ambientalEnvelhecimento ambiental
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento aceleradoEnvelhecimento acelerado
6.2 6.2 -- MMéétodos de acompanhamento por processos ttodos de acompanhamento por processos téérmicosrmicos
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGA todos de acompanhamento por TGA 
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
6.2.3 6.2.3 -- OITOIT
6.3 6.3 -- MMéétodos espectrosctodos espectroscóópicospicos
6.3.1 6.3.1 -- InfravermelhoInfravermelho
6.3.2 6.3.2 -- UV visUV visíívelvel
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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Intemperismo Natural 
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6.1 6.1 –– EnvelhecimentoEnvelhecimento
Os materiais polimOs materiais polimééricos degradamricos degradam--se com a ase com a açção do intemperismo ao longo do ão do intemperismo ao longo do 
tempo. Em alguns casos, estamos interessados em determinar quaistempo. Em alguns casos, estamos interessados em determinar quais são as são as 
degradadegradaçções que ocorrem e em qual escala de tempo para a correta escolhaões que ocorrem e em qual escala de tempo para a correta escolha do do 
material a ser utilizado em determinada aplicamaterial a ser utilizado em determinada aplicaçção,ão,
6.1.1 6.1.1 -- Envelhecimento ambiental Envelhecimento ambiental -- Intemperismo Natural Intemperismo Natural 
Os ensaios de envelhecimento ambiental devem procurar simular asOs ensaios de envelhecimento ambiental devem procurar simular as condicondiçções ões 
reais de uso do polreais de uso do políímero a ser ensaiado. Existem normas especmero a ser ensaiado. Existem normas especííficas para esse ficas para esse 
tipo de ensaio definidas por vtipo de ensaio definidas por váários rios óórgãos (ASTM, DIN, SAE, etc.) e empresas, rgãos (ASTM, DIN, SAE, etc.) e empresas, 
principalmente automotivas e de tintas. A forma como se deve amoprincipalmente automotivas e de tintas. A forma como se deve amostrar deve strar deve 
ser definida em funser definida em funçção da utilizaão da utilizaçção do polão do políímero a ser ensaiado e da sua mero a ser ensaiado e da sua 
utilizautilizaçção especão especíífica, devendo tambfica, devendo tambéém ser adequada ao mm ser adequada ao méétodo de todo de 
acompanhamento que seracompanhamento que seráá utilizado para quantificar o envelhecimento.utilizado para quantificar o envelhecimento.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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DistribuiDistribuiçção geogrão geográáfica da irradiafica da irradiaçção solar ão solar 
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InsolaInsolaçção no Brasil ão no Brasil 
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PodePode--se dizer que o Sol emite energia em praticamente todos os se dizer que o Sol emite energia em praticamente todos os 
comprimentos de onda do espectro eletromagncomprimentos de onda do espectro eletromagnéético permeados pelas tico permeados pelas 
diversas linhas de absordiversas linhas de absorçção. Dessa energia emitida, ão. Dessa energia emitida, 44%44% se concentra se concentra 
entre 400 e 700 entre 400 e 700 nmnm, denominado espectro vis, denominado espectro visíível de energia. vel de energia. 
O restante O restante éé dividido entre radiadividido entre radiaçção ultravioleta (<400nm) com ão ultravioleta (<400nm) com 7%,7%,
infravermelho prinfravermelho próóximo (entre 700 e 1500nm) com ximo (entre 700 e 1500nm) com 37%37% e infravermelho e infravermelho 
(>1500nm) com (>1500nm) com 11%.11%.
Menos de Menos de 1%1% da radiada radiaçção emitida concentraão emitida concentra--se acima da região do se acima da região do 
infravermelho, sendo, microondas e ondas de rinfravermelho, sendo, microondas e ondas de ráádio e abaixo da região dio e abaixo da região 
ultravioleta, sendo raios X e raios gama.ultravioleta, sendo raios X e raios gama.
Intemperismo Natural 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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Espectro da Luz Solar 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Adaptado: Atlas Weather Handbook
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Sofre pouca absorSofre pouca absorçção pelo Oão pelo O33 estratosfestratosféérico. rico. 
ÉÉ importante para sintetizar a vitamina D no importante para sintetizar a vitamina D no 
organismo. Pororganismo. Poréém o excesso de exposim o excesso de exposiçção ão 
pode causar queimaduras e a longo prazo, pode causar queimaduras e a longo prazo, 
causa o envelhecimento precoce.causa o envelhecimento precoce.
320 320 -- 400400UVAUVA
Fortemente absorvida pelo OFortemente absorvida pelo O33 estratosfestratosféérico. rico. 
ÉÉ prejudicial prejudicial àà sasaúúde humana, podendo de humana, podendo 
causar queimaduras e, a longo prazo, câncer causar queimaduras e, a longo prazo, câncer 
de pele.de pele.
280 280 -- 320 320 UVBUVB
Completamente absorvida pelo OCompletamente absorvida pelo O22 e Oe O33
estratosfestratosféérico e portanto, não atinge a rico e portanto, não atinge a 
superfsuperfíície terrestre. cie terrestre. ÉÉ utilizada na utilizada na 
esterilizaesterilizaçção de ão de áágua e materiais cirgua e materiais cirúúrgicos.rgicos.
100 100 -- 280280UVCUVC
CaracterCaracteríísticas sticas Intervalo Intervalo 
espectral (espectral (nmnm))
Nome Nome 
Características do comprimento de onda UV 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
4545©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Intemperismo Natural 
Adaptado: Atlas Weather Handbook
4646©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Intemperismo Natural 
Adaptado: Atlas Weather Handbook
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Posição geográfica/Clima
Dimensão da 
amostra
Posição
Pigmentos
Aditivos
Impurezas, 
resíduos
catalíticos
Estrutura do 
polímero
Intemperismo 
fatores de influência
Intemperismo Natural Intemperismo Natural -- Fatores de InfluênciaFatores de Influência
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Adaptado: Atlas Weather Handbook
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento acelerado Envelhecimento acelerado -- Intemperismo artificial Intemperismo artificial 
Muitas vezes Muitas vezes éé preciso obter uma preciso obter uma resposta rresposta ráápidapida com relacom relaçção a um tipo ão a um tipo 
especespecíífico de formulafico de formulaçção ou ão ou comparando um tipo de aditivacomparando um tipo de aditivaçção com outro.ão com outro.
Neste caso Neste caso éé necessnecessáário um ensaio de envelhecimento acelerado que fornerio um ensaio de envelhecimento acelerado que forneçça a 
uma resposta na escala de tempo de meses. Nestes ensaios os fatouma resposta na escala de tempo de meses. Nestes ensaios os fatores que res que 
causam a degradacausam a degradaçção podem ser simulados isoladamente ou em conjunto, de ão podem ser simulados isoladamente ou em conjunto, de 
forma controlada.forma controlada.
Existem tExistem téécnicas de envelhecimento acelerado que simulam situacnicas de envelhecimento acelerado que simulam situaçções de stress ões de stress 
mecânico, tmecânico, téérmico, intemprmico, intempééries climries climááticas e irradiaticas e irradiaçção solar. ão solar. 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento acelerado Envelhecimento acelerado -- Intemperismo artificial Intemperismo artificial 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Ci4000 Ci4000 LampadaLampada de Arco de Arco XenonioXenonio -- WeatherWeather--OmeterOmeter
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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
ConfiguraConfiguraçção câmara arco xenônio ão câmara arco xenônio -- esquema rotativoesquema rotativo
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento acelerado Envelhecimento acelerado -- Intemperismo artificial Intemperismo artificial 
5151©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento aceleradoEnvelhecimento acelerado -- Intemperismo artificial Intemperismo artificial 
5252©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Luz / RadiaLuz / Radiaçção ão 
ÁÁgua / Umidadegua / Umidade
Temperatura Temperatura 
CorrelaCorrelaççãoão
Qualidade da luz Qualidade da luz 
Fase do contato com a Fase do contato com a áágua gua 
Ciclo tCiclo téérmico rmico 
Fatores de importânciaFatores de importância
Aspectos CrAspectos Crííticosticos
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento acelerado Envelhecimento acelerado -- Intemperismo artificial Intemperismo artificial 
5353©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Escala de cinza Escala de cinza -- avaliaavaliaçção de resultadosão de resultados
Pior notaMelhor nota
DIN EN ISO 105-A05 
Publication date:1997-07 
Textiles - Tests for colour fastness
Part A05: Instrumental assessment of 
change in colour for determination of 
grey scale rating (ISO 105-A05:1996)
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento acelerado Envelhecimento acelerado -- Intemperismo artificial Intemperismo artificial 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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AvaliaAvaliaçção Visual ão Visual -- avaliaavaliaçção de resultadosão de resultados
Cabine de simulação de luz 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.1.2 6.1.2 -- Envelhecimento acelerado Envelhecimento acelerado -- Intemperismo artificial Intemperismo artificial 
5555©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
Arco xenônio x InsolaArco xenônio x Insolaçção sul da Flão sul da Flóóridarida
Anos de exposiAnos de exposiçção ão 
11 22
140 140 KlyKly 280 280 KlyKly
1,0 1,0 LangleyLangley = = ÉÉ o total de energia para aquecer em 1o total de energia para aquecer em 1ooC C 
1,0 g de 1,0 g de áágua quando 1,0 cmgua quando 1,0 cm22 éé exposto.exposto.
1 1 KilolangleyKilolangley = 1.000 = 1.000 LangleyLangley
CorrelaCorrelaççõesões
Fonte: Fonte: PlasticsPlastics AdditivesAdditives -- GachterGachter/Muller/Muller
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2 6.2 -- MMéétodos de acompanhamento por processos ttodos de acompanhamento por processos téérmicosrmicos
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGA todos de acompanhamento por TGA 
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
6.2.3 6.2.3 -- OITOIT
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5757©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2 6.2 -- MMéétodos de acompanhamento por processos ttodos de acompanhamento por processos téérmicos rmicos 
Os principais mOs principais méétodos ttodos téérmicos usados em estudos de degradarmicos usados em estudos de degradaçção são a ão são a 
termogravimetria,termogravimetria, TGA, e a Calorimetria ExploratTGA, e a Calorimetria Exploratóória de Varredura,ria de Varredura, DSC. No DSC. No 
caso especcaso especíífico do DSC existe a possibilidade de determinar o tempo de fico do DSC existe a possibilidade de determinar o tempo de 
induinduçção de reaão de reaçções de oxidaões de oxidaçção, OIT.ão, OIT.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5858©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGAtodos de acompanhamento por TGA
A termogravimetria consiste basicamente em uma A termogravimetria consiste basicamente em uma balanbalançça de alta a de alta 
precisão associada a um fornoprecisão associada a um forno, no qual se pode controlar a taxa de , no qual se pode controlar a taxa de 
aquecimento (em geral de 10 aquecimento (em geral de 10 ooCC por minuto) ou manter a por minuto) ou manter a 
temperatura constante com precisão de temperatura constante com precisão de ±± 0,5 0,5 ooCC, , onde registraonde registra--se a se a 
variavariaçção de massa durante o aquecimentoão de massa durante o aquecimento. . 
A atmosfera A atmosfera àà qual a amostra estqual a amostra estáá submetida tambsubmetida tambéém pode ser m pode ser 
controlada. As possibilidades são atmosferas inertes, geralmentecontrolada. As possibilidades são atmosferas inertes, geralmente
nitrogênio ou argônio, ou atmosferas oxidantes, geralmente ar nitrogênio ou argônio, ou atmosferas oxidantes, geralmente ar 
sintsintéético ou oxigênio. tico ou oxigênio. O que se mede O que se mede éé a variaa variaçção de massa em ão de massa em 
funfunçção da temperatura (com rampa de aquecimento) ou do tempo ão da temperatura (com rampa de aquecimento) ou do tempo 
(medida isot(medida isotéérmica).rmica).
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
5959©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGAtodos de acompanhamento por TGA
6060©© Esse material Esse material éé de propriedade da Polilab Consultoria de propriedade da Polilab Consultoria -- Reproduzir somente com permissãoReproduzir somente com permissão
6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGAtodos de acompanhamento por TGA
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Curvas de TGACurvas de TGA
Componentes da formulaComponentes da formulaçção que não se decompõem termicamente na faixa de temperaturas doão que não se decompõem termicamente na faixa de temperaturas do experimento, experimento, 
como por exemplo talco ou CaCO3, contribuirão para a massa residcomo por exemplo talco ou CaCO3, contribuirão para a massa residual. ual. 
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6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGAtodos de acompanhamento por TGA
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
A primeira derivada da curva de perda de massa em relaA primeira derivada da curva de perda de massa em relaçção ao tempoem funão ao tempo em funçção da temperatura (ão da temperatura (dmdm//dtdt = f(T)) d= f(T)) dáá
informainformaçções a respeito do nões a respeito do núúmero de processos de perda de massa que estão ocorrendo e da temmero de processos de perda de massa que estão ocorrendo e da temperatura em que elas peratura em que elas 
ocorrem com a mocorrem com a mááxima velocidade, xima velocidade, TmaxTmax. Esta curva indicar. Esta curva indicaráá mais claramente a ocorrência de diversos processos de perda mais claramente a ocorrência de diversos processos de perda 
de massade massa
Curvas de TGA Curvas de TGA 
com 1com 1ªª DerivadaDerivada
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.1 6.2.1 -- MMéétodos de acompanhamento por TGAtodos de acompanhamento por TGA
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
No caso de blendas polimNo caso de blendas polimééricas poderemos ter dois comportamentos ricas poderemos ter dois comportamentos 
distintos: aditivo ou não aditivo. No caso distintos: aditivo ou não aditivo. No caso aditivoaditivo os processos de perda os processos de perda 
de massa dos componentes se de massa dos componentes se adicionarão proporcionalmente adicionarão proporcionalmente àà sua sua 
concentraconcentraçção na blenda e a curva de perda de massa serão na blenda e a curva de perda de massa seráá a ma méédia dia 
ponderada das curvas de perda de massa dos componentes da blendaponderada das curvas de perda de massa dos componentes da blenda. . 
Em outras palavras, o processo de decomposiEm outras palavras, o processo de decomposiçção tão téérmica de um rmica de um 
componente não afeta a decomposicomponente não afeta a decomposiçção tão téérmica do outro. No caso rmica do outro. No caso não não 
aditivoaditivo a curva de perda de massa a curva de perda de massa não corresponde não corresponde àà mméédia ponderada dia ponderada 
das curvas de perda de massa dos componentes, evidenciando uma das curvas de perda de massa dos componentes, evidenciando uma 
interainteraçção entre os processos de degradaão entre os processos de degradaçção tão téérmica dos componentes rmica dos componentes 
da blenda.da blenda.
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
A calorimetria diferencial de varredura, DSC, A calorimetria diferencial de varredura, DSC, éé uma tuma téécnica utilizada para cnica utilizada para 
determinar a determinar a quantidade de calor absorvida ou emitida por um material durantequantidade de calor absorvida ou emitida por um material durante o o 
seu aquecimentoseu aquecimento, , resfriamento ou a temperatura constante em funresfriamento ou a temperatura constante em funçção do tempoão do tempo. . 
Ou seja, podemos determinar se estão ocorrendo processos Ou seja, podemos determinar se estão ocorrendo processos exotexotéérmicos ou rmicos ou 
endotendotéérmicosrmicos. A partir destes dados podemos determinar as temperaturas onde . A partir destes dados podemos determinar as temperaturas onde 
ocorrem as ocorrem as transitransiçções de fase de primeira e de segunda ordem tões de fase de primeira e de segunda ordem tíípica de pica de 
polpolíímeros.meros. TransiTransiçções como a fusão são endotões como a fusão são endotéérmicas, ou seja, absorvem calor, e rmicas, ou seja, absorvem calor, e 
transitransiçções como a cristalizaões como a cristalizaçção são exotão são exotéérmicas, ou seja, liberam calor. Ambas, rmicas, ou seja, liberam calor. Ambas, 
em conjunto com a temperatura de transiem conjunto com a temperatura de transiçção vão víítrea, são amplamente utilizadas trea, são amplamente utilizadas 
para caracterizapara caracterizaçção de materiais. ão de materiais. As reaAs reaçções de degradaões de degradaçção geralmente ão geralmente 
aparecem como processos exotaparecem como processos exotéérmicos.rmicos.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
Em alguns tipos de aparelhos de DSC temos dois calorEm alguns tipos de aparelhos de DSC temos dois caloríímetros gêmeos, cada um metros gêmeos, cada um 
contcontéém um sensor de temperatura e um sistema de aquecimento. A amostrm um sensor de temperatura e um sistema de aquecimento. A amostra e a a e a 
referência são mantidas referência são mantidas àà mesma temperatura. Registramesma temperatura. Registra--se se a diferena diferençça de a de 
energia fornecida aos dois calorenergia fornecida aos dois caloríímetros em funmetros em funçção da temperatura ou do tempo ão da temperatura ou do tempo 
(compensa(compensaçção de calor).ão de calor). No outro sistema No outro sistema aqueceaquece--se a amostra e a referência e se a amostra e a referência e 
medemede--se a diferense a diferençça de temperatura entre elas, que a de temperatura entre elas, que éé convertida em calor convertida em calor 
(fluxo de calor).(fluxo de calor). Assim como no TGA, no DSC as medidas podem ser feitas sob Assim como no TGA, no DSC as medidas podem ser feitas sob 
diversas atmosferas. Usadiversas atmosferas. Usa--se ar sintse ar sintéético para estudar a oxidatico para estudar a oxidaçção. ão. 
A vantagem do DSC sobre o TGA A vantagem do DSC sobre o TGA éé que se podem detectar reaque se podem detectar reaçções exotões exotéérmicas ou rmicas ou 
endotendotéérmicas que ocorrem sem mudanrmicas que ocorrem sem mudançça de massa. A variaa de massa. A variaçção do grau de ão do grau de 
cristalinidade e a ocorrência de diferentes tipos de cristalitoscristalinidade e a ocorrência de diferentes tipos de cristalitos são evidenciadas são evidenciadas 
pela pela áárea sob o pico de cristalizarea sob o pico de cristalizaçção e pelo aparecimento de novos picos de ão e pelo aparecimento de novos picos de 
cristalizacristalizaçção ou ombros no pico que jão ou ombros no pico que jáá existia.existia.
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSC todos de acompanhamento por DSC –– Fluxo de Calor Fluxo de Calor 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
PrincPrincíípio Funcional de um fluxo de calor DSC pio Funcional de um fluxo de calor DSC 
O sinal da diferenO sinal da diferençça das duas curvas de temperaturas (a das duas curvas de temperaturas (ΔΔT) T) éé mostrado na parte debaixo da imagem. mostrado na parte debaixo da imagem. 
Na seNa seçção do meio da curva, o cão do meio da curva, o cáálculo da diferenlculo da diferençça gera um pico (azul) representando o processo de fusão a gera um pico (azul) representando o processo de fusão 
endotendotéérmico. Dependendo se a temperatura da referência foi subtrarmico. Dependendo se a temperatura da referência foi subtraíída da temperatura da amostra ou vice versa da da temperatura da amostra ou vice versa 
duranteeste cdurante este cáálculo, o pico gerado pode estar orientado para cima ou para baixlculo, o pico gerado pode estar orientado para cima ou para baixo no gro no grááfico. A fico. A áárea de pico estrea de pico estáá
correlacionada com o teor de calor da transicorrelacionada com o teor de calor da transiçção (entalpia em J/g). ão (entalpia em J/g). 
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Calorimetria Diferencial Calorimetria Diferencial 
de Varredura de Varredura -- DSCDSC
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Calorimetria Diferencial de Varredura Calorimetria Diferencial de Varredura -- DSCDSC
FuncionamentoFuncionamento
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AnAnáálise Tlise Téérmica rmica -- DSC DSC -- CaracterizaCaracterizaçção da ão da TgTg
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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AnAnáálise Tlise Téérmica rmica -- DSC DSC -- CaracterizaCaracterizaçção da ão da TmTm
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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AnAnáálise Tlise Téérmica rmica -- DSC DSC -- CaracterizaCaracterizaçção da ão da TmTm
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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AnAnáálise Tlise Téérmica rmica –– DSC DSC –– CaracterizaCaracterizaçção da ão da TmTm
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
Uma das possibilidades interessantes do DSC Uma das possibilidades interessantes do DSC éé observar a observar a ocorrência de reaocorrência de reaçções ões 
ququíímicas a temperaturas diferentes daquelas onde ocorre variamicas a temperaturas diferentes daquelas onde ocorre variaçção de massaão de massa
(quando observadas no TGA). Comparando os resultados obtidos com(quando observadas no TGA). Comparando os resultados obtidos com as duas as duas 
ttéécnicas poderemos observar a diferencnicas poderemos observar a diferençça de temperatura entre o a de temperatura entre o ininíício da perda cio da perda 
de massade massa, evidenciada no TGA, e o , evidenciada no TGA, e o inicio das reainicio das reaçções de oxidaões de oxidaçção, evidenciadas ão, evidenciadas 
pela liberapela liberaçção de calor caracterão de calor caracteríística da degradastica da degradaçção oxidativaão oxidativa. Como a oxida. Como a oxidaçção ão 
não ocorre com varianão ocorre com variaçção significativa de massa, o DSC darão significativa de massa, o DSC daráá informainformaçções mais ões mais 
precisas sobre a temperatura em que o processo ocorre. A seguir,precisas sobre a temperatura em que o processo ocorre. A seguir, comparamos comparamos 
por exemplo as curvas de TGA e DSC (medidas em atmosfera oxidantpor exemplo as curvas de TGA e DSC (medidas em atmosfera oxidante e com a e e com a 
mesma taxa de aquecimento) para uma blenda de polipropileno e pomesma taxa de aquecimento) para uma blenda de polipropileno e poliestireno liestireno 
compatibilizada com poli(compatibilizada com poli(estirenoestireno--coco--butadienobutadieno--coco--estirenoestireno).).
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
ObservaObserva--se uma se uma diferendiferençça de 30 a de 30 ooCC entre a temperatura de entre a temperatura de ininíício de liberacio de liberaçção de calorão de calor (DSC) e (DSC) e 
ininíício de perda de massacio de perda de massa (TGA), mostrando claramente que a (TGA), mostrando claramente que a reareaçção de oxidaão de oxidaçção inicia em ão inicia em 
temperaturas mais baixastemperaturas mais baixas do que as do que as reareaçções de quebra de ligaões de quebra de ligaçções na cadeia formando ões na cadeia formando 
produtos volprodutos volááteisteis. Esse experimento pode ser feito em uma . Esse experimento pode ser feito em uma úúnica etapa em um equipamento nica etapa em um equipamento 
de termogravimetria diferencial, DTG, porde termogravimetria diferencial, DTG, poréém eles são mais caros e menos comuns. m eles são mais caros e menos comuns. 
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.2 6.2.2 -- MMéétodos de acompanhamento por DSCtodos de acompanhamento por DSC
Outra caracterOutra caracteríística de polstica de políímeros que pode ser medida por DSC meros que pode ser medida por DSC éé o o 
grau de cristalinidade. Essa varigrau de cristalinidade. Essa variáável vel éé determinada a partir da medida determinada a partir da medida 
do calor de fusão. Durante a degradado calor de fusão. Durante a degradaçção oxidativa formamão oxidativa formam--se grupos se grupos 
polares ligados polares ligados àà cadeia principal do polcadeia principal do políímero. A interamero. A interaçção entre esses ão entre esses 
grupos provoca o efeito chamado de grupos provoca o efeito chamado de ““quimiocristalizaquimiocristalizaççãoão””, observado , observado 
por exemplo da degradapor exemplo da degradaçção fotoquão fotoquíímica do polipropileno.mica do polipropileno.
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.3 6.2.3 -- OITOIT
Com o mesmo equipamento no qual se mede a DSC, podeCom o mesmo equipamento no qual se mede a DSC, pode--se determinaro se determinar o tempo tempo 
de indude induçção para reaão para reaçção de oxidaão de oxidaçção, OITão, OIT. O equipamento de DSC deve ter um . O equipamento de DSC deve ter um 
acessacessóório para efetuar automaticamente a troca do grio para efetuar automaticamente a troca do gáás que flui pela câmara de s que flui pela câmara de 
aquecimento. O experimento consiste em:aquecimento. O experimento consiste em:
1 1 -- Aquecer a amostra em atmosfera de gAquecer a amostra em atmosfera de gáás inerte ats inerte atéé uma determinada uma determinada 
temperatura com uma determinada taxa de aquecimento,temperatura com uma determinada taxa de aquecimento,
2 2 -- Manter a amostra a esta temperatura durante um perManter a amostra a esta temperatura durante um perííodo de tempo da odo de tempo da 
ordem de minutos para atingir o equilordem de minutos para atingir o equilííbrio termodinâmicobrio termodinâmico
3 3 -- Trocar a atmosfera para oxigênio ou ar sintTrocar a atmosfera para oxigênio ou ar sintéético (mistura de gases que tico (mistura de gases que 
simula a composisimula a composiçção da atmosfera) e medir a variaão da atmosfera) e medir a variaçção de calor em funão de calor em funçção do ão do 
tempo tempo àà temperatura constante (modo isottemperatura constante (modo isotéérmico). rmico). 
O intervalo de tempo entre o inO intervalo de tempo entre o iníício do fluxo de gcio do fluxo de gáás oxidante e o ins oxidante e o iníício do cio do 
processo exotprocesso exotéérmico rmico éé registrado como o tempo de induregistrado como o tempo de induçção para a reaão para a reaçção de ão de 
oxidaoxidaçção.ão.
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6.1 6.1 -- EnvelhecimentoEnvelhecimento
6.2.3 6.2.3 –– OITOIT
Exemplo: Duas amostras PP foram aquecidas a 200Exemplo: Duas amostras PP foram aquecidas a 200°°C em atmosfera dinâmica de nitrogênio. O pico endotC em atmosfera dinâmica de nitrogênio. O pico endotéérmico rmico 
detectado durante o aquecimento ilustra a fusão do polipropilenodetectado durante o aquecimento ilustra a fusão do polipropileno, 166,2 , 166,2 ooC. ApC. Apóós 3 minutos a 200s 3 minutos a 200°°C, o gC, o gáás foi s foi 
trocado para ar. O resultado do efeito exottrocado para ar. O resultado do efeito exotéérmico indica a degradarmico indica a degradaçção polimão poliméérica. No caso presente, a oxidarica. No caso presente, a oxidaçção ão 
ocorre antes para a Amostra A do que para a Amostra B (OIT 6.6 ocorre antes para a Amostra A do que para a Amostra B (OIT 6.6 minmin vs. 11.6 vs. 11.6 minmin))
DegradaDegradaçção, Estabilizaão, Estabilizaçção e Reciclagem de Polão e Reciclagem de Políímeros meros 
Fonte: Fonte: NETZSCHNETZSCH--GerGeräätebautebau GmbHGmbH
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1. TGA no modo isot1. TGA no modo isotéérmico:rmico:
-- PerPerííodo de induodo de induçção para iniciar a perda de massa (ti) na temperatura do experimeão para iniciar a perda de massa (ti) na temperatura do experimento.nto.
-- Perda de massa em um perPerda de massa em um perííodo especodo especíífico de tempofico de tempo
-- Tempo para decomposiTempo para decomposiçção de 50% da amostra (t50)ão de 50% da amostra (t50)
2. TGA com varia2. TGA com variaçção de temperatura:ão de temperatura:
-- Temperatura de inTemperatura de iníício de perda de massa, T cio de perda de massa, T onsetonset..
-- Temperatura onde ocorre o mTemperatura onde ocorre o mááximo de velocidade de perda de massa, T ximo de velocidade de perda de massa, T maxmax
-- ResResííduo de massa a uma temperatura especduo de massa a uma temperatura especíífica (%)fica (%)
3. DSC.3. DSC.
-- VariaVariaçções nas temperaturas de transiões nas temperaturas de transiçção de primeira e de segunda ordem ão de primeira e de segunda ordem -- TmTm TcTc e e TgTg
-- VariaVariaçção do grau de cristalinidade.ão do grau de cristalinidade.
-- Temperatura de inTemperatura de iníício da reacio da reaçção de degradaão de degradaçção (atmosfera oxidante).ão (atmosfera oxidante).
-- Quantidade de calor liberado na reaQuantidade de calor liberado na reaçção de degradaão de degradaçção (Atmosfera ão (Atmosfera oxidadenteoxidadente..
-- Tempo de induTempo de induçção para a reaão para a reaçção de degradaão de degradaçção oxidativa (OIT).ão oxidativa (OIT).
Resumo dos parâmetros empResumo dos parâmetros empííricos de estabilidade que podem ser obtidos a partir de tricos de estabilidade que podem ser obtidos a partir de téécnicas cnicas 
de ande anáálise tlise téérmica: rmica: 
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6.3 6.3 -- MMéétodos espectrosctodos espectroscóópicospicos
6.3.1 6.3.1 -- InfravermelhoInfravermelho
6.3.2 6.3.2 -- UV visUV visíívelvel
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6.3 6.3 -- MMéétodos espectrosctodos espectroscóópicospicos
6.3.1 6.3.1 -- InfravermelhoInfravermelho
A espectrofotometria de infravermelho, IR, A espectrofotometria de infravermelho, IR, éé o mo méétodo mais senstodo mais sensíível e vel e 
versversáátil para acompanhar modificatil para acompanhar modificaçções quões quíímicas em um material micas em um material 
polimpoliméérico. Este mrico. Este méétodo todo detecta os movimentos vibracionais das detecta os movimentos vibracionais das 
ligaligaçções quões quíímicas do compostomicas do composto que estque estáá sendo analisado. Como cada sendo analisado. Como cada 
grupo qugrupo quíímico absorve a energia vibracional de um valor especmico absorve a energia vibracional de um valor especííficofico, , éé
posspossíível diferencivel diferenciáá--los pelo espectro de infravermelho. Allos pelo espectro de infravermelho. Aléém disso a m disso a 
ttéécnica fornece informacnica fornece informaçções sobre as interaões sobre as interaçções entre esses grupos ões entre esses grupos 
ququíímicos.micos.
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Espectrofotometria Espectrofotometria 
via Infra Vermelho via Infra Vermelho -- FTIRFTIR
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