10 - Polimerização quanto ao arranjo físico

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Disciplina: Química dos Polímeros (QQO003) 
Prof. MSc. Cécile C. Hernandez Garcia 
1 Polimerização quanto ao arranjo físico 
 Na produção de polímeros, seja em laboratório ou em linha de produção, são 
sintetizadas inúmeras cadeias poliméricas. Durante esse processo, deve-se ter controle da 
massa molar e de sua distribuição, bem como ter a capacidade de manuseio da massa 
polimérica produzida. Isso quer dizer que, ou se polimeriza diretamente no molde final 
ou se produz em um intermediário, de preferência em estado líquido, para que seja 
possível sua retirada do reator. 
Dependendo de como se quer obter o polímero final, é determinado qual arranjo 
físico será empregado. A seguir conheceremos os principais arranjos. 
 
1.1 Polimerização em massa 
É o arranjo físico mais simples, no qual é adicionado um iniciador ao monômero. 
O início da reação se dá por meio de aquecimento, sendo verificado um aumento de 
viscosidade do material. 
Esse método apresenta uma grande vantagem, que é a qualidade do produto final, 
por se apresentar livre de impurezas. 
Apesar de apresentar essa vantagem, há a desvantagem de não se conseguir 
controlar a temperatura, pois a polimerização é um processo exotérmico, com grande 
geração de calor (20 Kcal/mol). Devido a isso, podem ser gerados pontos quentes dentro 
do reator, que podem causar a desestabilização do crescimento da cadeia, aumentando a 
velocidade de seu término. Esse fato pode gerar a formação de um polímero com larga 
distribuição de massa molar, devido a formação de cadeias de diferentes comprimentos. 
Um exemplo de aplicação são as chapas de acrílico que são obtidas 
comercialmente por este arranjo. 
 
 
 
1.2 Polimerização em solução 
A polimerização em solução visa resolver o problema apresentado pela 
polimerização em massa, tentando melhorar a transferência de calor e homogeneização 
da temperatura. 
Para isso, é adicionado um líquido ao meio reacional, como por exemplo um 
solvente, passando esse processo a ser chamando de polimerização em solução. 
No início desse processo, todos os componentes (monômero, iniciador e solvente) 
devem ser solúveis entre si. Com o decorrer da reação, há a formação do polímero que 
pode ou não ser solúvel no meio. 
Caso seja solúvel, o produto final será uma solução do polímero no solvente e 
nesse caso, pode ser empregada nessa forma como se encontra. 
Caso o polímero não seja solúvel no solvente, tem-se a polimerização em lama ou 
com precipitação. Nesse caso, o polímero deve ser separado do solvente, seco e 
granulado, para posterior aplicação. 
Então conclui-se que a escolha do solvente empregado para a realização da 
polimerização é de extrema importância. 
Industrialmente este arranjo é usado para a polimerização das poliolefinas, 
podendo ser usado o próprio monômero com solvente. 
 
1.3 Polimerização em suspensão 
A utilização de solventes é desinteressante do ponto de vista econômico, devido 
ao custo do solvente, do processo empregado e do descarte desse solvente. Então, para 
solucionar esse problema, se desenvolveu um outro método de polimerização, onde é 
empregada a água como meio de transferência de calor. 
Nesse processo, há a necessidade de se dissolver previamente o iniciador no 
monômero (por esse motivo, ele deve ser solúvel no monômero), e então, essa mistura é 
adicionada à água. 
Além disso, um agente de suspensão é adicionado a essa mistura e então inicia-se 
o processo de agitação. Isso dispersará o monômero na forma de pequenas gotas por todo 
o volume, mantendo-as estáveis pela ação do agente de suspensão que envolve cada gota, 
 
 
evitando a coalescência delas entre si, ou seja, que elas se atraiam e formem uma única 
grande gota. 
Com o aumento da temperatura, inicia-se a polimerização de modo 
individualizado, em cada uma das gotas. O calor gerado é retirado pela água, mantendo a 
temperatura controlada. 
Ao final, se obtém pérolas ou contas, de dimensão de 0,01 a 1 mm, que são 
separadas, lavadas e secas, para posterior aplicação. 
 
1.4 Polimerização em emulsão 
Uma outra maneira de fazer com que o monômero permaneça disperso em água é 
pela presença de um agente emulsificante (sabão). 
Nesse método adiciona-se sabão à água e promove-se uma forte agitação. As 
moléculas de sabão vão formar miscelas com as pontas hidrofóbicas viradas para dentro 
e as pontas hidrófilas para fora. Ao adicionar o monômero, parte dele fica em forma de 
gotas, mas parte irá penetrar nas miscelas (região hidrófoba). Ao adicionar um iniciador 
solúvel em água, a polimerização nas gotas é evitada, mas esta vai ocorrer nas miscelas. 
Com a formação de polímeros nas miscelas e consequente redução da concentração de 
monômero, aparecerá uma pressão osmótica forçando mais monômero a sair das gotas e 
imigrar para as miscelas, dando continuidade à polimerização. 
O produto final desse método será um pó fino, com granulometria na ordem de 
0,05 a 1 mícron. 
Essa é a técnica empregada para a produção do látex, para utilização em tintas 
residenciais à base de PVA.