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Roteiro de laboratório - Experimento II Componente: Ciências e Tecnologia de Materiais - CTM Professores: Bráulio S. Barros, Kaline M. S. Viana e Luciana F. L. Lucena Titulo do experimento: Síntese de Materiais Poliméricos - Baquelite Tópicos abordados: Materiais poliméricos; Métodos de síntese Orientações gerais: a atividade é individual e irá compor juntamente com os outros experimentos de laboratório a segunda nota da componente curricular CTM. 1. Introdução A baquelite é uma resina fenol formol também chamada de polímero com ligações cruzadas. As ligações entre as cadeias permitem a forma de uma estrutura tridimensional, de modo que os polímeros formados são materiais rígidos e completamente insolúveis. 2. Revisão teórica A baquelite cujo consumo total é considerável, é uma das primeiras resinas a serem desenvolvidas; sua fabricação foi industrializada na América (1909) pelo belga Back Cland. Na presença de catalisadores o fenol reage sobre o formol dando produtos sólidos ou líquidos que se transformam pela polimerização numa substância sólida. A baquelite, translúcida, dura, insolúvel, isolante, infusível, resistente a unidade e aos agentes químicos. Quando o polímero é obtido pela reação de dois monômeros com eliminação simultânea de uma substância mais simples (H2O, NH3 e etc.). O polímero fenol- formaldeído ou baquelite no seu primeiro estágio e predominante linear e tem massa relativamente baixa sendo conhecida comercialmente como Novolac e é muito empregado em tintas vernizes e cola pra madeira. A reação, no entanto, pode prosseguir e gerar a baquelite que é um polímero tridimensional (termofixo). Sendo o mais antigo polímero sintético de uso industrial onde se presta muito bem à fabricação de objetos moldados. Em reações intermediárias, no processo de condensação, pode ocorrer livremente à temperatura elevada como os polímeros fundidos podem variar pelos pesos moleculares das moléculas reagentes. A condensação de fenol-formol na presença de um ácido (reação de Friedel- Craft) pode ser controlada de modo a produzir um material de baixo peso molecular no quais as unidades fenólicas são ligadas por grupos metileno. Quando o peso molecular é cerca de 1000, o material é solúvel e pode ser misturada com corantes, carga inerte e uma fonte de formaldeído, tal como o hexametileno-tetramina. Sob aquecimento, a mistura funde-se e é usada pra moldagem. Posterior aquecimento decompõe o hexametileno-tetramina em formaldeído e amoníaco. O formaldeído propicia a formação de ligações adicionais entre as cadeias e forma-se um produto termorrígido. Assim, o polímero final é uma rede tridimensional rígida, insolúvel e, em certos casos, também quebradiça. Um material termoplástico pode ser refundido várias vezes sem sofrer alterações, enquanto que um material termorrígido sofre uma mudança permanente (uma reação química) durante a fusão fornecendo, assim um sólido que não pode ser fundido. Certas partes de utensílios elétricos, interruptores e tomadas costumam ser feitos de resinas termorrígidas com ligações entre cadeias como a baquelite. Quando a condensação se processa entre o fenol e o formaldeído, obtem-se as resinas fenólicas – os mais antigos elementos da família dos plásticos. Apresenta boas propriedades físicas e químicas e baixo custo de produção. As baquelites são as mais conhecidas substâncias termofixas desse grupo e foram as primeiras matérias plásticas fabricadas e, embora ainda estejam sendo suplantadas, ainda são muito usadas. 3. Metodologia 3.1. Materiais (reagentes e vidrarias) Formaldeído à 37% Fenol Ácido clorídrico Béquer de 100 mL Palito de picolé ou bastão de vidro 3.2. Métodos Adicione 15 mL de uma solução aquosa de formaldeído 37% em um béquer de 100 mL. Dissolva 5g de fenol nesta solução e adicione lentamente, com agitação (utilize um palito de picolé ou bastão de vidro para agitar) 10 mL de HCl concentrado. Prossiga a agitacão (a reação é exotérmica). Anote o que ocorre no sistema. Lave o polímero obtido com água e deixe secar em um papel absorvente. Anote as características do material. Teste sua solubilidade em água, etanol e clorofórmio. →ATIVIDADE PARA SER ENTREGUE NO DIA DO LABORATÓRIO: 1- Que são polímeros? E copolímeros? 2- Como foi descoberta a baquelite e por que este nome? 3-Que é polímero tridimensional? 4- Mostre a reação de polimerização de baquelite. 5- Que é monômero? 6- Que tipo de polímero é a baquelite? 8- Cite algumas aplicações da resina fenol-formol. 9- Que são polímeros termofixos ou termorrígidos? AVISO: O aluno só poderá participar da aula de laboratório de CTM se estiver no dia do experimento trajando: jaleco, sapato fechado e calça comprida, além de também entregar a atividade !!!
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