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INTRODUO]

Polmeros so grandes molculas geralmente constitudas de muitas

unidades menores denominadas monmeros. O grau de polimerizao refere-

se ao nmero mdio de unidades monomricas por molcula do polmero.

Existem polmeros naturais, como as protenas, os polissacardeos e os

polipeptdios, e polmeros sintticos, como o poliestireno,sintetizado nesta

pratica.

O poliestireno (PS) um dos polmeros mais conhecidos nos dias de hoje. Utilizado em

uma grande variedade de embalagens e outros instrumentos, comumente conhecido por sua

excelente rigidez, brilho e solubilidade relativamente baixa na maioria dos solventes,

principalmente quando utilizadas substncias capazes de fazer estruturas com ramificaes

cruzadas.

A alta rigidez do poliestireno est associada a sua elevada cristalinidade. Materiais mais

cristalinos geralmente possuem maior rigidez, implicando em propriedades mecnicas pobres

para o material. Por exemplo, materiais muito cristalinos so pouco flexveis e mais

quebradios.

Neste trabalho foi feito o experimento de polimerizao de estireno atravs do mecanismo

de adio radicalar. O mecanismo de adio aquele no qual no ocorre perda de massa na forma

de composto de baixo peso molecular. Assumindo-se converso total, o peso do polmero formado

igual ao peso do monmero adicionado.( Cincia dos polmeros 3 ed Canevarolo Jr

Artliber ).

Poliestireno formado por reaes de adio radicalar no grupo vinila, promovida por uminiciador, geralmente um perxido. Os perxidos sofrem clivagem homoltica nas ligaes O-Oquando submetidos a temperaturas elevadas e fornecem duas molculas radicalarmenteativadas.

O poliestireno um polmero fracamente polar, praticamente apolar, e por isso muito solvelem solventes orgnicos apolares ou pouco polares. Para diminuir este efeito de solubilidadepode-se reticular o polmero com 1,4-divinilbenzeno e obter um material menos solvel, que

na presena destes solventes apenas intumesce.( http://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem134.asp-acesso16 de maro de 2013 as 14 h e15 mim)

O Poliestireno (PS) o pioneiro entre os termoplsticos, tendo iniciado a produo

comercial em 1930, apresentando-se sob vrias formas. O perfil de consumo de PS no Brasil

predominantemente o segmento de embalagens e descartveis fonte (http://www.bndes.gov.br).

Esse tipo de polmero formado pela adio de molculas de um s monmero, oestireno (vinil-benzeno).

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http://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem134.asp-acessohttp://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem134.asp-acessohttp://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem134.asp-acessohttp://www.escolainterativa.com.br/canais/18_vestibular/estude/quimi/tem/qui_tem134.asp-acesso

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C C

H

Hn

HC

H

H

C

Hn

Estireno (vinil-benzeno) Poliestireno

Essa polimerizao uma polimerizao em cadeia que pode ser manipulada por

iniciadores, temperatura de reao e tempo de residencia. O estireno puro polimeriza at em

temperatura ambiente, apesar de muito lentamente. Em altas temperaturas a velocidade de

polimerizao aumenta e, para temperaturas maiores que 100 C, a iniciao trmica deve serconsiderada.

A sequncia de eventos pela qual o monmero de estireno se converte em um polmero de

alta massa molar pode ser dividida em quatro eventos distintos: Formao dos radicais de iniciao,

iniciao das cadeias, propagao e terminao das cadeias.

Nesse experimento foi utilizado o iniciador azobisisobutironitrila (AIBN) de formula

molecular [(CH3)2C(CN)]2N2. Este iniciador tem a caracterstica de p branco solvel emsolventes orgnicos, mas insolvel em gua. Na sua reaco mais caracterstico, AIBN decompe-se

e elimina uma molcula de azoto gasoso para formar dois 2-cianoprop-2-il:

(http://en.wikipedia.org/wiki/Azobisisobutyronitrile)

Monmeros de estireno, sob aquecimento podem gerar radicais livres de forma que o

polmero se forme sem iniciadores.

2

CH CH2

+

CH CH2

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Reao de Diels - Alder

CH CH2 CHCH2R

.

+R.

CH CH2CH

+R.

2 RCH

.

Pontos de agregao para iniciao da cadeia polimrica

Aps da formao do radical ocorre a propagao ( adio sucessiva de um grande nmero

de molculas do monmero ). A adio pode ocorrer com arranjos diferentes dependendo do ponto

de iniciao da cadeia.Aps a propagao ocorre a terminao que pode ser por combinao ou por

desproporcionamento.

CH

+R.

.CH2

CH2

CHCH

CH2

Terminao por combinao

No caso especifico da polimerizao do estireno conduzida na faixa de 80 a 85 C,

pode -se considerar a terminao quase exclusivamente por combinao.

(www.lume.ufrgs.com.br)

OBJETIVOS

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Geral: Sntese de Poliestireno.

Especfico: Aprender tcnica de polimerizao por adio e caractersticas fsicas e qumicas do

polmero sintetizado. Aprender sobre as tcnica de filtrao Entender a importncia do controle da temperatura na sntese do polmero Determinar o rendimento da sntese polimrica. Determinar a massa do polmero

MATERIAIS E REAGENTES

Bancada do grupo Bancada do laboratrioArgola Acetato de etila

Proveta de 10 mL Azobisisobutironitrila (AIBN)-Basto de vidro EtanolSuporte Estireno( 2mL)Bquer de 50 mL Papel de filtroTubo de ensaio Balana analticaBquer de 250 mL Bomba de vcuo Mod.830 srie e 1151167-

FisatomPina de madeira Funil de BuchnerVidro de relgio PipetaPlaca de aquecimento gua destiladaFunil simples GlicerinaTermmetroPraGarrasBquer de 100 mLEsptulaRelgio com cronmetro

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Inicialmente, pesou-se aproximadamente 20 mg (0,218 mmol) de (AIBN) em um tubo de

ensaio e em seguida 2 mL(17,48 mmol) de estireno foram adicionados. A mistura foi aquecida em

de glicerina at que ela se tornasse viscosa.

Nessa prtica a iniciao do monmero foi feita atravs da adio de um iniciador radicular

e foi conduzida sob aquecimento de 80C. A taxa de iniciao determinada pela cintica de

decomposio do iniciador, que depende da estrutura do iniciador e da sua eficincia. Essa

eficincia depende da natureza do iniciador e do monmero.

(www.tudosobreplasticos.com/polimerizacao/sintesePS.asp)

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E aps algum tempo, com o basto de vidro retirou-se um filamento do material,

verificando se este estava quebradio,isso era o indicativo de que o polmero estaria pronto.

Purificou-se o material obtido atravs de solubilizao em 5 mL de Acetato de etila e a

soluo foi transferida para um bquer com 10 mL de etanol, havendo precipitao do

polmero.Posteriormente , o polmero foi filtrado,e colocado no dessecador, e aps umasemana,determinou-se a massa do polmero sendo esta ???? , e seu rendimento sendo equivalente a

????

DISCUSSO DOS RESULTADOS

Na etapa do banho Maria a gua foi substituda por glicerina com o objetivo de se obter um

aquecimento superior a 100 C, tendo em vista seu alto ponto de ebulio Qual PBul.?. O aumentoda temperatura provocaria a eficincia da polimerizao facilitando a formao de um composto de

alto peso molecular.

Os radicais livres, neste caso, so gerados por decomposio homoltica de ligaes

covalentes por absoro de energia trmica. O radical formado na decomposio do AIBN provoca

a quebra da dupla ligao em molecular de estireno fazendo com que elas se liguem entre si, como

mostra o mecanismo abaixo:

Decomposio por aquecimento do AIBN

CCN

CH3

CH3

N N C CN

CH3

CH3

2 CN C

CH3

CH3

N2

Polimerizao

5

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CH

CH2

+ c

N

CH3C3H

.

CH

C2H

.

CH

C2H.

+

CH

C2H.

C C

H

H H n

(Coutinho, Fernanda Margarida Barbosa Reaes de polimerizaes em cadeia: mecanismo ecintica. Editora Intercincia Ltda. Rio de Janeiro, 2006)

No possvel determinar a regularidade do polmero formado, ou seja, ou seja por qual

radical os monmeros ira se ligar, porm devido ao impedimentodo estireno, a polimerizao

cabea cauda mais comum.

Durante a polimerizao no conseguimos fazer com que o polmero alcanasse o estado

quebradio, isso pode ter sido causado pelo fato de alguns polmeros virem de fbrica com

inibidores de polimerizao, fazendo com que a reao no ocorresse por completo. Esses

inibidores so adicionados com o objetivo de evitar a polimerizao do monmero durante o

transporte ou armazenamento. Nesses casos necessrio efetuar uma lavagem do polmero antes do

incio da polimerizao. Essa lavagem pode ser feita com hidrxido de sdio (NaOH) e gua.

O acetato de etila contribui para purificao do poliestireno, pois solubiliza facilmente o

polmero, contudo a solubilidade do poliestireno em etanol ruim( porque)???, j a solubilidade doetanol no acetato boa. Assim quando o lcool adicionado o polmero precipita e os solventes e as

impurezas continuam em soluo.

CALCULOS

ESTIRENO

Massa Molecular Densidade Ponto de ebulio104 g 0.909g/mL

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Estireno

Massa obtida=1,30652 g

0.909 g de estireno --------------1 mL

x ----------------2 mLx=1.818 g

1mol ---------------- 104 g de estirenox ------------------- 1.818 g de estirenox= 0,01748 mol = 17,48 mmol

AIBN

Massa Molecular = 164,21 g/mol

1 mol de AIBN--------------164,21 gx-------------------------- 20 x10-3gx=1,218x 10 -4 mol = 0,218 mmol

Clculo do equivalente grama:

Quantidade de AIBN pela quantidade de estirenoEqg= n AIBN /n estireno

Eqg= 0,218 mmol/17,48 mmolEqg= 0,01247 eqg

Quantidade de catalisador( AIBN):0,01247 X 100%= 1,247 % de AIBN em estireno.

RENDIMENTO

CONCLUSO

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

http://www.bndes.gov.br 9:00

www.lume.ufrgs.com.br 11:00

www.tudosobreplasticos.com/polimerizacao/sintesePS.asp 10:17

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http://en.wikipedia.org/wiki/Azobisisobutyronitrile 10:36

Cincia dos polmeros 3 ed canevarolo Jr Artliber

Coutinho, Fernanda Margarida Barbosa Reaes de polimerizaes em cadeia: mecanismo ecintica. Editora Intercincia Ltda. Rio de Janeiro, 2006.

Mano, Eloisa Biasotto Introduo a polmeros. 2 Ed. Ver. e ampl. So Paulo: Editora Blucher,1999.

ALDRICH. Handbook of fine chemicals and laboratory equipament: 2003-2004.Brasil.

Densidade dos reagentes: (ALDRICH. Handbook of fine chemicals and laboratory equipament:2003-2004.)

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