As Técnicas de Polimerização

Técnicas de polimerização

→ Se o polímero é sólido (bolinha/macarrãozinho), viscoso, o formato, depende da técnica de polimerização. Você escolhe a técnica de acordo com os aparelhos disponíveis e com a aplicação. Depende também do polímero, nem todo polímero pode usar todas as técnicas.

(colocar todos do slide)

5- fatores tecnológicos etc: se a tecnologia utilizada para a polimerização daquele produto consegue ser realizado em escala industrial (e não só laboratorial)

7- se o custo está muito apertado e precisa fazer uma etapa a mais de polimerização vai encarecer ainda mais o produto, não é possível.

Para produção de polímero para fazer peça (ex. policarbonato para vidro) deve colocar em um molde.

Independente da técnica deve usar um reator de sinterização, o mais utilizado é o tipo canaleta, onde a água passa em volta do reator para resfriar, pois as reações são exotérmicas então se esquentar muito perde o controle da reação.

Itens do reator:

→ sistema aquecimento/resfriamento pela camisa do reator

→ sistema de agitação (“imperidor”+motor) para que a temperatura fique uniforme. 99% das reações de polimerização se utiliza o tipo tanque agitado.

Tipos de tanque agitado:

Tanque agitado aberto → tem um condensador, os gases que saem condensam e voltam para a reação, pressão ambiente.

Tanque agitado fechado → quando não tem o condensador tem uma válvula que controla a pressão (5 a 50 bar) (igual panela de pressão), a parede é 5x mais espessa do que a do aberto, é uma bomba se explodir acaba com o prédio. O monômero sairia pela válvula e perderia material porém é controlado. Tem um sistema de ‘casto’ o vapor sobe pelo casto e por dentro do tubo (que tem vários tubinhos menores dentro) e passa água em volta para resfriar (como um condensador de laboratório porém com os tubinhos dentro) [foto no cel]

Impelidor:

→ A escolha do tipo depende da viscosidade e do tipo do fluxo que você quer no reator.

tipo âncora → p/ mais viscosos pois raspa bem a parede e remove o calor do reator fazendo trocas térmicas, força muito o motor pois arrasta bastante líquido. 2 tipos de âncora, de fundo reto e que o fundo acompanha o fundo do reator, o 2º usa quando é muito muito viscoso.

Hélice marinha → utilizado para líquidos de baixa viscosidade

Mig → líquidos de baixa viscosidade, alta eficiência, força menos o motor

Portão→ líquidos de baixa viscosidade,

Rosca infinita → que fica na vertical enquanto o reator fica na horizontal utilizado quando quero manter o líquido e o sólido no meio em dispersão para que o sólido não vá para o fundo

+1 → para dispersão de argila, cerâmica, etc em líquido

~Ver em livro de operações unitárias~

[foto dos impelidores no celular, em ordem]

• Tanto para reator fechado quanto para aberto deve haver um controle de temperatura com um termopar.

p/ processo semi-contínuo→ 

• pode dosar monômero, monômero+solvente+aditivo, NaOH (para ver o subproduto formado na reação), vários aditivos
•  pode ter uma bomba de vácuo para fazer vácuo no reator e tirar alguma coisa do reator como subproduto ou solvente
•  Reator pode variar tamanho e diâmetro

• O reator é projetado para o tipo de polímero e técnica utilizada, porém é caro deve ter uma grande quantidade de polímero para compensar mudar o reator, por isso utiliza-se um reator que da para todos porém muda o impelidor, vai soldando barras para incrementar o impelidor mas cria um “frankstein” que não existe e não pode classificar porém funciona e o produto é obtido pois o produto foi desenhado em função do reator disponível, se pegar outra fórmula do produto não irá dar certo. Mesmo que o reator seja igual entre duas fábricas pode ser necessário fazer ajustes no processo, por exemplo, temperatura da água de resfriamento.
• Panela de pressão é um reator multipropósito, pode fazer várias coisas na panela, porém precisa lavar a panela antes. Pode utilizar um reator multiporpósito porém deve ser lavado para não contaminar o produto.

Aquecimento

• Para aquecimento até 100ºC utiliza vapor, o aquecimento é feito pela camisa para que não haja contato com o líquido que está dentro.
•  Para temperaturas mais altas, como 200ºC, utiliza-se óleo aquecido na camisa.

Quando o solvente é água você entra com vapor superaquecido para diminuir o tempo de aquecimento, porém o vapor condensa e vira água, não reage pois o solvente já é água porém a quantidade utilizada deve ser descontada.

As técnicas são divididas em sistema homogêneo e heterogêneo

Homogêneo

• única fase do início ao final da polimerização
•  Iniciador deve ser solúvel no monômero e/ou no solvente (em poliadição)
• No final tem solvente e polímero que continua homogêneo, quando o polímero formar independente da massa molar o solvente deve solubilizar o polímero.
• Utiliza-se solvente teta (bom solvente)

Exemplo: Polimerização em solução: exemplo: esmalte, o cheiro é do solvente utilizado para produzir o polímero, o polímero já é feito em meio de solvente e mandado para o fabricante de esmalte que coloca pigmento, anti-UV, etc.

Esmalte de portão, tinta base solvente, geralmente utiliza-se polímero alquídico.

p/ sistemas heterogêneos pode se utilizar um não solvente

Propriedades

• relacionadas com processo e estrutura molecular

→ Escolhendo o processo/técnica correta tem boas propriedades de aplicação  e boas propriedades microestruturais.

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