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ESTABILIZAÇÃO DE POLÍMEROS. Estabilização Preventiva (ou estabilização interna). Estabilização por Aditivação. Estabilização por Aditivação. Estabilização por Aditivação. Mecanismo de Ativação dos Estabilizantes. Antioxidantes Primários. Antioxidantes Primários. Antioxidantes Primários. - PowerPoint PPT Presentation
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ESTABILIZAÇÃO ESTABILIZAÇÃO DE DE
POLÍMEROSPOLÍMEROS
Prevenção e/ou controle dos Processos de degradação
SÍNTESE
COMPOSIÇÃO
PROCESSAMENTO
USO FINAL
Estabilização Preventiva
Estabilização por Aditivação
Estabilização PreventivaEstabilização Preventiva(ou estabilização interna)(ou estabilização interna)
Na síntese: escolha de monômeros de alta pureza
processos especiais de polimerização
minimização dos resíduos e impurezas
copolimerização com comonômeros auxiliares de alta estabilidade
Métodos pós-polimerização: reações químicas que eliminamou reduzem os sítios mais suscep-tíveis aos ataques de agentes de-gradantes
Exemplos: Cloração do PVC e a hidrogenação de polímeros diênicos
Estabilizantes Embutidos na Cadeia Polimérica
Estabilizantes reativos capazes de se fixar nas cadeias do polímeroatravés de ligações químicas primárias. Os grupos laterais destes estabilizantes podem, por exemplo, atuarcomo antioxidantes.
Estabilização por AditivaçãoEstabilização por Aditivação
Critérios de desempenho / Restrições de aplicabilidade
(em relação ao aditivo estabilizante)
Inerente estabilidades térmica e à luz
não deve degradar facilmente em presença de O2, umidade e microorganismos
adequada capacidade de mistura e boa compatibilidade
elevada permanência / baixa volatilidade
efeitos no comportamento reológico / propriedades mecânicas
atoxicidade (quando necessário)
não causar opacidade / manchamento / alteração de cor
RELAÇÃO CUSTO / BENEFÍCIO
Estabilização por AditivaçãoEstabilização por Aditivação
Estabilização por AditivaçãoEstabilização por Aditivação
Mecanismo de Ativação dos Mecanismo de Ativação dos EstabilizantesEstabilizantes
Antioxidantes primários
Antioxidantes secundários (decompositores de ROOH)e desativadores de metais
Agentes de ocultação ou "filtros"
Absorvedores de radiação UV
Dissipadore de Estado Excitado
Estabilizantes à luz do tipo HALS
Antioxidantes PrimáriosAntioxidantes Primários
Interceptam radicais livres (POO , PO , etc) que propagam a degradaçãooxidativa
Antioxidantes primários doadores de hidrogênioGeralmente são fenóis estericamente impedidos
Por exemplo:
CH3HO BHT
Antioxidantes PrimáriosAntioxidantes Primários
Mecanismo de ação dos antioxidantes
Exemplo: BHT (butilhidroxitolueno)
Mecanismo de ação dos antioxidantes
Exemplo: BHT (butilhidroxitolueno)
(H C) C3 3
OHC(CH )3 3R. + RH +
C(CH )33
.O(H C) C
3 3C(CH )3 3
estabilizado
3 3C(CH )
Antioxidantes Antioxidantes PrimáriosPrimários
33 C(CH )33(H C) C
O.
.O(H C) C
3 3C(CH )3 3 33 C(CH )33(H C) C
O
.
.O
(H C) C3 3C(CH )3 3 33 C(CH )33
(H C) CO
.
Radical estabilizado
RO.2
33 C(CH )33(H C) C
O
.
RO2 (o,p)
R
R
O(H C) C C(CH )3 3
3 3C(CH )
3 3C(CH )3 3C(CH )
3 3C(CH )3 3C(CH )
3 3C(CH )3 3C(CH )
(o,p)
3 3
BHTBHTAntioxidantes PrimáriosAntioxidantes Primários
Antioxidantes PrimáriosAntioxidantes Primários
Antioxidantes PrimáriosAntioxidantes Primários
p – fenileno-p – fenileno-diaminasdiaminas
-Menor custoMenor custo
-Melhor Melhor controle de controle de difusão, difusão, variando R1 e variando R1 e R2.R2.
Antioxidantes PrimáriosAntioxidantes Primários
Antioxidantes PrimáriosAntioxidantes Primários
Antioxidantes PrimáriosAntioxidantes Primários
Antioxidantes SecundáriosAntioxidantes Secundários
Decompositores de Decompositores de hidroperóxidoshidroperóxidos
(Antioxidantes secundários)(Antioxidantes secundários)
1. Fosfito orgânico
(ArO)3P + ROOH (ArO)3PO + ROH
fosfito fosfato
2. Tioéter
(R1)2S + ROOH (R1)2SO + ROH (1ª etapa)
Desativadores de metais
Neutralizam o efeito degradante de metais que promoveriam a decomposição de hidroperóxidos em radicais livres ativos
derivados da hidrazina e da hidrazona
(formação de quelatos metálicos)
Decompositores de Decompositores de hidroperóxidoshidroperóxidos
(Antioxidantes secundários)(Antioxidantes secundários)
Decompositores de Decompositores de hidroperóxidoshidroperóxidos
(Antioxidantes secundários)(Antioxidantes secundários)
Decompositores de Decompositores de hidroperóxidoshidroperóxidos
(Antioxidantes secundários)(Antioxidantes secundários)
Decompositores de Decompositores de hidroperóxidoshidroperóxidos
(Antioxidantes secundários)(Antioxidantes secundários)
Decompositores de Decompositores de hidroperóxidoshidroperóxidos
(Antioxidantes secundários)(Antioxidantes secundários)
Decompositores de Decompositores de hidroperóxidoshidroperóxidos
(Antioxidantes secundários)(Antioxidantes secundários)
Agentes de ocultaçãoAgentes de ocultação(light screens)(light screens)
Evitam a penetração da radiação ultravioleta, Evitam a penetração da radiação ultravioleta, refletindo ou absorvendo as radiações UV da luz refletindo ou absorvendo as radiações UV da luz solarsolar
Geralmente são pigmentos opacos: TiOGeralmente são pigmentos opacos: TiO22, ZnO, , ZnO, FeFe22OO33 e negro de fumo (também é um e negro de fumo (também é um aprisionador de radicais)aprisionador de radicais)
Estabilização por revestimentoEstabilização por revestimentoAbsorvedores de luz ultravioleta
Eliminam ou reduzem o processo fotodegradativo, não permitindo a absorçãoda luz UV por parte dos cromóforos presentes nas cadeias poliméricas.
Benzofenonas:
C
OOH
C
O
OC8H17
Cyasorb UV 531 (Cytec)
Chimassorb (Ciba-Geigy)
Benzotriazóis
N
N
N
HO HO
N
N
N
Cl
C(CH3)3
CH3
Tinuvin 326 (Ciba)
Dissipadores de estado excitado "quenchers"
R1 C
O
R2hv
R2
O
CR1
*
R2
O
CR1
*
+ Q R2
O
CR1 + Q*
Q* Q + calor
dibuliditiocarbamato de níquel
CH3(CH2)3
NC
S
SCH3(CH2)3
-
2
Ni
Estabilizante à luz do tipo Aminas Estericamente Impedidas (HALS)
NHhv
NOP
NOPPOO
NO + POOP
HN
CH3H3C
CH3H3C
O C
O
(CH2)4
2
Tinuvin 770