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Relatório de ciência e tecnologia dos materiais, Trabalhos de Química

Análise de teste de chama, solubilidade e densidade dos polímeros de teste

Tipologia: Trabalhos

2020

Compartilhado em 12/03/2020

pedro-afonso-mello
pedro-afonso-mello 🇧🇷

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RELATÓRIO: CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
I - IDENTIFICAÇÃO
DISCIPLINA: CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS POLÍMEROS PERÍODO: 5º
DATA: 04/03/2020
COMPONENTES:
1. Jeferson Pina Barbosa
2. Pedro Afonso Mello
II - ASSUNTO ABORDADO: identificação de polímeros
III - OBJETIVO DA ATIVIDADE: analisar e identificar as propriedades físico-químicas dos
polímeros através de testes de chama, solubilidade e densidade.
III - LEVANTAMENTO TEÓRICO: os polímeros apresentam grande importância para a
sociedade atual, devido a suas características que favorecem a formação de diversos materiais
que atendem a população. Suas características de cadeias longas, altas resistências químicas,
elétricas, térmicas e mecânicas são os pontos fortes para a utilização e comercialização desses
materiais. Entendendo como cada polímero funciona em determinadas condições impostas e
compreendendo suas características físico-químicas, possibilita-se a criação de produtos que
satisfazem determinadas áreas para fins logísticos.
Logo, a prática que foi realizada envolve testes para o entendimento de alguns atributos
dos polímeros analisados, dentre os quais se destacam o teste de chama, o teste de solubilidade
e o teste de densidade. Os resultados serão essenciais para o entendimento de suas estruturas,
atributos físico-químicos, e, principalmente, para identificar seus pontos fracos e suas melhores
aplicações.
IV - MÉTODOS: o procedimento experimental teve seu desenvolvimento baseado nas
características físico-químicas dos polímeros de análise, e para isso, os seguintes métodos foram
realizados:
Teste de chama: procedimento feito com a adição de calor nos polímeros para observar os
comportamentos dos materiais quando submetidos a essa condição
Teste de solubilidade: procedimento feito para a análise dos polímeros em diferentes
Engenharia Química Ciência e tecnologia dos polímeros 2020/1 Prof.ª Leticia Quinello
NOTA:
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RELATÓRIO: CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA I - IDENTIFICAÇÃO DISCIPLINA: CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS POLÍMEROS PERÍODO: 5º DATA: 04/03/ COMPONENTES:

  1. Jeferson Pina Barbosa
  2. Pedro Afonso Mello II - ASSUNTO ABORDADO: identificação de polímeros III - OBJETIVO DA ATIVIDADE: analisar e identificar as propriedades físico-químicas dos polímeros através de testes de chama, solubilidade e densidade. III - LEVANTAMENTO TEÓRICO: os polímeros apresentam grande importância para a sociedade atual, devido a suas características que favorecem a formação de diversos materiais que atendem a população. Suas características de cadeias longas, altas resistências químicas, elétricas, térmicas e mecânicas são os pontos fortes para a utilização e comercialização desses materiais. Entendendo como cada polímero funciona em determinadas condições impostas e compreendendo suas características físico-químicas, possibilita-se a criação de produtos que satisfazem determinadas áreas para fins logísticos. Logo, a prática que foi realizada envolve testes para o entendimento de alguns atributos dos polímeros analisados, dentre os quais se destacam o teste de chama, o teste de solubilidade e o teste de densidade. Os resultados serão essenciais para o entendimento de suas estruturas, atributos físico-químicos, e, principalmente, para identificar seus pontos fracos e suas melhores aplicações. IV - MÉTODOS: o procedimento experimental teve seu desenvolvimento baseado nas características físico-químicas dos polímeros de análise, e para isso, os seguintes métodos foram realizados:  Teste de chama: procedimento feito com a adição de calor nos polímeros para observar os comportamentos dos materiais quando submetidos a essa condição  Teste de solubilidade: procedimento feito para a análise dos polímeros em diferentes NOTA:

solventes para examinar e discutir o comportamento desses materiais. O etanol apresenta característica polar, assim como a acetona, porém menos polar que o álcool, e o hexano possui a característica apolar.  Teste de Densidade: procedimento feito a partir da alteração no volume de 10 mL de água na proveta ao adicionar o polímero, para assim poder calcular a densidade dos plásticos, com utilização da seguinte fórmula:  Equipamentos e materiais utilizados: béquer de 50 mL e 250 mL; polímeros para análise (NR, PEAD, PVC e ISOPOR); bico de Bunsen; colher de cerâmica; bastão de vidro; proveta de 50 mL; balança digital; solventes (Hexano, Etanol e Acetona). VI – RESULTADOS E DISCUSSÃO: através dos métodos e dos materiais listados acima, obteve- se os seguintes resultados e questionamentos: AMOSTRAS

TESTE DE

CHAMA

SOLUBILIDADE

HEXANO ETANOL ACETONA

PVC Termoplástico X X Muito pouco solúvel NR Termorrígido X X X PEAD Termoplástico pouco solúvel X Muito pouco solúvel EPS Termoplástico pouco solúvel X muito solúvel Tabela 1: Teste de chama e solubilidade dos polímeros.  PVC (Policloreto de vinila); a) Teste de chama: característica amorfa e termoplástica, onde a adição de energia térmica resulta na quebra de ligações secundárias da estrutura, liberando pequenas quantidades de ácido clorídrico gasoso e ocasionando o amolecimento do plástico. O contato direto com a chama ocasiona a combustão de cor amarela e vértice verde, com um odor característico de cloro. Entrando em contato a temperaturas mais elevadas, resultou-se na formação de coque, alterando visualmente a cor do PVC de transparente para um tom mais escuro e turvo. b) Solubilidade: não apresentou solubilidade relevante e nem mudança de estado nos 3 solventes de análise, devido a sua alta resistência a reações químicas. Porém, é inadequado para uso em contato com hidrocarbonetos aromáticos, cetonas, clorados, compostos nitrosos, ésteres e ésteres cíclicos, provocando amolecimento ou inchamento intenso.  PEAD (Polietileno de alta densidade); a) Teste de chama: característica semicristalina e termoplástica, onde a adição de energia

baixa solubilidade em hexano, com leve corrosão do material, devido a semelhança de polaridade e sua interação nas ligações do poliestireno, porém menos reativa em relação a acetona. Não apresentou solubilidade relevante com o etanol, mas resultou num leve amolecimento do material devido a pouca interação do solvente com as ligações do poliestireno. Tabela 2: Massas e volumes dos polímeros analisados Após analisar as massas medidas na balança e a alteração de volume nas provetas, cada plástico apresentou diferentes elevações na água na proveta (NR utilizado em etanol) possibilitando o cálculo da densidade de cada plástico. O volume do sólido representado na tabela acima foi usado para encontrar a densidade do polímero analisado, cuja fórmula está representada no tópico “métodos”. Comparando com valores na literatura e calculando o erro absoluto entre os valores medidos e teóricos. Tabela 3: Comparação entre a densidade medida e a da literatura dos plásticos de análise. *obs: Limite de erro absoluto estabelecido em 10%. Nota-se um grande erro no valor do PVC devido a erros de perspectiva visual em análise na graduação da proveta, enquanto os valores encontrados na NR, PEAD e ISOPOR foram mais precisos. VII – CONCLUSÃO: após os experimentos realizados nesta prática, percebeu-se que os polímeros analisados (PVC, NR, PEAD e ISOPOR) apresentaram algumas características correlativas, onde a solubilidade dos materiais nos solventes não foram muito efetivas, com AMOSTRAS Massa sólido (g) Volume proveta (mL) Volume proveta

  • sólido (mL) Volume sólido (mL) PVC 0,7993 10 10,8 0, NR 0,3877 10 10,4 0, PEAD 0,953 10 11 1 EPS 0,0075 10 10,01 0, AMOSTRAS

DENSIDADE

LITERATURA(g/mL)

DENSIDADE MEDIDA

(g/mL)

ERRO(%)

PVC 1,19 1,00 16%

NR 0,93 0,97 4%

PEAD 0,97 0,95 2%

EPS 0,792 0,75 5%

exceção do ISOPOR e PEAD que apresentaram resultados visuais mais relevantes. No teste de chama a maioria dos polímeros demonstraram um comportamento termoplástico, favorecendo a reciclagem do material e a manipulação de suas estruturas para o molde e formação de novos equipamentos, com exceção do NR que apresentou comportamento termorrígido e elastômero. No teste de densidade, obtiveram análises próximas da faixa de erro proposta, mas era previsto tal dificuldade pelo experimento depender de uma análise visual humana, aumentando o erro de medição na graduação da proveta. VIII – REFERÊNCIAS:

  1. ADS PIPE. TECHINICAL NOTE: Chemical Resistance of Polyethylene and Elastomers Disponível em: https://www.ads-pipe.com/sites/default/files/Chemical_Resistance_PE- Elastomers_%28Tech_Note_A4.01%29.pdf Acesso em: 8 mar. 2020.
  2. DOMINIQUE DUTSCHER. CHEMICAL RESISTANCE Disponível em: https://www.dutscher.com/data/pdf_guides/en/CCTPPA.pdf Acesso em: 8 mar.
  1. BRASKEM. BOLETIM TÉCNICO: RESISTÊNCIA QUÍMICA DOS COMPOSTOS DE PVC. Disponível em: https://www.braskem.com.br/Portal/Principal/Arquivos/html/boletm_tecnico/ Tabela_de_Resistencia_Quimica_dos_Compostos_de_PVC.pdf Acesso em: 8 mar. 2020.
  2. BRASKEM. BOLETIM TÉCNICO: RESISTÊNCIA QUÍMICA DOS COMPOSTOS DO POLIETILENO. Disponível em: https://www.braskem.com.br/Portal/Principal/Arquivos/html/boletm_tecnico/Resistencia_quimica %20_PE.pdf Acesso em: 8 mar. 2020.
  3. REPOSITORIO UFSCAR. DESENVOLVIMENTO DE NOVOS COMPOSTOS DE BORRACHA NATURAL A PARTIR DA DESVULCANIZAÇÃO EM EXTRUSORA COM ROSCA DUPLA. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/bitstream/handle/ufscar/9057/DissRB.pdf? sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 4 mar. 2020.