Análise térmica aplicada ao estudo de degradação catalítica de polímeros sobre materiais mesoporosos

• Processo: 98/16157-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 1999
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2003
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Massao Ionashiro
• Beneficiário: Sulene Alves de Araujo
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Assunto(s): Análise térmica Pirólise Polímeros (química orgânica) Polietileno Catalisadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Analise Termica | Degradacao Catalitica | Materiais Mesoporosos | Polimeros

Resumo

No presente trabalho foi avaliado o processo de degradação catalítica do polietileno de alta densidade (PEAD) usando catalisadores nanoporosos do tipo MCM-41, A1-MCM-41 e H-A1MCM-41, através de análise térmica e pirólise acoplado a cromatografia a gás e espectrometria de massa. Os catalisadores foram obtidos pelo método hidrotérmico. A Termogravimetria mostrou-se uma ferramenta rápida e eficiente para estudar a atividade da peneira molecular MCM-41 na degradação do polietileno de alta densidade (PEAD). Desta forma a perda de massa para a mistura reacional (PEAD/MCM-41) foi determinada e comparada para a amostra pura de PEAD. Por meio das curvas TG e termogravimétricas derivadas foi possível identificar as faixas de temperaturas do processo de degradação PEAD. A cinética de degradação do PEAD foi estudada empregando o método de Flynn/Wall, para verificar a influência da MCM-41 no processo de degradação do polímero. O gráfico da razão de aquecimento versus a recíproca da temperatura para os diferentes percentuais de conversões, possibilitou a determinação da energia de ativação calculada a partir do coeficiente angular da reta. Através das curvas integrais obtidas para as amostras de PEAD puro e misturado aos materiais MCM-41; A1-MCM-41 e H-A1MCM-41, em atmosfera de nitrogênio com razões de aquecimento de 5, 10 e 20ºC/min, foi determinado que os valores de energia de ativação para o processo de degradação do PEAD com e sem catalisador obedece a seguinte ordem: PEAD > MCM-41 > H-A1MCM-41 > A1-MCM-41, evidenciando que os materiais que possuem acidez de Lewis são menos eficientes no processo de degradação do que aqueles que apresentam sítios ácidos de Bronsted (H-A1MCM-41). A pirólise do PEAD sem catalisador produz uma larga faixa de hidrocarbonetos (C3-C27); enquanto que na presença dos materiais nanoporosos, foram obtidos hidrocarbonetos nas faixas de gases leves (C2-C5); gasolina (C6-C9) e destilados médios (C10-C14), evidenciando que o mecanismo de pirólise é uma função do sistema de poro e as propriedades ácidas. (AU)