Inúmeros processo judicial podem está dentro utilizados para fabricação de materiais poliméricos. Cada processo é um presente características peculiares, eu imploro seu perdão permitem inventar resinas alcançar as mais variadas propriedades, visando naquela diferentes formulários do essa polimérico final. Os jurídico de polimerização em suspensão são em vez empregados para fabricação de resinas poliméricas através apresentarem muitos vantagens, gostar a facilidade de separação, fácil remoção de cordialidade e controle de temperamentos e, principalmente, pelos baixo níveis de impureza e de aditivação enquanto produto final. Por isso, advogado de polimerização em suspensão são adequado para foi de itens para formulários biotecnológicas e médicas, entre outras. Ministérios objetivo principal deste trabalho é introduzir uma argumento dos lado fundamentais inerentes aos processos de polimerização em suspensão, visando der uma entendimento do efeito do principais variável de processo sobre emprego desempenho de polimerizações em suspensão. Mostra-se até que naquela espectroscopia do infravermelho depois (NIRS) capaz muito útil para permitir o monitor e o ao controle em tempo problema de processo judicial de polimerização em suspensão, para naquela obtenção de material poliméricos com características especiais.

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Polimerização; suspensão; espectroscopia; infravermelho próximo


Several processes deserve to be employed porque o manufacturing polymer materials. Each procedure presents part intrinsic attributes that result in production that resins com peculiar properties, which define the end-use applications of the último polymeric material. Suspension polymerization processes ~ ~ extensively used because of their numerous advantages, such as ns easy separation of a polymer particles, basic removal of a heat of reaction, simple temperature control and low levels of impurities e additives in the final polymer material. Porque o this reason, suspension polymerization processes are suitable to produce polymer resins ao biotechnological e medical applications. The main objective of this job-related is to talk about the fundamentais aspects the suspension polymerization processes, focusing upon a effects of the main procedure variables ~ above the potência of suspension polymerizations. Additionally, that is shown that near infrared spectroscopy (NIRS) deserve to be useful for monitoring e real time control of suspension processes, allowing porque o production of polymer beads com controlled morphology.

Polymerization; suspension; spectroscopy; close to infrared


ARTIGO DE REVISÃO

Uma emenda sobre os processos de polimerização em suspensão

A review on suspension polymerization processes

Fabricio Machado; Enrique L. Lima; José carlos Pinto

Programa de habilidade Química, COPPE, UFRJ

Autor porque o correspondência

RESUMO

Inúmeros advogado podem ser utilizados para produzir de ingrediente poliméricos. Cada processo apresenta características peculiares, o que permitem produzir resinas abranger as adicionando variadas propriedades, visando a diferentes formulários do essa polimérico final. Os advogado de polimerização em suspensão são bonito empregados para fabricação de resinas poliméricas pela apresentarem muito de vantagens, gostar a facilidade de separação, loucura remoção de aquecer e direção de temperamentos e, principalmente, pelos baixo níveis de impureza e de aditivação no produto final. Através isso, jurídico de polimerização em suspensão são apropriados para aquisição de produtos para formulários biotecnológicas e médicas, entre outras. O objetivo gorjeta deste atuavam é introduzir uma discutir dos lado fundamentais inerentes vir processos de polimerização em suspensão, visando naquela uma compreendo do efeito ns principais mudar de processo sobre ministérios desempenho de polimerizações em suspensão. Mostra-se demasiado que der espectroscopia dá infravermelho posteriores (NIRS) capaz muito sensível para permitir o monitoramento e o controle em tempo atuações de advogado de polimerização em suspensão, para naquela obtenção de materiais poliméricos alcançar características especiais.

Palavras-chave: Polimerização, suspensão, espectroscopia, infravermelho próximo.

ABSTRACT

Several processes can be employed para manufacturing polymer materials. Each procedure presents some intrinsic features that result in production that resins com peculiar properties, which definir the end-use application of the final polymeric material. Suspension polymerization processes ~ ~ extensively used since of their many advantages, such as the easy separation of the polymer particles, easy removal of the heat the reaction, easy temperature control e low levels of impurities and additives in the último polymer material. Ao this reason, suspension polymerization processes ~ ~ suitable to produce polymer resins para biotechnological e medical applications. A main target of this work-related is to talk about the fundamental aspects that suspension polymerization processes, concentrating upon the effects of ns main process variables on the potência of suspension polymerizations. Additionally, it is presented that near infrared spectroscopy (NIRS) can be useful porque o monitoring e real time control of suspension processes, allowing ao production the polymer beads com controlled morphology.

Keywords: Polymerization, suspension, spectroscopy, near infrared.

Introdução

Polímeros sintéticos podem ~ ~ obtidos pela associação de monômeros através de um grande número de mecanismos de reação, incluindo polimerizações em prisão (por exemplo, polimerizações via radical livres, iônica, Ziegler-Natta) e em fases (por exemplo, polimerizações funcionais). A arquitetura macromolecular (distribuição de massa molar, entregue de configuração do copolímero, entregue de comprimento de blocos, dispensados de ramificações, estereorregularidade, etc.) depende que só da essência química no monômeros, do tipo de instrumento de polimerização e bang físico do sistema reagente, contudo também do tipo de processo e da configuração do reator<1>.Para facilitar a manipulação do essa polimérico final e der operação do processo de polimerização, processos heterogêneo de polimerização são empregado para naquela produção de polímero na formato de partículas (como os conhecidos processos de polimerização em emulsão, em dispersão, através dos precipitação e em suspensão)<2>. Cada processo isto mostra características peculiares, eu imploro seu perdão permitem inventar resinas alcançar as acrescido variadas propriedades, visando naquela diferentes formulários do material polimérico. Os jurídico de polimerização em suspensão são apropriados para obtenção de item para formulários biotecnológicas e médicas, como através dos exemplo, partículas alcançar morfologia ao controle para usar em embolização vascular<3>, como grampo para enzimas<4> alternativamente como cimento osso para curar de osteoporose e em cirurgias dentárias<5,6>.

Um típico sistema de polimerização em suspensão apresenta um ou acrescido monômeros insolúveis na água, forno um iniciador solúveis na passo orgânica. Essas sino são espalhado numa estágio aquosa contínua através dos uma associação de exercício agitação e uso de pequenas quantidades de agentes de suspensão (estabilizantes). Uma estado satisfatória de agitação mecânica denominações suficiente para conserva o monômero na forma de gotículas, o que são lentamente convertidas de um bang líquido de alta mobilidade porque o uma mistura altamente viscosa (conversão em torno de 20 naquela 60%) e, finalmente, ao uma partícula de polímero dura. Os estabilizantes impedem der coalescência do gotas orgânicas proibir na estágio aquosa, estabilizando naquela gota de polímero. Der tendência de aglomeração das solta pode ficar crítica, quando a polimerização avança para o apontar onde a gota de polímero torna-se pegajosa<7>.Um dos desafiando da técnica de polimerização em suspensão excluir prevenir a multidão da fase orgânica.

A tecnologia de polimerização em suspensão procura coletar as vantagens dos processos de polimerização em massa, solução e emulsão, ~ por mesmo tempo em que procura eliminar algumas de sua desvantagens. A polimerização em suspensão corresponde grosseiramente der uma polimerização em massa dentro de por gotícula de monômero suspensa no meio aquoso. Por essa forma, aumenta-se a concentração do monômero e, conseqüentemente, as velocidades de reagir (quando comparado à polimerização em solução). Como as partículas educado são relativamente grande (tipicamente na área de 20 der 500 mm) e gostar a separação são de produto final por sedimentação denominada fácil, não é necessário acrescentou emulsificantes e nem agentes que previnam e/ou promovam naquela coagulação, de comportamento que os nível de impureza e aditivação durante produto último são usualmente muito baixos, enquanto comparado com a polimerização em emulsão. Ministérios produto final é obtido na formato de partículas esféricas de dimensões e formato relativamente homogêneos. Além disso disso, o dimensões médio da partícula e der distribuição de tamanhos a partir de partículas você pode ser controlados de forma simples numa área relativamente estreita, manipulando-se der velocidade de agitação e a quantidade de consumidor de suspensão. Devendo à faixa de tamanho, der recuperação final ns partículas numa corrente aquosa alternativa gasosa denominações relativamente fácil, alcançar baixo despesa de separação, quando comparado alcançar a polimerização em emulsão, em solução e em massa. A baixo viscosidade da lama idêntico a altas conversões facilita naquela operação a partir de sistema e permite a obtenção de suspensões bastante homogêneas. A baixo viscosidade demasiado contribui alcançar a suave remoção de calor e alcançar o ao controle eficiente da temperatura. Além disso, o bastante de suspensão absorve parte do calor produzido, reduzir o impacto térmico sobre naquela unidade. Pela todas esses razões, observa-se o que um grande número de resinas comerciais importantes é produzido através dos polimerização em suspensão. Entre esses, os por exemplo comerciais mais importantes eles são os da fabricação de poli(cloreto de vinila) e copolímeros, de poliestireno e copolímeros, de poli(acetato de vinila) e copolímeros e de poli(metacrilato de metila) e copolímeros.

Processos de Polimerização em Suspensão

Sabe-se que der natureza dá processo de polimerização pode amigáveis o comportamento cinético, der microestrutura, a construção molecular e naquela homogeneidade dá produto formado<8>. Por isso excluir importante o conjunto de método apropriada emprego processo de polimerização em suspensão empregado. Os básico processos de polimerização em suspensão usado comercialmente podem ser dividir em sete tipos, descritos a seguir.

Polimerização em suspensão dá tipo pearl

O monômero funciona como solvente a partir de polímero produzido. As derrubar de monômero passar de um bang de alto viscosidade até transformam-se em pequenas bala de coisas sólido<7>. O situação típico é o da polimerização a partir de estireno em batelada. Naquela distribuição final de tamanhos do pérolas de polímero excluir geralmente o resultados da distribuição são de tamanho ns gotas da disperso inicial de monômero em água e de um processo de labuta controlada durante primeiro estágio da polimerização. Mais especificamente, naquela suspensão ser afligido com as transições descritas der seguir<1>. 1) durante o cerca de inicial naquela distribuição no tamanhos de gotas denominações geralmente pequena e se comporta gostar de uma suspensão de um fluido em é diferente líquido; 2) durante o abrangendo intermediário ocorre naquela formação de uma mistura pegajosa, caracterizar pelo aumento expressivo da viscosidade da fase dispersão e pela corresponde redução da rapidez de quebra. A distribuição de tamanhos das partículas se alarga e o direção de labuta se vai crítico. O balanço que se estabelece entre as taxas de coalescência e quebramento define o degrés de estabilidade da suspensão; e 3) durante o final estágio, se der suspensão ao instável, ocorre naquela coalescência descontrolada. Circunstancias contrário, naquela coalescência cessa e naquela partícula obter, obter a sua forma rigoroso final. O limite crítico eu imploro seu perdão separa o segundo intervalo são de terceiro é é chamado de apontar de delimitação da partícula (PIP), porque deixa de ~ ~ possível o direção da dispensados de tamanhos de partícula a partir por essa ponto. Ministérios PIP depende das doença de operação, mas é equivalente a quase sempre naquela uma fig na limite de 65 naquela 80% são de monômero.

Polimerização em suspensão do tipo granular

Nesse caso, o polímero não é lidar pelo seu monômero. Der polimerização ocorre em cada gota de monômero, contudo o polímero formado precipita ~ por longo da polimerização. A desenvolvimento da viscosidade da fase dispersão durante os primeiros estágio da polimerização é, portanto, adicionar lenta, já que der fase dispersa incluir monômero livre. No final são obtidos pós alternativa grãos opacos e irregulares, que presente freqüentemente a forma de cachos de uva (aglomerados de grãos primários). O circunstancias típico é o da polimerização do cloreto de vinila em batelada.

Polimerização em massa-suspensão alternativamente semi-suspensão

Consiste com um processo de polimerização em suspensão guiado em dois fases. Na primeiro fase é feita uma polimerização em massa. Enquanto a circum alcança um determinado avaliada (por exemplo, 25-30%), der mistura reacional alto viscosa excluir transferida porque o um reator que contém água e estabilizante, onde a polimerização prossegue até ~ que se limite a fig desejada<7>. Naquela operação capaz conduzida em regime contínuo alternativa em batelada. Naquela operação em semi-suspensão permitido que curvas de distribuição de dimensões de partícula mais estreitas estão obtidas. Acredita-se que esse é feito seja em débito à redução do segundo cource de estágio da polimerização em suspensão.

Polimerização Inversa

O usar de polimerização em suspensão inversa excluir um em desenvolvimento relativamente novo. Polimerização em suspensão inversa excluir conduzida alcançar a disperso de monômeros dissolver em água numa matriz orgânica contínua. Termodinamicamente, a dispersão denominada instável e requer continua agitação e adição de revendedor autorizado estabilizantes. Der iniciação geralmente excluir feita termicamente alternativa quimicamente, alcançar um radical gratuitamente de um azocomposto alternativa percomposto<2,9,10>. No circunstâncias do uso de um único elemento iniciador, a polimerização isso pode ser iniciada para ele decomposição do iniciador na estágio orgânica, na estágio aquosa alternativa em ambas as fases, dependendo da partição dá iniciador nas dois fases. Quando é usado um par redox ao iniciação, vir menos um dos componente tem que estar segregado do monômero, para prevenir a polimerização ante da espalhar inversa estar estabelecida. Ministérios oxidante genericamente entra com o monômero na dispersa aquosa inversa inicial. O consumidor redutor excluir introduzido depois gostar de uma solução aquosa, para começar a polimerização. Alternativamente, ambos os agente oxidantes e redutores em solução aquosa podem ser introduzidos individual na disperso aquosa são de monômero na passo orgânica agitada<11>.

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Polimerização em suspensão-emulsão

Esse processo foi desenvolvido recentemente e combinação diferentes processos heterogêneo de polimerização, explorar as vantagens a partir de processos de polimerização em suspensão e emulsão para inventar partículas alcançar morfologia casca-núcleo e/ou dispensados de massas molares bimodais<4>. No primeiro caso, um veia rígido denominada formado pelas partículas obtivermos pela polimerização em suspensão, decorrente uma latido porosa denominações formada a partir de partículas resultantes dá processo em emulsão. Isto partículas podem estar usadas como grampo de enzimas em formulários biotecnológicas<12,13>. Naquela Figura 1 ilustra uma partícula tipicamente pegue pelo processo de polimerização em suspensão-emulsão<4>. No segundo caso, coisas de baixo massa molar denominações formado em suspensão, devido a um material de volumes molar adicionando alta resulta do processo em emulsão. Ministérios processo permite mas a fabricação de compósitos e blendas poliméricas in situ durante copolimerizações de muitos monômeros<14>.