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Minicursos CRQ-IV - 2010

polmeros na formulao de tintas

Conselho Regional de Qumica IV Regio (SP) Apoio: Caixa Econmica Federal

EMULSIFICANTES OU SURFACTANTESEMULSIFICANTES OU SURFACTANTES

Os agentes emulsificantes (ou surfactantes) so substncias adicionadas s emulses para aumentar a sua estabilidade tornando-as razoavelmente estveis e homogneas.

A molcula de um emulsificante possui uma parte polar (compatvel com a gua) e outra apolar ( compatvel com o polmero).

Exemplo: Lauril ter Sulfato de Sdio (Genapol).

So fundamentais para o processo de polimerizao em emulso.

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polmeros na formulao de tintas

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Interfereno

tamanho dapartcula

Interfereno

tamanho dapartcula

Gera oIncio daReao

Gera oIncio daReao

Ponte de transferncia

entreIniciador eMonmeros

Ponte de transferncia

entreIniciador eMonmeros

Por serPolar

No Polar

Por serPolar

No Polar

ConcentraoMnima de

Emulsificantep/formar a

Micela

ConcentraoMnima de

Emulsificantep/formar a

Micela

CMCConcentrao

MicelarCrtica

CMCConcentrao

MicelarCrtica

Outraparteforma

MICELAS

Outraparteforma

MICELAS

QuandoAdicionado a

gua sedissolve

parcialmente

QuandoAdicionado a

gua sedissolve

parcialmente

Por serPolar

No Polar

Por serPolar

No Polar

EMULSIFICANTES OU SURFACTANTESEMULSIFICANTES OU SURFACTANTES

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Um emulsificante, quando adicionado gua, se dissolve parcialmente, enquanto a outra parte forma as chamadas micelas.

A Concentrao Micelar Crtica (CMC), a concentrao mnima do emulsificante necessria para formar a micela;

A CMC uma caracterstica importante de um determinado emulsionante.

0,19Dioctil-sulfossuccionato de sdio

0,40Dodecil-benzeno-sulfonato de sdio

0,56lcool laurlico + 4 OE sulfato de sdio

1,1lcool laurlico + 2 OE sulfato de sdio

2,2Lauril-sulfato de sdio

0,12Nonil-fenol + 30 OE

0,041Nonil-fenol + 15 OE

0,026Nonil-fenol + 10 OE

0,040lcool Laurlico + 6 OE

CMC (g/litro)EMULSIFICANTE

Reao de um lcool ou fenol com xido de etileno, obtendo-se os nonil-fenois com n mols de xido de etileno (OE)

EMULSIFICANTES OU SURFACTANTESEMULSIFICANTES OU SURFACTANTES

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INICIADORESINICIADORES

Tamanhode

Partculae PM

Tamanhode

Partculae PM

Mantera

polimerizao

Mantera

polimerizao

Iniciara

polimerizao

Iniciara

polimerizao

Responsveispor gerarradicaislivresnos

monmeros

Responsveispor gerarradicaislivresnos

monmeros

FUNESFUNES

Ateno: dosagem rpida pode gerar grumos

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O processodos outros iniciadores semelhante

PERXIDOSORGNICOS

PERXIDOSORGNICOS

PERXIDODE

HIDROGNIO

PERXIDODE

HIDROGNIO

PERSULFATODE

POTSSEO

PERSULFATODE

POTSSEO

PERSULFATODE

AMNIO

PERSULFATODE

AMNIO

PERSULFATODE

SDIO

PERSULFATODE

SDIO

TIPOSTIPOS

INIC

IADO

RES

INIC

IADO

RES

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REDU

TORE

S E

REDU

TORE

S E

CATA

LISA

DORE

S

CATA

LISA

DORE

S

MetaBissulfitode Sdio

MetaBissulfitode Sdio

SULFITODE

SDIO

SULFITODE

SDIO

Tiosulfatode

Sdio

Tiosulfatode

Sdio

REDUTORESREDUTORES

ACETATODE

COBALTO

ACETATODE

COBALTO

SULFATOFERROSO

AMONIACAL

SULFATOFERROSO

AMONIACAL

SULFATOFERROSO

SULFATOFERROSO

CATALISADORESCATALISADORES

So substncias utilizadas, em alguns casos, em conjunto com os iniciadores para facilitar a ao destes na formao dos radicais livres.

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lcool polivinlico

COMPOSTOSALTO PM ESOLVEISEM GUA

COMPOSTOSALTO PM ESOLVEISEM GUA

ALCOOLPOLIVINILICO

ALCOOLPOLIVINILICO

OU EMCONJUNTO

COM ELE

OU EMCONJUNTO

COM ELE

USADOCOMO

ALTERNATIVAAO

EMULSIFICANTE

USADOCOMO

ALTERNATIVAAO

EMULSIFICANTE

AGENTEESTABILIZADOR

PARAEMULSES

POLIMRICAS

AGENTEESTABILIZADOR

PARAEMULSES

POLIMRICAS

COLIDEPROTETOR

COLIDEPROTETOR

COL

COL

IDE P

ROTE

TOR

IDE P

ROTE

TOR

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PERFIL DO PROCESSO DE POLIMERIZAPERFIL DO PROCESSO DE POLIMERIZAO EM EMULSOO EM EMULSO

1. O processo de fcil controle;

2. A emulso em si pode ser usada diretamente sem que haja necessidade de operaes posteriores polimerizao;

3. A viscosidade da emulso relativamente baixa e independe do peso molecular do polmero;

4. impossvel obter altos pesos moleculares sem que seja necessrio diminuir a velocidade da polimerizao.

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REAREAO DE POLIMERIZAO DE POLIMERIZAO POR ADIO POR ADIOO

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FLOCULAO

QUEBRAEMULSO

SEDMENTAO

DEPENDEDE TRS

FENMENOS

ESTABILIDADE DE UMA EMULSOESTABILIDADE DE UMA EMULSO

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FATORES QUE FAVORECEM A ESTABILIDADE DE UMA FATORES QUE FAVORECEM A ESTABILIDADE DE UMA EMULSOEMULSO

1. Partculas pequenas: partculas grandes so menos estveis devido a sua menor razo de rea/volume;

2. Viscosidade alta: diminui as colises retardando a floculao e sedimentao.

3. A quantidade de emulsificante interfere no tamanho de partcula CMC: Concentrao Crtica de Micelas Concentrao abaixo do CMC

Formao de grandes micelas Maior tamanho de partcula Maior peso molecular Emulso heterognea.

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ETAPAS DA FORMAETAPAS DA FORMAO DO FILME OU DA PELO DO FILME OU DA PELCULACULA

1. A formao da pelcula ocorre atravs da coalescncia Fenmeno fsico, no envolve alterao da natureza qumica.

2. diferente da secagem das lacas: Nas lacas, o polmero est dissolvido em solventes adequados. Nas emulses, as partculas polimricas esto dispersas no meio

aquoso.

3. Esta disperso estvel devido: Presena de emulsionantes na superfcie das partculas. Presena de colides em alguns casos.

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4. Na formao do filme, a gua eliminada pelo sistema atravs:

Evaporao(fenmeno da superfcie), Absoro pelo substrato que est sendo revestido

ETAPAS DA FORMAETAPAS DA FORMAO DO FILME OU DA PELO DO FILME OU DA PELCULACULA

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5. Quando a maior parte da gua tiver deixado o sistema, a emulso ir adquirir uma estrutura de gel: Partculas muito prximas umas das outras e imveis.

6. A partir deste ponto a modificao irreversvel, isto , o sistema no pode ser reemulsionado com a adio de gua.

ETAPAS DA FORMAETAPAS DA FORMAO DO FILME OU DA PELO DO FILME OU DA PELCULACULA

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7. Comea ento a coalescncia propriamente dita. A velocidade da sada do resta