Descreva os principais tipos de síntese utilizados para produzir polímeros a partir de matérias-primas da indústria petroquímica e da alcoolquímica?
Passo 1
O enunciado pede para descrever os principais tipos de síntese de polímeros a partir de matérias-primas da indústria petroquímica (por ex., eteno, propeno, tereftalato) e da alcoolquímica (por ex., etanol, glicerol, ácido lático). O conteúdo envolve compreender os mecanismos de polimerização por adição (cadeia), por condensação (step-growth), por abertura de anel e outras reações de polyaddition, bem como as rotas catalíticas típicas usadas em cada caso.
Passo 2
Polimerização por adição (cadeia) 1. Consiste em monômeros insaturados (dobras CC) que se unem sem eliminação de subproduto, passando por iniciação, propagação e terminação. 2. Mecanismos mais comuns: \bullet Radicalar: iniciação por peróxidos ou azo-compostos. \bullet Iônico: iniciação por ânions ou cátions fortes. \bullet Coordenação (Ziegler–Natta, metalocênicos): uso de catalisadores organometálicos. 3. Exemplo genérico de polietileno a partir de eteno:
Polimerização por condensação (step-growth) 1. Envolve monômeros bifuncionais que reagem formando ligação e eliminando pequena molécula (H_{2}O, HCl etc.). 2. Usada para obter poliésteres, poliamidas e poliéteres. 3. Exemplo de PET (poli(tereftalato de etileno)) a partir de etilenoglicol e ácido tereftálico:
4. Matérias-primas incluem diácidos e diálcoois do setor petroquímico e etilenoglicol obtido por hidratação de eteno ou via alcoolquímica (etanal \to etanol \to etilenoglicol).
Passo 4
Polimerização por abertura de anel (ring-opening) 1. Monômeros cíclicos (lactonas, lactamas, lactídeos, óxidos) são abertos por iniciadores ou catalisadores, gerando polímeros lineares. 2. Exemplo de poliamida-6 (caprolactama):
Poliuretanos e outras polyadditions sem subproduto 1. Reação de diisocianatos com polióis (glicerol, propilenoglicol oriundos da alcoolquímica) forma poliuretano sem eliminação de água:
2. Importante para espumas, adesivos e revestimentos.
Passo 6
Rotas dos monômeros: petroquímica versus alcoolquímica 1. Eteno: obtido por craqueamento de nafta (petroquímica) ou por desidratação de etanol (álcoolquímica). 2. Etilenoglicol: via hidrólise de óleos (petro) ou oxidação de etanol (álcool). 3. Ácido láctico (álcoolquímico) \to lactídeo \to PLA (biodegradável). 4. Escolha da rota afeta custo, sustentabilidade e pegada de carbono.
Resposta
Os principais tipos de síntese são:
(a) Polimerização por adição (cadeia) – radicalar, iônica e coordenação, típica de PE, PP, PS, PVC.
(b) Polimerização por condensação (step-growth) – forma poliésteres e poliamidas como PET e nylon via eliminação de H_{2}O.
(c) Polimerização por abertura de anel – produz poliamidas (PA-6), poliésteres (PLA) e polieteres a partir de lactonas, lactídeos e óxidos.
(d) Polyaddition sem subproduto – reação de diisocianatos com polióis para poliuretanos.