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:
n\,(\text{CH}_2\!=\!\text{CH}_2)\;\xrightarrow{\text{cat.}}\;[-\text{CH}_2-\text{CH}_2-]_n
4. Monômeros petroquímicos típicos: eteno (PE), propeno (PP), estireno (PS), cloreto de vinila (PVC).

Passo 3

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:
n\,\text{HO–(CH}_2)_2\text{–OH} \;+\; n\,\text{HOOC–C}_6\text{H}_4\text{–COOH} \;\longrightarrow\; [-\text{O–(CH}_2)_2\text{–OOC–C}_6\text{H}_4\text{–CO}-]_n \;+\; 2n\,\text{H}_2\text{O}
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):
n\,\text{caprolactama} \;\xrightarrow{\Delta}\; [-\text{NH–(CH}_2)_5\text{–CO}-]_n
3. Exemplo de PLA (poliácido láctico) a partir de lactídeo de ácido lático (álcoolquímico):
n\,\text{lactídeo} \;\xrightarrow{\text{cat.}} \;[-\text{O–CH(CH}_3\text{)–CO}-]_ní

Passo 5

Poliuretanos e outras polyadditions sem subproduto
1. Reação de diisocianatos com polióis (glicerol, propilenoglicol oriundos da alcoolquímica) forma poliuretano sem eliminação de água:
n\,\text{HO–R–OH} \;+\; n\,\text{OCN–R'–NCO} \;\longrightarrow\; [-\text{O–R–O–CO–NH–R'–NH}-]_n
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.

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