Cisão de cadeia na degradação termo-mecânica do poliestireno sob múltiplas extrusões

Abstract

Resumo: Determinou-se o número de cisões de cadeia gerado pela degradação termo-mecânica do poliestireno quando submetido a múltiplas extrusões. A degradação foi acompanhada pelas mudanças nas curvas de distribuição de massa molar. Seguindo-se o significado físico das massas molares médias de uma curva de MWD mostrou-se que a massa molar numérica media M n é a única que pode ser relacionada diretamente com o número de moléculas do sistema. A partir desta calculou-se o número de cadeias clivadas (ns) como uma relação entre a M n da amostra degradada e a virgem. A função de distribuição de cisão de cadeia (CSDF) mostra que o processo de degradação termo-mecânica do poliestireno submetido a múltiplas extrusões à 240 °C é do tipo aleatório, independente da massa molar inicial. Palavras-chave:Degradação termo-mecânica, extrusão, poliestireno, cisão de cadeia. Chain Scission in the Thermo Mechanical Degradation of Polystyrene under Multiple ExtrusionsAbstract: The number of chain scissions during thermo-degradation of polystyrene under multiple extrusions was calculated. The degradation produces changes in the molecular weight distribution MWD curves. Following the physical meaning of the average molecular weights of a MWD curve it was shown that the number average molecular weight M n is the only average that can be directly related to the number of molecules in the system. From that it was calculated the number of sectioned chains (ns) as a ratio between the number of chains in the degraded and original polymers. The chain scission distribution function (CSDF) shows that the thermo-mechanical degradation process of polystyrene under multiple extrusions at 240 °C is of a random type, independent of the initial molecular weight.Keywords: Thermo-mechanical degradation, extrusion, polystyrene, chain scission. IntroduçãoDurante o processo de propagação da cadeia radical na polimerização em cadeia os centro ativos da frente em crescimento se instabilizam e morrem aleatoriamente, o qual gera cadeias poliméricas com diferentes tamanhos, formando uma distribuição de tamanhos em torno de um valor mé-dio, o que exige uma curva de distribuição de massa molar (MWD) para representá-lo. A partir de 1964 [1] a cromatografia de exclusão por tamanho (SEC) tem sido extensivamente utilizada na caracterização de polímeros, através da obtenção das curvas de distribuição de massa molar (MWD). A análise das curvas de MWD pode ajudar no entendimento das propriedades físico-químicas dos polímeros incluindose a elucidação dos processos de degradação termo-mecâ-nica. Infelizmente a análise destas curvas é ainda difícil e não está completamente equacionada. Assim a maioria das publicações se restringe a analise das mudanças nas massas molares médias, não explorando apropriadamente todas as informações contidas em uma curva de MWD.Para melhor entender os processos de degradação que ocorrem durante o processamento termo-mecânico de um polímero foi proposta uma metodologia de cálculo [2,3] que permite quantificar o deslocamento total da curva de M...

Thermo stabilisation of poly (butylene adipate-co-terephthalate)

“…At the same time, the value of polydispersity has increased. These results indicated that the process involved in the thermodegradation of PBAT is governed by the scission chain reactions [11,12] . This hypothesis is confirmed by the rheometric data since the values of torque at 10 min has decreased significantly at 200 °C.…”

Influence of Reprocessing in the formation of functional groups during low density polyethylene aging

“…This group has its concentration increased with temperature as a result of and increase in kinetic formation of it: the heat provided increases the oxygen reaction rate with macroradicals [4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17] . On the other hand, number of extrusions yields more alkyl radicals to react with oxygen.…”

“…The origin of the chain scission mechanism in polymers is due to the oxygen reaction with polymer's macromolecules, yielding alcoxi and peroxi radicals [8,9] . These radicals abstract a hydrogen atom, giving rise to the β scission, leading to a decrease in molecular weight [15] and formation of carbonyled end groups. The chain branching mechanisms is formed when alkyl macroradicals are added to vinyl groups, yielding at final stages crosslinked molecules [4,5] (Equation 1).…”

Influence of compatibilizer on blends degradation during processing

“…temperature [25] . Beyond that, the process can be dependent of initial molar mass [24,26] or not [27] . Besides the competition between these degradation processes, radical mobility becomes more important in thermomechanical degradation because the polymers are in the molten state, therefore with higher degrees of freedom.…”