Desenvolvimento de novas aplicações para o glicerol, visando obtenção de materiais de interesse tecnológico

Abstract

A síntese de polímeros a partir de resíduos industriais e biomassa é o foco de muitas pesquisas realizadas atualmente, as quais buscam a sustentabilidade, viabilidade econômica e a preservação ambiental. Desta forma, um dos reagentes utilizados é o glicerol, proveniente da produção do biodiesel, este já é utilizado na síntese orgânica como solvente e como monômero na síntese de polímeros. Uma vantagem do glicerol é ser de baixo custo, considerado um composto verde, ou seja, apresenta baixo risco a saúde e ao meio ambiente. O foco do trabalho foi obter novos materiais de interesse tecnológico seguindo os conceitos da química verde e utilizando glicerol como principal reagente nas sínteses poliméricas; um dos sistemas abordados foi a fotopolimerização do glicerol com monômeros dimetacrilatos (uretano dimetacrilato, Bisfenol A dimetacrilato etoxilado, Bisfenol A dimetacrilato glicerolado e Dimetacrilato de trietilenoglicol) uma vez que é de conhecimento que o glicerol pode atuar como coiniciador radicalar na reação. Outro sistema proposto foi utilizando ácido acrílico com éster de glicerol no processo de fotopolimerização. Por fim, os dois últimos sistemas utilizam o glicerol para a obtenção de polímeros a partir de óleos vegetais. Na caracterização dos polímeros sintetizados foram utilizadas as técnicas termoanalíticas como Termogravimetria-Análise Térmica Diferencial Simultânea (TG-DTA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), para a determinação da estabilidade térmica, etapas de degradação, polimerização térmica, transição vítrea, fusão e volatilização. Foi utilizada a espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho médio com transformada de Fourier (MIR) para o estudo do grau de conversão dos monômeros em polímeros, identificação e análise das modificações nos sítios reacionais nos monômeros antes e após o processo de polimerização. A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi usada para estudar a morfologia de cada polímero sintetizado. O glicerol apresentou resultados positivos na formação dos polímeros, sendo que esses podem ser utilizados como adesivos, filtros, revestimentos, adsorventes e um dos polímeros teve caraterística termoplástica.

Polymers synthesis from industrial waste and biomass is the aim of researchers nowadays that seek sustainability, economic viability, and environmental preservation. Thus, one of the used reactants is glycerol, from biodiesel production, which is used as a solvent in organic synthesis and monomer in polymers syntheses. One glycerol advantage is that it be cheap and considered a green compound, in the other words, it shows low health and environmental risk. The principal aim of this work is to get some new technological materials following green chemistry principles, and using glycerol as the principal reactant in polymer syntheses. The photopolymerization was used to get polymers from dimethacrylate monomers (urethane dimethacrylate, bisphenol A glycerolate dimethacrylate, bisphenol A ethoxylate dimethacrylate and triethylene glycol dimethacrylate) and glycerol, which could be used as radicalar coinitiator in its reaction. Another system in this work used acrylic acid and a glycerol ester in photopolymerization process. The last two system used the glycerol and vegetable oil to obtain polymers. To polymers characterization were used thermoanalytical techniques such as Simultaneous Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis (TG-DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) to determination of thermal stability, degradation steps, thermal polymerization, glass transition, melt point, and volatilization, as well as Middle Infrared Spectroscopy (MIR) to studies about degree of conversion and identification of reaction sites and its modification after polymerization, and Scanning Electronic Microscopy (SEM) was used to study the polymer’s morphology. The glycerol showed good results in polymers formation, these polymers could be used as adhesives, filters, coatings, adsorbents and one of these polymers had the thermoplastic characteristic.