Síntese, determinação da microestrutura e relação com as propriedades dos terpolímeros de etileno-propileno-1-penteno

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Terpolímeros de etileno-propileno-1-penteno foram sintetizados empregando três sistemas catalíticos diferentes: rac-Et(Ind)2ZrCl2, Me2C(Cp)(Flu)ZrCl2 e o sistema suportado Cp2ZrCl2/MAO/SiO2 todos ativados com MAO. A razão de etileno e propileno foram variadas e duas concentrações de 1-penteno foram empregadas. Neste trabalho são apresentados os resultados qualitativos e quantitativos de caracterização destes terpolímeros através da técnica de ressonância magnética de carbono 13 (RMN de 13C) onde são apresentados os deslocamentos químicos observados e devidamente identificados, assim como a análise quantitativa das tríades, do comprimento médio das unidades consecutivas e das razões de reatividade. O efeito da adição de 1-penteno ao sistema etileno-propileno foi avaliado através dos resultados da atividade catalítica, incorporação de comonômero, propriedades térmicas, massa molar e propriedades mecânicas, para os três sistemas catalíticos em questão. Também foi avaliada a heterogeneidade de algumas amostras através do fracionamento por eluição com gradiente de temperatura (p-TREF). Para a atividade catalítica a ordem foi rac-EtInd2ZrCl2 > Cp2ZrCl2/MAO/SiO2 > i-Pr(Flu)(Cp)ZrCl2. O catalisador indenil foi o que proporcionou uma maior incorporação de termonômero, mostrando ser o catalisador mais eficiente para síntese de terpolímeros. Quanto ao catalisador suportado Cp2ZrCl2/MAO/SiO2, a incorporação de comonômero e termonômero foi bastante baixa e ele se mostrou inativo quando altas concentrações de propileno foram empregadas. O catalisador i-Pr(Flu)(Cp)ZrCl2 apresentou baixa atividade para a produção de copolímero etileno-propileno, e também não levou a formação de polímeros com concentração mais alta de propileno e terpolímeros. Com a análise de RMN de 13C foi possível caracterizar a estrutura do material, onde ficou demonstrado que ocorre uma competição entre propileno e o 1-penteno pela incorporação no polímero. À medida que aumenta a concentração de propileno no meio reacional, reduz-se a incorporação de 1-penteno nos terpolímeros, já para os copolímeros de propileno - 1-penteno, ocorre um aumento na incorporação de 1-penteno. A incorporação de propeno acarreta uma diminuição das unidades cristalizáveis de etileno, provocando um decréscimo na temperatura de fusão e massa molecular. Com concentrações mais altas de propileno ocorre um aumento das unidades cristalizáveis do propeno e, conseqüentemente, a cristalinidade aumenta. Análises dinâmico-mecânicas dos copolímeros e terpolímeros indicaram que o conteúdo de comonômero tem grande influência nas transições α e β. Para as propriedades mecânicas observou-se que a maior inserção de comonômero reduz a cristalinidade do material fazendo com que os terpolímeros apresentem um módulo menor do que os homopolímeros e também dos copolímeros, apresentando um comportamento elastomérico.

ASSUNTO(S)

polimeros : sintese ressonancia magnetica nuclear : carbono-13

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