RELATORIO DE POLIMEROS - OBTENÇÃO DO RAYON Ja

SUMÁRIO

SUMÁRIO................................................................................................................................................................2 INTRODUÇÃO...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... . 3 PARTE EXPERIMENTAL............................................................................................................. .................................................................................................................................... ....................... 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES...................................................................................................... ............................................................................................................... ................. ........... ... 8 CONCLUSÃO............................................................................................................ ............................................................................................................................................ ......................................... ............. .... 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................................................. . 9

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INTRODUÇÃO Em 1884, Hilaire Bernigaud produziu fibras a partir da celulose, que posteriormente receberiam o nome de rayon. O rayon é um material têxtil artificial formado por  celulose que é um polímero natural orgânico, ou seja, uma substância vegetal. Síntese do rayon cupramônio é o processo mais comum, a fibra semi-sintética é obtida a partir da dissolução da celulose em uma solução que contém íons tetraminocobre [Cu(NH3)4]2+. Os polímeros são macromoléculas formadas a partir de moléculas menores - os monômeros. O processo de transformação desses monômeros, formando o polímero, é chamado polimerização. A massa molecular de um polímero varia muito, sendo que em uma porção de material polimerizado existem moléculas maiores e menores. Ex: Celulose: (C6H10O5)n onde n varia de aproximadamente 1500 a 3000. A ligação entre os monômeros é feita através de pontos reativos, isto é, átomos ou grupos de átomos do monômero, capazes de efetuar uma nova ligação química, seja pelo rompimento de insaturações ou pela eliminação de moléculas simples (H2O, NH3 etc). Se existirem três ou mais pontos reativos no monômero, o polímero será tridimensional. A Figura 1 mostra a estrutura química da celulose:

Figura 1 - Estrutura química da celulose Fonte http://cvnaturplas.dnsalias.com

A figura a cima representa a estrutura da celulose que se forma através da união de monômeros de β-glucose através de ligações β-1,4-glicosídicas. Em termos gerais, a

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celulose é insolúvel, reações químicas como a eterificação e esterificação conduzem à libertação dos grupos hidroxila para melhorar o seu comportamento termoplástico. A celulose é um polissacarídeo (são macromoléculas formadas pela união de muitos monossacarídeos) estrutural derivado da β-glucose de fórmula (C6H10O5)n, sendo por isso um polímero de "cadeia longa". A Figura 2 demonstra a formação da estrutura da celulose:

Figura 2 - Demonstração da formação da estrutura da celulose Fonte http://pt.wikipedia.org/wiki/Celulose

A celulose é um polímero de cadeia longa de peso molecular variável. A celulose tem uma estrutura linear, em que a cadeia polimérica é constituída apenas de uma cadeia principal, é fibrosa e húmida, na qual se estabelecem múltiplas ligações de hidrogênio entre os grupos hidroxilas, formados por um átomo de hidrogênio e um de oxigênio, fazendo-as impenetráveis a água e, portanto, insolúveis, originando fibras compactas que constituem a parede celular dos vegetais. Foi-se extraído a celulose do papel para obter uma fibra semi-sintética. Usou-se o processo mais comum que é chamado de síntese do rayon cupramônio, o nome desta fibra é Cupramônio, porém é chamado com o nome abreviado. O Cupro é produzido partindo de uma celulose. Os tecidos em Cupro são especialmente confortáveis, já que estão associados às propriedades típicas das fibras vegetais e das fibras artificiais: transpiração, maciez, absorção e também o brilho, o aspecto e o tato da seda. A boa solidez das cores permite ter tonalidades brilhantes e vivas. É apropriado para confecções de roupas femininas, camisas e tecidos para decoração.

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PARTE EXPERIMENTAL Em um béquer de 250mL adicionou-se 5,023g de sulfato de cobre pentahidratado CuSO4.5H2O, adicionou-se lentamente, à solução de sulfato cúprico, logo em seguida adicionou-se a amônia, formou-se uma solução azul anil de hidróxido cúprico, que contém os íons tetraminocobre [Cu(NH3)4]2+ . Em seguida foram-se adicionadas com agitação constante, pequenas quantidades de papel, até a solução adquirir consistência viscosa, evitando criar uma emulsão com o ar. Usou-se a filtração a vácuo, obtendo-se um composto azul escuro. Retirou-se alguns mililitros dessa solução viscosa com uma seringa, evitou-se carregar junto bolhas de ar, injetou-se um fluxo de viscose com a seringa dentro de aproximadamente 200mL de H2SO4 Ácido Sulfúrico. A reação é rápida, formando uma fina fibra azul de rayon, optou-se por retirar a fibra na sua forma azul, pois aos pouco ela torna-se branca assim que o ácido neutralizar a solução e destruir o complexo de cobre. Após a reação, removeu-se a fibra cuidadosamente e lavou-se com bastante água, a fibra é relativamente fraca. A Figura 3,4 e 5 representam a formação da Fibra semisintética:

Figura 3 - Formação da fibra azul de rayon Fonte Laboratório de Polímeros – Etecap

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Figura 4 - Fibra azul de rayon retirada e lavada. Fonte Laboratório de Polímeros – Etecap

Figura 5 - Fibra de rayon branca. Fonte http://quimicacao.blogspot.com/2008/10/rayon.html

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Tabela 1 - Ficha de segurança.

Pont Ponto Massa o de Riscos de Densida Solubilid e Composto molecul fusã ebuliçã de ar ade Segura o o (L/Kg) g.mol-1 nça (ºC) (ºC) R 35 Ácido 98,08 -15 330 1,834 S 2-26Sulfúrico 30 (H2SO4) Etanol (C2H5OH)

•

46,07

Solução de amónia NH4OH

35

Sulfato de cobre pentahidra tado ( CuSO4.5H 2O)

249,68

114,1

78,5

Outro s

nD=1,

0,789

361 R 35 S 7-2630

-

-

R22

Algumas prudências: Conservar o lugar bem ventilado. Não respirar os vapores. Evitar o contato com os olhos e a pele. Em caso de contato com os olhos, lavar imediatamente com água e consultar o médico. Usar proteção adequada. Em caso de acidente ou mal estar consultar imediatamente o médico (se for possível mostrar a etiqueta).

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RESULTADOS E DISCUSSÕES O método utilizado foi à síntese do rayon cupramônio, é possível avaliar através desse método a fibra semi-sintética extraída a partir da dissolução da celulose, reagindo-se sulfato de cobre pentahidratado com amônia e adicionando o papel como fonte de celulose, adquirindo-se uma solução viscosa. Logo em seguida fazendo a filtração a vácuo dessa solução viscosa, foi-se observado que durante a filtração a vácuo ocorreu um mau funcionamento do vácuo, mas não alterou significativamente nosso produto final. Injetou-se essa solução adquirida com uma seringa em um tubo com aproximadamente 200mL de H 2SO4 formando assim a fibra semi-sintética do rayon. O produto obtido a partir do processo de dissolução da celulose foi o desejado, optamos por deixar a coloração azul da fibra. A equipe trabalhou passo a passo seguindo todo o procedimento rigorosamente e o final do experimento foi realizado com êxito. Teoricamente seria esperada uma fibra semisintética com fios frágeis de coloração branca. Quanto às normas de segurança no laboratório, cumprimos rigorosamente, fazendo com que não houvesse algum perigo, utilizando a capela quando necessária e a utilização correta dos reagentes.

CONCLUSÃO É possível concluir através do método de síntese do rayon cupramônio, um processo simples de extração da celulose do papel, um polímero de cadeia heterogênea e natural orgânico. Através desse método de dissolução da celulose foi possível a produção da fibra semi-sintética. O produto obtido foi-se uma fibra azul e frágil.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FALCONE, Marly; SARDELLA, Antônio. Química Série Brasil. São Paulo: Ática, 2006. CANEVAROLO, Sebastião V. Ciência dos Polímeros, 2ª ed., Editora Artliber. Disponível em: http://cvnaturplas.dnsalias.com/materiais-naturais/polimeros-biodegradaveisde-origem-natural. Acesso em 08 set. Disponível em: http://www.forumtextil.com.br/fibrayon.htm. Acesso em 08 set. Disponível em: http://marioloureiro.net/ciencia/biomass/quimicadamadeira.pdf  http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/plasticos/historia-do-plastico.php. Acesso em 9 set. Disponível em: http://quimicacao.blogspot.com/2008/10/rayon.html. Acesso em 9 set. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Celulose. Acesso em 12 Set.