Estudo do processo de absorção de plastificantes em polímeros de PVC

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo principal o estudo de absorção de plastificantes em polímeros de PVC produzidos através do processo de polimerização em suspensão (S-PVC). A CIRES, sendo a única empresa produtora de PVC em Portugal, dispõe de uma determinada gama de produtos que obriga a uma constante atualização do grau de conhecimento sobre o comportamento e desempenho desses mesmos produtos nas diversas aplicações finais no mercado. Este estudo tem como finalidade a comparação dos polímeros produzidos na CIRES com outros do mesmo tipo, designadamente com o mesmo valor K, mas com origens diferentes. Assim, foram utilizados quatro polímeros, sendo dois produzidos na CIRES (S1200 – K70 e S2000 – K80) e dois de origem diferente (S70-16 – K70 e S4080 – K80) existentes no mercado. Numa primeira fase do estudo caraterizaram-se os polímeros virgens, isto é na sua forma final após a reação de polimerização. Para a realização desta fase do trabalho realizaram-se quatro ensaios distintos: densidade aparente (DA), adsorção gasosa (BET), microscopia eletrónica de varrimento (SEM) e calorimetria diferencial de varrimento (DSC). A segunda parte do estudo consistiu na avaliação do processo de absorção utilizando três tipos de plastificantes (DINP, DIDP, TM8-10) e na determinação das condições favoráveis ao processo de absorção. Para a realização deste estudo efetuaram-se três ensaios: absorção de plastificante a frio (AP), determinação do tempo de mistura seca (DUT) e, de forma a complementar, foi adotado/desenvolvido um método para a determinação de absorção de plastificante em excesso (SI). Por fim, correlacionou-se o mais possível as características do PVC virgem com os resultados obtidos de absorção de plastificante. Este estudo demostrou que no caso dos polímeros com valor K de 70, o polímero S70-16 é um polímero que apresenta melhores propriedades de absorção de plastificante comparativamente ao produzido pela CIRES (S1200). Já para os polímeros com valor K de 80, o produto produzido pela CIRES (S2000) apresenta melhores propriedades na absorção. Também, de forma expectável tendo em conta as diferenças das propriedades físicas dos plastificantes, verificou-se que o TM8-10 (trimelitato) apresenta sempre maior tempo de mistura seca relativamente ao DINP e DIDP (ftalatos). Por fim, foi possível correlacionar as diferenças encontradas na velocidade de absorção de plastificante com a respetiva área superficial específica (BET) de cada um dos polímeros.

The aim of this work was the study of the absorption of plasticizers in PVC polymers produced by suspension polymerization (S-PVC). In Portugal, CIRES is the only producer of poly(vinyl chloride) (PVC) that offers a specific range of suspension products which constantly demands an upgrade on the knowledge of their behavior and performance for final market applications. This study aims at comparing of the polymers produced in CIRES (S1200- K70 and S2000 – K80) within the same grade from different sources (S70-16 – K70 and S4080 – K80). In a first stage, the so called virgin polymers in its final form (obtained after the polymerization reaction), were characterized. The four parameters were determined: apparent density (DA), gas adsorption (BET), scanning electron microscope (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC). The second part of this work was to evaluate three types of plasticizers (DINP, DIDP, TM8-10) in the absorption process and to determinate the favorable conditions of the absorption process. For the realization of this stage, three tests were done: Cold Plasticizer Sorption (AP), Dry-up-time (DUT) and also were adopted a method to determination of the excess plasticizer absorption (SI). This study demonstrated that among the K70 polymers, the S70-16 is a polymer that has better absorption proprieties when it is compared with produced by CIRES polymer (S1200). Relatively to the K80 range, the polymer produced by CIRES (S2000) has better absorption proprieties. Also, based on differences in the properties of plasticizers, it was found that the TM8-10 (trimellitate) always has high dry blend time relative to DINP and DIDP (phthalates). Finally, it was possible to correlate the differences in absorption rate of the plasticizer with the respective specific surface area (BET) of each of the polymers.