Determinação experimental de dados de equilíbrio de fases da reação de polimerização da poli( -pentadecalactona) a altas pressões

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2019.O mundo atual se caracteriza pelo consumo desenfreado de produtos, os quais devido a sua fonte ou processo de produção, acarretam em uma grande quantidade de resíduos, gerando problemas ambientais consideráveis. Por este motivo, existe uma busca cada vez maior por produtos e processos que sejam sustentáveis, causando uma menor degradação do meio ambiente, proporcionando segurança e sustentabilidade ao planeta. Nesse sentido, os polímeros biodegradáveis têm ganhado destaque, pois se apresentam como excelente alternativa aos polímeros convencionais, tendo como característica uma baixa toxicidade, são advindos de fontes renováveis, sendo facilmente degradados e apresentando inúmeras aplicações. Dentre eles, uma das mais investigadas é a poli(?-pentadecalactona), a qual tem características semelhantes às do polietileno linear de alta densidade (PEAD), cumprindo assim inúmeras funções. O objetivo deste trabalho é compreender o comportamento das fases formadas durante a reação de polimerização da ?-pentadecalactona em meio supercrítico, por meio da determinação experimental dos dados de equilíbrio de fases dos sistemas quaternários dióxido de carbono (CO2) + clorofórmio (CLM) + ?-pentadecalactona (?-PDL) + poli(?-pentadecalactona) (PPDL), nas proporções 0,25:1, 0,5:1, 1:1, 2:1 e 3:1 de CLM/ (PPDL + ? ? PDL), temperaturas de 50ºC, 60ºC, 70ºC e 80ºC. Em todos os sistemas foram observadas transições de fases de equilíbrio líquido-vapor ? (Ponto de bolha). Percebeu-se que para pequenas proporções de cossolvente, a adição de polímero (até 10%) causa uma alteração na pressão necessária para se obter um sistema homogêneo, enquanto que para maiores proporções, não há variação nos valores de pressão. Além disso, foi possível notar um comportamento LCST (lower critical solution temperature), uma vez que as pressões aumentaram de acordo com o aumento da temperatura. Ademais, o aumento na quantidade de cossolvente, acarreta em menores pressões de transição. Os dados adquiridos tornam-se importantes, pois permitem determinar as melhores condições operacionais para se conduzir o processo de polimerização.Abstract : The modern world is characterized by uncontrolled consumption of products, which due to their source or production process, there is a large amount of waste, generating considerable environmental problems. For this reason, there is a growing search for products and processes that are sustainable, causing less degradation of the environment, providing safety and sustainability to the planet. In this sense, the biodegradable polymers has gained focus, which are presented as an excellent alternative to conventional polymers, having the characteristic of low toxicity, coming from renewable sources, being easily degraded and presenting numerous applications. Among them, one of the most investigated is ?-pentadecalactone, which has characteristics similar to those of linear high density polyethylene (HDPE), fulfilling numerous functions. The objective of this work is to understand the phase behaviour during the polymerization reaction of ?-pentadecalactone in supercritical medium by experimentally determining the phase equilibrium data of the quaternary systems carbon dioxide + chloroform + ?-pentadecalactone + poly(?-pentadecalactone) in the proportions 0,25:1, 0,5:1, 1:1, 2:1 and 3:1 of CLM/ (PPDL + ? ? PDL), and at temperatures of 50ºC, 60ºC, 70ºC and 80ºC. In all systems equilibrium phase transitions of the type liquid-vapour (bubble point) were observed. It has been found that for small proportions of cosolvents, the addition of polymer (up to 10%) causes a change in the pressure required to obtain a homogeneous system, whereas for greater proportions, there is not change in pressure values. In addition, it was possible to note an LCST (lower critical solution temperature) behavior, since the pressures increased according with the increased temperature. Furthermore, the increase in the amount of cosolvent results in lower transition pressures. The data acquired so far is important because they allow to determine the best operational conditions to conduct the polymerization process