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Título: Estudo teórico e experimental da despolimerização de poliuretanos : uma nova visão para reciclagem química
Autor(es): Uliana, Fabricio
Orientador: Silva Filho, Eloi Alves da
Palavras-chave: Reciclagem Química
Poliuretanos
Cinética Química
Data do documento: 28-Mar-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: A crescente demanda por materiais poliméricos em vários setores industriais e até mesmo na vida cotidiana, tem como consequência um grande volume de resíduos gerados. Os métodos de reciclagem química são uma opção para reduzir o impacto causados pelo descarte inadequado desses materiais. O estudo de parâmetros cinéticos e termodinâmicos das reações de despolimerização podem ajudar a otimizar processos existentes bem como auxiliar no desenvolvimento e estudo de viabilidade de novos processos. Outra ferramenta com grande potencial para estudos de processos de reciclagem química é a modelagem molecular. Através de cálculos computacionais é possível identificar previamente quais os produtos gerados em uma reação química, o mecanismo de reação para o processo além de determinar os parâmetros cinéticos e termodinâmicos. No presente trabalho, é proposto uma nova metodologia para a despolimerização do poliuretano. Para esse processo foi determinado o mecanismo de reação e efetuado estudo cinético e termodinâmico utilizando ferramentas de modelagem molecular. Os dados experimentais obtidos no processo de despolimerização do Poliuretano pós consumo (PU) foram comparados com dados teóricos sendo possível mostrar uma boa correlação entre os valores de energia de ativação (93,37 kJ˖mol-1 obtido experimentalmente e 96,51 kJ˖mol-1 através de cálculos teóricos) e entalpia de ativação (experimental de 89,77 kJ˖mol-1 e teórico 93,19 kJ˖mol-1).Além disso, através de cálculos semi-empíricos, foi estimado com precisão os produtos de reação além de determinado o mecanismo no qual a reação ocorre.
The increasing demand for polymeric materials in various industrial sectors and even in everyday life, results in a large volume of waste generated. Chemical recycling methods are an option to reduce the impact caused by improper disposal of these materials. The study of kinetic and thermodynamic parameters of the depolymerization reactions can help optimize existing processes as well as assist in the development and feasibility study of new processes. Another tool with great potential for studies of chemical recycling processes is molecular modeling. Through computational calculations it is possible to identify previously the products generated in a chemical reaction, the reaction mechanism for the process besides determining the kinetic and thermodynamic parameters. In the present work, a new methodology for the depolymerization of polyurethane is proposed. For this process the reaction mechanism was determined and performed kinetic and thermodynamic study using molecular modeling tools. The experimental data obtained in the depolymerization process of post-consumption polyurethane (PU) were compared with theoretical data and it was possible to show a good correlation between the activation energy values (93.37 kJ˖mol-1) experimentally obtained and 96.51 kJ˖mol-1 through theoretical calculations) and enthalpy of activation (experimental of 89.77 kJ˖mol-1 and theoretical 93.19 kJ˖mol-1 ). In addition, through semi-empirical calculations, the reaction products in addition to the proposed mechanism in which the reaction occurs.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7353
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