Degradação do Polipropileno durante a Extrusão e a Geração de Compostos Orgânicos Voláteis
Polypropylene Degradation during Extrusion and the Formation of Volatile Organic Compounds
Canevarolo, Sebastião V.; Cáceres, Carlos A.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282009000100017
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.19, n1, p.79-84, 2009
Resumo
Estudou-se a degradação de um polipropileno copolímero não estabilizado durante a extrusão a diferentes temperaturas (de 180 a 240 °C) e a conseqüente geração de compostos orgânicos voláteis (VOC). Os VOC foram coletados por meio de um condensador de gases, conectado na zona de desgaseificação da extrusora, e analisados por espectrometria no infravermelho (FTIR-ATR). A degradação do polímero foi acompanhada através da cromatografia de exclusão por tamanho e FTIR. À temperatura de 180 °C a degradação do polipropileno não gerou quantidades coletáveis de compostos orgânicos voláteis. Por outro lado, a partir de 200 °C houve geração de compostos olefínicos, não voláteis à temperatura ambiente, que aumentaram em quantidade com o aumento da temperatura de extrusão. A Função de Distribuição de Cisão de Cadeia (CSDF) mostrou que a baixas temperaturas, 180 e 200 °C, o mecanismo de degradação do polipropileno é preferencialmente por cisão de cadeia com alguma ramificação e/ou reticulação. Entretanto, nas temperaturas de extrusão mais altas, 220 e 240 °C, o mecanismo de degradação envolve exclusivamente cisão de cadeia e do tipo preferencial, ou seja, o número de cisões aumenta com o aumento da massa molar inicial da cadeia polimérica original.
Palavras-chave
Polipropileno, degradação termo-mecânica, distribuição de massa molar, cisão de cadeia, FTIR, CSDF
Abstract
The thermo-mechanical degradation of an unstabilized polypropylene copolymer during extrusion at different temperatures (from 180 to 240 °C) and the production of volatile organic compounds (VOC) were studied. VOC’s were collected via a volatile condenser, fitted at the degassing exit of the extruder and analyzed via infrared spectroscopy (FTIR- ATR). The polymer degradation was followed via size exclusion chromatography and FTIR. At low extrusion temperatures (180 °C) the PP degradation produces undetectable quantities of VOC’s. On the other hand, starting from 200 °C, there is the formation of olefinic compounds of molecular weight not volatile at room temperature, which increase in quantity with the rise of the extrusion temperature. The Chain Scission Distribution Function (CSDF) shows that at low temperatures (180 and 200 °C) the PP degradation mechanism is preferentially via chain scission with some branching and/or crosslinking in the lower molecular weight. At higher extrusion temperatures (220 and 240 °C) the degradation mechanism is exclusively via chain scission and it is preferential, i.e., the number of chain scission increases with the increase in the initial molecular weight of the original polymeric chain.
Keywords
Polypropylene, thermo-mechanical degradation, molecular weight distribution, chain scission, FTIR, CSDF
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