ESTUDO DA DEGRADAÇÃO DE BORRACHA NATURAL
ESPECTROSCOPIA INFRAVERMELHA E DE RMN 1H
Priscila Schroeder Curti (IC), Adley Forti Rubira (PQ) e Edvani Curti Muniz (PQ)
Departamento de Química – Universidade Estadual de Maringá
e-mail: ecmuniz@uem.br - 87020-900 – Maringá – PR
Palavras-chave: Degradação de polímeros, poli-isopreno, cloranil.
Um dos grandes desafios para a ciência de polímeros é o desenvolvimento de técnicas que permitam a degradação de polímeros, regenerando, se possível, os monômeros para posterior uso.1 Dentro desta linha de pesquisa temos investigado a degradação do cis-poli-isopreno sintético em solução induzida pelo cloranil2 (ou tetracloro-1,4-benzoquinona) ou pelo cloreto de ferro (III).3 O objetivo deste trabalho é investigar a degradação da borracha natural (poli-isopreno) induzida pelo cloranil em solução. A purificação do poli-isopreno foi feita por precipitação da solução a 5% (m/v) em tolueno, utilizando etanol como não solvente. O precipitado foi seco a temperatura ambiente e em ausência de luz. Foram preparadas soluções estoque do polímero a 1% (m/v) e do cloranil a 0,5 e 0,05 % (m/v) em tolueno. A reação de degradação do polímero foi monitorada utilizando-se medidas de tempo de escoamento e espectroscopia infravermelha e de RMN 1H. Transferiu-se a solução estoque de poli-isopreno para um viscosímetro tipo Ubbelhode Cannon (75/576) e mediu-se o tempo de escoamento. Após transferiu-se a solução estoque de cloranil para o viscosímetro e tempos de escoamento em função do tempo de reação foram medidos nas temperaturas de 25ºC, 35ºC e 50ºC. Espectros de infravermelho da solução do polímero e da solução do polímero contendo cloranil foram obtidos a cada 48 horas durante 10 dias, a temperatura ambiente, utilizando-se um espectrofotômetro FTIR Bomem, modelo MB-100. Para isso, duas placas de KBr foram dopadas com a solução-estoque de poli-isopreno e a uma delas adicionou-se a solução de cloranil 0,05% (m/v), as quais foram secas na ausência de ar atmosférico. Através dos espectros de infravermelho determinou-se a variação do grau de insaturação em função do tempo de reação. Espectros de RMN 1H da solução do polímero e da solução do polímero contendo cloranil foram obtidos em um período de 15 dias, a temperatura ambiente, utilizando-se um espectrômetro Varian, modelo Gemini 2000, 300 MHz. Para a obtenção dos espectros de RMN 1H, dissoveu-se o poli-isopreno em 0,5 mL de CDCl3 dentro de um tubo de 5 mm de diâmetro, obtendo uma concentração final de 1% (m/v). Após obtenção do espectro RMN 1H do poli-isopreno adicionou-se cloranil até a concentração final de 0,5% (m/v). Verificou-se um decaimento exponencial do tempo de escoamento com o tempo de reação. Verificou-se que diminuindo a concentração de cloranil de 0,5 para 0,05 % pouco influencia na intensidade e na forma do decaimento do tempo de escoamento. Isto sugere que o cloranil atua como catalisador da reação. A partir dos espectros de infravermelho obtidos, verificou-se que não houve surgimento de novas bandas características ao poli-isopreno [C=C (1663 cm-1), CH3 (1375 cm-1) e CH2 (835 cm-1)], havendo porém, um decréscimo da área referente à banda C=C com a adição do cloranil. Dessa forma, analisou-se as intensidades das razões C=C/CH2, C=C/CH3 e CH2/CH3 em função do tempo de reação. Observou-se um decaimento exponencial das razões C=C/CH2 e C=C/CH3, enquanto que a razão CH2/CH3 permaneceu praticamente constante. Também observou-se um decaimento exponencial da área do sinal referente aos prótons olefínicos. Através de regressão exponencial das curvas de tempo de escoamento e das curvas de variação de intensidade das razões C=C/CH2, C=C/CH3 e ainda da intensidade do sinal dos prótons olefínicos com o tempo de reação foram feitas correlações entre as medidas de tempo de escoamento e os resultados obtidos por espectroscopia infravermelha e RMN 1H. Correlações lineares foram obtidas como apresentadas na Figura 1.
Figura 1: Correlação entre dados de tempo de escoamento e dados obtidos através de espectroscopia infravermelha e de RMN 1H.
O decaimento do tempo de escoamento após a adição do cloranil sugere que a degradação da borracha natural ocorre através de rompimento de duplas ligações. Este resultado já foi observado anteriormente2 é também corroborado pelas correlações lineares observadas na Figura 1. O rompimento da ligação ocorre possivelmente por mecanismo iniciado via radicalar2 onde o grupo metila do poli-isopreno tem um papel importante, pois, foi verificado em trabalhos anteriores que o polibutadieno não se degrada nas condições aqui utilizadas.
1. O. Vogl and GH. D. Jaycox, Prog. Polym. Sci., 24 (1999) 3-6.
2. E. I. Baptista, G. M. Campese, N. L. Zalloum, A. F. Rubira and E. C. Muniz, Pol. Degrad. Stabil. 60 (1998) pp. 309-15.
3. D. C. Dragunski, A. R. Freitas, A. F. Rubira and E. C. Muniz, Pol. Degrad. Stabil., v. 67/2 (2000) pp. 239-47.
[CNPq – Proc. n 531533/96-1]