Estudo da degradabilidade de poliestireno modificado quimicamente

Abstract

Devido às suas propriedades aliadas a um baixo preço, o Poliestireno (PS) é um dos plásticos mais consumidos actualmente. A sua utilização no campo das embalagens alimentares e outros artigos descartáveis tem sofrido um enorme aumento nos últimos anos. Como consequência deste incremento uma quantidade crescente de resíduos tem sido produzida, sendo necessário solucionar o problema da sua gestão. O objectivo deste trabalho consiste em aumentar a degradabilidade termo-oxidativa do poliestireno, por inserção de segmentos alifáticos contendo grupos carbonílicos, nas cadeias deste polímero. Esta inserção tem como finalidade aumentar a decomposição do poliestireno quando exposto às condições normais de utilização. No capítulo 1 refere-se o impacto ambiental causado pelos plásticos, descrevendo-se alternativas para lidar com este problema. Este capítulo inclui também um apanhado sobre a bibliografia recente publicada sobre este tema. No capítulo 2 são descritas as técnicas e as condições experimentais utilizadas na execução deste trabalho. Foram usados duas séries diferentes de amostras de Poliestireno modificado por inserção de diferentes quantidades (5, 10 e 15%) de –CH2(C=O)CH2CH2- nas cadeias do polímero. Essas séries foram designadas por MEB e TSB. A degradação termo-oxidativa foi efectuada a 150 º C numa atmosfera de oxigénio, sendo a sua evolução seguida através da medição do consumo de oxigénio. As amostras degradadas foram analisadas por Espectrofotometria de Infravermelhos (FTIR) e Ultravioleta-visível (UVvis), por Viscosimetria e por Calorimetria Diferencial de Varrimento. No capítulo 3 apresentam-se os resultados experimentais obtidos neste trabalho. No capítulo 4 é feita a discussão e análise dos resultados obtidos, com base na percentagem de modificação para cada série, MEB e TSB. Foi também executada uma análise comparativa desses resultados para cada uma das séries de poliestireno modificado. Os resultados obtidos demonstram que a inserção de segmentos alifáticos contendo grupos carbonílicos na cadeia do poliestireno, aumenta a sua degradabilidade.

Polystyrene, due to its properties and low price, is a widely used plastic. Especially in the field of food packaging and other disposable articles, a steep consumption occurred in recent years. As a result, fastgrowing quantities of waste which are produced need to be handed. The objective of this work is to investigate the influence of the insertion of aliphatic segments containing carbonyl groups in the polystyrene backbone on its thermooxidative degradability, aiming at the improvement of the decomposition of the polymer when exposed to natural environment. In chapter 1 a reference is made to the environmental impact of plastics and the alternatives available to deal with this problem. A review of the recent literature on this topic is also included. In chapter 2 the polymers, the techniques and the experimental conditions used through this work are presented. Two sets of modified polystyrene by insertion of different amounts (5, 10 and 15%) of –CH2(C=O)CH2CH2 units in the polymer backbone are used. These are designated as MEB and TSB. The degradation is carried out at 150 ºC in a oxygen atmosphere and the thermooxidative degradation is followed by the oxygen uptake. The degraded samples are analysed by FTIR and UV-Visible Spectroscopy, Viscosimetry and Differential Scanning Calorimetry. In chapter 3 the experimental results obtained in this study are presented. In Chapter 4 the results are discussed on the basis of the influence of the percentage of modification for each set, MEB and TSB. A comparative analysis of the results obtained for each set is also presented. The results show that the insertion of aliphatic segments containing carbonyl groups in the polystyrene backbone enhances its degradability.