Os perfis de distribuições granulométricas dos polímeros obtidos são mostrados na Figura 4.9.
De acordo com a Figura 4.9, podemos observar que os polímeros obtidos com as amostras dos catalisadores pré-polimerizados A, C e D tiveram uma distribuição granulométrica semelhante. Já o polímero obtido com a amostra do catalisador pré-polimerizado B, teve um perfil de distribuição granulométrica distinto das demais amostras, apresentando de forma semelhante à curva de distribuição deste catalisador pré-polimerizado, uma distribuição bimodal não desejada. Ambas as curvas de distribuição, do catalisador pré-polimerizado e do polímero final, evidência mais uma vez, que a morfologia do polímero final é dada pela morfologia do seu catalisador, como também pode ser observado pelas análises de MEV.
Os diâmetros médios das partículas do polímero final, também obtidos pela análise granulométrica, com as diferentes amostras dos catalisadores são mostrados na Figura 4.10.
Figura 4.10 – Diâmetro médio da partícula dos polímeros obtidos
De acordo com a Figura 4.10, pode-se observar que o polímero obtido com a amostra B teve um maior diâmetro médio de partícula em relação aos outros polímeros obtidos com as demais amostras dos catalisadores. Isto pode ser explicado de forma semelhante ao resultado da moda do diâmetro do catalisador pré-polimerizado, pois, conforme visualizado na imagem de MEV desta amostra, devido a uma possível menor fragmentação do seu suporte, levando a um maior recobrimento da partícula do catalisador reduzido com polímero, sem ocorrer à
quebra do seu suporte, contribuindo somente para o aumento do tamanho da partícula do polímero final.
A quantidade de finos (denominação dada às partículas com tamanho inferior a 75 µm) dos polímeros obtidos está descrito na Tabela 4.4.
Tabela 4.4 – Teor de Finos dos polímeros obtidos Amostras Teor de Finos (%)
A 2,7
B 1,8
C 3,0
D 3,0
De acordo com o resultado obtido pela Tabela 4.4, pode-se observar que a amostra B obteve uma menor formação de partículas denominadas de finos, em função da suposta fragmentação insuficiente na etapa de pré-polimerização do catalisador.
Os resultados de densidade aparente do polímero obtidos com as amostras dos catalisadores pré-polimerizados, são apresentados na Figura 4.11.
De acordo com a Figura 4.11, os polímeros obtidos com as amostras A, C e D dos catalisadores pré-polimerizados, apresentaram valores de densidade aparente dentro da faixa esperada pela empresa para este tipo de catalisador. Já o polímero obtido com a amostra B do catalisador pré-polimerizado, apresentou um valor superior ao esperado, podendo implicar em problemas no ensaque deste produto.
A amostra do catalisador B, diante destes resultados apresentados, foi reprovada pelo controle de qualidade da unidade de produção, pois, em escala industrial, levaria a obtenção de um polímero com propriedades fora da especificação desejada.
CAPÍTULO 5
5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Por meio dos resultados obtidos no desenvolvimento deste trabalho pode-se entender um pouco mais sobre o fenômeno da fragmentação do suporte do catalisador Ziegler-Natta, e o seu impacto nas propriedades morfológicas do catalisador pré-polimerizado e do polímero final, destacando a importância de desenvolvimentos de novos trabalhos que possam esclarecer ainda mais este fenômeno pouco conhecido.
Os resultados obtidos através das diversas análises de caracterizações realizadas apontaram para uma diferença significativa entre a amostra do catalisador B e as demais amostras, que foram preparadas sob mesmas condições. Isto indica uma possível influência das condições de pré-polimerização sobre a morfologia do catalisador.
Inicialmente, através das análises de MEV do catalisador reduzido, pode-se visualizar a diferença da morfologia encontrada para a amostra B e C. A realização de microanálises por energia dispersiva de ambas as amostras, permitiu entender melhor as diferenças encontradas. A melhor distribuição das partículas observadas na amostra C, associadas ao maior teor incorporado de Cl e Ti, indicam para uma melhor dispersão do agente redutor na etapa de redução do catalisador.
Através das análises de MEV dos catalisadores pré-polimerizados, foi possível constatar o aumento do tamanho da partícula pré-polimerizada em relação à mesma na forma reduzida, através do recobrimento da partícula pela cadeia de polímero em crescimento. Além disso, para as amostras A, C e D também foi possível observar um aumento relevante da porosidade da partícula. No entanto, a amostra B apresentou uma morfologia distinta das demais amostras, apresentando um crescimento bastante irregular e de baixa porosidade, em função de uma possível menor fragmentação do seu suporte, levando a um maior recobrimento da partícula do catalisador reduzido com polímero, sem ocorrer à quebra do seu suporte, contribuindo somente para o aumento do tamanho da partícula.
Através dos resultados das análises de difração a laser, foi possível determinar a distribuição das partículas dos catalisadores pré-polimerizados, no qual as amostras A, C e D, apresentaram distribuição Gaussiana monomodal típica. Já a amostra B apresentou uma distribuição com duas modas, denominada bimodal, não desejada para este tipo de catalisador. Isto pode gerar uma distribuição irregular do polímero final, uma vez que a geometria do polímero é reproduzida do seu catalisador pré-polimerizado, que por sua vez, reproduz a forma do seu catalisador reduzido. Como foi observado nas análises de MEV da amostra B, tanto o a sua forma reduzida, quanto a sua forma pré-polimerizada apresentaram uma morfologia irregular na forma de aglomerados não uniformes do catalisador, que pode explicar a obtenção deste tipo de distribuição.
As modas dos diâmetros dos catalisadores na forma pré-polimerizada obtida por difração a laser, mostrou que a amostra B apresentou uma maior moda em relação às demais amostras, possivelmente em função da fragmentação insuficiente na etapa de pré-polimerização. Já as amostras A, C e D, por apresentaram uma distribuição de partícula bem mais definida, na forma reduzida e pré-polimerizada, e uma elevada porosidade, que indica uma maior fragmentação do seu suporte, sendo ambas as constatações observadas pelas imagens de MEV destas amostras, apresentaram por sua vez uma moda do diâmetro das partículas semelhantes e dentro da faixa esperada pela empresa para este tipo de catalisador.
Os resultados das atividades catalíticas, obtidas nas reações de polimerização de bancada, utilizando as amostras dos catalisadores na forma pré-polimerizada, possuíram valores dentro da faixa esperada pela empresa para este tipo de catalisador. No entanto, a amostra B, mesmo dentro da faixa aceitável, apresentou uma menor atividade catalítica do que as demais amostras. Isto pode ser explicado, em função do indicativo de uma menor fragmentação da partícula observado na análise morfológica desta amostra, como comentado anteriormente. Uma menor fragmentação leva a uma menor exposição dos sítios ativos do catalisador, devido ao preenchimento do poro do mesmo com polímero sem ocorrer à fratura do suporte, levando assim a uma menor atividade catalítica.
Os resultados das eficiências catalíticas, determinadas para todas as amostras avaliadas, também possuíram valores dentro da faixa esperada pela empresa para este tipo de catalisador.
Os perfis de distribuições granulométricas dos polímeros obtidos com as amostras dos catalisadores pré-polimerizados A, C e D tiveram uma distribuição granulométrica semelhante. Já o polímero obtido com a amostra do catalisador pré-polimerizado B, teve um perfil distinto das demais amostras, apresentando novamente uma distribuição bimodal não desejada. Ambas as curvas de distribuição, do catalisador pré-polimerizado e do polímero final, pôde evidenciar, que a morfologia do polímero final é dada pela morfologia do seu catalisador, como também pode ser observado pelas análises de MEV.
Os resultados obtidos por análise granulométrica dos diâmetros médios das partículas do polímero final mostrou que o polímero obtido com a amostra do catalisador B teve um maior diâmetro médio de partícula em relação aos outros polímeros obtidos com as demais amostras dos catalisadores. Isto pode ser explicado de forma semelhante ao resultado da moda do diâmetro do catalisador pré-polimerizado.
A determinação da quantidade de finos permitiu evidenciar que a amostra B levou a formação de um polímero com menor formação de finos em relação às demais amostras, em função da suposta fragmentação insuficiente na etapa de pré-polimerização do catalisador.
Os resultados de densidade aparente dos polímeros obtidos com as amostras A, C e D dos catalisadores pré-polimerizados, apresentaram valores dentro da faixa esperada pela empresa. Já o polímero obtido com a amostra B do catalisador pré-polimerizado, apresentou um valor superior ao esperado, podendo implicar em problemas no ensaque deste produto.
Como sugestões para futuros trabalhos nesta área, destacam-se as seguintes:
1. Avaliar o impacto da temperatura e velocidade de agitação, na etapa de redução do catalisador;
2. Preparar amostras com diferentes tempos de pré-polimerização visando compreender as diferentes etapas do fenômeno da fragmentação do suporte;
3. Avaliar o impacto da temperatura e velocidade de agitação, na etapa de pré-polimerização do catalisador.
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