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Síntese e caracterização de catalisadores poliméricos ácidos, a partir da reciclagem química de poliestireno, e avaliação na síntese de biodiesel em fase heterogênea
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/7542
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Oliveira, Maria Aparecida Ferreira César, 1963- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Ramos, Luiz Pereira, 1960- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química | - |
| Autor(es): dc.creator | Soldi, Rafael Augusto | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-09-01T11:56:00Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-09-01T11:56:00Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-12-03 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-12-03 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2006 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/1884/7542 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/7542 | - |
| Descrição: dc.description | Orientadora: Maria Aparecida F. César-Oliveira | - |
| Descrição: dc.description | Coorientador: Luiz Pereira Ramos | - |
| Descrição: dc.description | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 2006 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui bibliografia | - |
| Descrição: dc.description | Área de concentração: Química orgânica | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: A catálise heterogênea tem despertado grande interesse nos setores produtivo e acadêmico-científico. Diversos exemplos de reações de esterificação e transesterificação envolvendo o uso de catalisadores poliméricos têm sido descritos na literatura. Em geral, são utilizados polímeros reticulados funcionalizados principalmente aqueles contendo grupos sulfônicos, como é o caso das resinas depoliestireno-divinilbenzeno sulfonadas, macrorreticuladas e gelulares (PS-DVBSO3H). Neste Trabalho foi estudado o uso de poliestireno linear (PS), na obtenção de poliestireno sulfonado (PSS). Diversos método se condições experimentais foram investigados para a sulfonação de PS cristal, PS pós-consumo (copos descartáveis triturados) e esferas de PS linear, obtidas por polimerização em suspensão. As amostras de poliestireno linear estudadas levaram a catalisadores poliméricos com graus de sulfonação na faixa de 5,0-6,2 mmol -SO3H/g de polímero seco. O desempenho dos diversos catalisadores foi avaliado frente à reação de transesterificação de sebo bovino (acidez de 53 mg de KOH/g)e óleos vegetais (óleo de soja refinado — acidez de 0,1 mg de KOH/g e óleo de milho bruto - acidezde 1,3 mg de KOH/g) com etanol e metanol. As amostras de PSS se mostraram insolúveis nas condições da reação de transesterificação (empregados em 20 moI% de catalisador e na proporção óleo:etanol de 1 :100). Ésteres etílicos foram obtidos em 85% de conversão para o óleo de soja refinado, 75% para o óleo de milho bruto e 70% para o sebo bovino. Para efeito de comparação, as mesmas condições de reação empregadas com os PSS foram utilizadas com uma resina gelular sulfonada (5,0 mmol SO3H/g com 8% de ligações cruzadas) e com as resinas macrorreticuladas PS-DVB-SO3H comerciais, Lewatit SPC112 (2,7 mmol SO3H/g -Bayer) e Amberlyst 15 (3,7 mmol SO3H/g - Aldrich), sendo esta última a única que levou à formação de ésteres etílicos e metálicos, entretanto em baixas taxas de conversão. Estes resultados demonstram a grande potencialidade dos catalisadores obtidos neste trabalho. Para melhor compreender o comportamento dos PSS, foi realizado um estudo cinético com estes catalisadores, utilizando como substrato o óleo de soja refinado e metanol. Os resultados demonstraram um grande aumento na produção de ésteres quando a reação foi realizada com um excesso de metanol de 100:1, gerando um produto cujo teor de ésteres metálicos correspondeu a 94%. Portanto, este trabalho permitiu demonstrar que os catalisadores poliméricos obtidos a partir de poliestireno linear, apresentaram uma boa eficiência na etanólise e metanólise de óleos vegetais e de matérias-primas que apresentam elevado índice de acidez como o óleo de milho bruto e o sebo bovino. | - |
| Descrição: dc.description | Abstract: Heterogeneous catalysts have been increasingly used for industrial and/or scientific applications. In this regard, examples of esterification and transesterification reactions involving the use of polymeric catalysts have been described in the literature. In general, funcionalized crosslinked macroporous or gelular resins areused, particularly those containing sulfonic groups such as the sulfonatedpolystyrene-divinylbenzene resins (PS-DVB-SO3H). In this work, sulfonatedpolystyrene compounds (PSS) were synthesized from different linear polystyrene (PS) samples, such as crystal, post-consumption (triturated disposable plastic cups) and freshly synthesized spheres obtained by polymerization in suspension. Several methods and experimental conditions were investigated for the sulfonation of PS samples, producing catalytically active polymeric materials with sulfonation degreesin the range of 5.0-6.2 mmol -SO3H/g of dry polymer. The performance of these catalysts was evaluated in transesterification reactions of beef tallow and vegetable oils with ethanol and methanol. For the sake of comparison, the same reaction conditions employed for the PSS catalysts were also used for a sulfonated gelularresin (5,0 mmol SO3H/g - 8% crosslink) and for two commercially available PS-DVBSO3H macroporous resins, Lewatit SPC112 (2,7 mmol SO3H/g - Bayer) and Amberlyst 15 (3,7 mmol SO3H/g - Aldrich). The PSS samples were shown to bein soluble in the reaction media, leading to conversion rates of 85%, 75%, and 70% of the refined soybeen oil (acid value 0,1 mg de KOH/g), beef tallow (53 mg de KOH/g) and crude corn oil (1,3 mg de KOH/g) in to (m)ethyI esters (employed in 20 moI% of catalyst with proportion oil:ethanol -1 :100). Amberlyst 15 was the only catalyticallyactive alternative to the process, but its conversion rate to alkyl esters was very low. These results demonstrated that our synthetic PSS materials have a great potential o act as heterogeneous catalysts for transesterification. For a better understanding of the PSS behavior,a kinetic study was also carried out with these catalysts usingthe refined soybean oil and methanol. The results demonstrated an increase in esters production when the reaction was performed with 100:1 methanol:oil molar ratio. Under these conditions, the resulting product contained 94% of methyl esters in its composition. Therefore, this work has demonstrated that, upon sulfonation, polymericcatalysts obtained from linear polystyrene of different sources have a good efficiency in the alcoholysis of crude and refined vegetable oils, as well as raw materials that present high acid numbers such as beef tallow or used frying oil. | - |
| Formato: dc.format | 109f. : il., grafs., tabs. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Relação: dc.relation | Disponível em formato digital | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Energia - Consumo | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Oleo de milho | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Catalisadores | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Polimerização | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Química | - |
| Título: dc.title | Síntese e caracterização de catalisadores poliméricos ácidos, a partir da reciclagem química de poliestireno, e avaliação na síntese de biodiesel em fase heterogênea | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
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