Título do Vídeo: Síntese do Rayon

Nome dos participantes: Ana Sofia Lourenço, Juliana Teixeira, Rafael Barbosa, Tiago Queiroz

Professor responsável: Clara Tomé

Escola: Escola Secundária da Boa Nova- Leça da Palmeira

E-mail: clarateixeira1@esbn.pt

Resumo

O rayon é um material têxtil artificial formado por celulose, homopolímero natural, ou por compostos de celulose purificados e constitui uma fibra semissintética. Resulta da viscose (seda artificial), a primeira fibra manufaturada.

A designação rayon foi escolhida num concurso para encontrar um nome para a nova fibra, em 1924, apesar de as primeiras meias de rayon terem sido produzidas doze anos antes.

Através da celulose retirada da madeira e transformada em xantato de celulose, resulta o rayon que constitui uma fibra de celulose regenerada normalmente. A celulose presente no algodão é convertida num composto solúvel quando em contacto com a solução de hidróxido de tetraaminocobre (II). Seguidamente este composto é convertido em fibras insolúveis de rayon quando o pH da solução é reduzido. Este polímero precipita quando é injetado na solução de ácido sulfúrico, uma vez que os iões cobre se difundem na solução, dando origem a sulfato de cobre.

CuCO₃.Cu(OH)₂.H₂O(s) + 4NH₃(aq) → CuCO₃(s) + [Cu(NH₃)₄]²⁺aq) + 2OH⁻(aq) + H₂O(l)

Conceitos

Os polímeros são macromoléculas formadas por unidades repetidas – os monómeros – que dão origem a longas cadeias. O grau de polimerização representa o número de vezes que o mero do polímero se repete, conferindo uma noção sobre o comprimento da cadeia polimérica.

As moléculas dos polímeros obtêm-se a partir de monómeros que podem ser iguais – homopolímeros – ou diferentes – copolímeros – e são constituídas por muitos segmentos repetitivos, designados por meros ou motivos.

Os polímeros podem ser divididos em três grandes grupos: Polímeros sintéticos, polímeros naturais e polímeros artificiais, sendo que o rayon é um exemplo do último grupo de polímeros, uma vez que é obtido por transformação química de um polímero natural.

Este polímero apresenta elevada absorção da humidade (mais do que o algodão) e do suor do corpo, é respirável, leve e confortável, tinge com facilidade, não é resiliente (amachuca com facilidade), forma facilmente misturas com outras fibras e arde facilmente (como qualquer outra fibra celulósica).

Ilustração 2: Fórmula de estrutura da Celulose Ilustração 1: Fórmula de estrutura da viscose

Protocolo Experimental

Segurança:

Reagente Simbologia Significado e Cuidados

Amoníaco

Corrosivo - evitar contacto com a pele, olhos e vestuário

Irritante ou nocivo – evitar a inalação de vapores; evitar o contacto com a pele e olhos

Prejudicial para o meio ambiente – colocar num recipiente de recolha de resíduos destinados para o efeito; não despejar diretamente na banca

Ácido Sulfúrico

Corrosivo - evitar contacto com a pele, olhos e vestuário

Comburente – evitar o contacto com materiais inflamáveis

Simbologia Cuidados

Devem utilizar-se luvas no manuseamento dos diferentes produtos químicos e bata para proteção do vestuário e corpo.

O trabalho deve ser realizado na hotte devido ao risco apresentado de inalação de vapores tóxicos.

Reagentes:

Carbonato de cobre; (CuCO3)

Amoníaco; (NH3)

Ácido Sulfúrico; (H2SO4)

Algodão.

Material:

Balança;

Espátula;

Proveta;

Placas de Petri;

Seringa;

Esguicho;

Gobelé;

Varetas.

Procedimento:

1. Colocar um pequeno pedaço de algodão num gobelé e cobri-lo com 0,5 g de carbonato de cobre (II);

2. Medir cerca de 25 ml de água destilada, com o auxílio de uma proveta;

3. Adicionar cerca de 25 ml de amoníaco, agitando para dissolver;

4. Colocar num gobelé um volume considerável da solução de ácido sulfúrico;

5. Introduzir a solução de carbonato de cobre (II), algodão e amoníaco numa seringa e injetá-la na solução ácida;

6. Observar a formação de uma fibra, por precipitação; notar o desaparecimento gradual da cor azul da fibra e simultânea mudança de cor da solução ácida.

Aplicações:

Atualmente a produção industrial destas fibras é escassa, já que existem processos mais económicos. No entanto, estas ainda se usam no fabrico de certos tecidos, visto que são muito finas, macias e resistentes, e apresentam aplicações especiais, nomeadamente nas fibras ocas e filmes de rins artificiais em muitas unidades

de diálise. São ainda aplicadas como reforço estrutural em correias de transmissão de força (correias tipo V) quando inseridas no interior da correia impregnada com borracha.

É de salientar que a experiência realizada poderá ser utilizada com fins didáticos, como base para introdução do domínio “Plásticos, vidros e novos materiais”.

Conclusões:

Com a realização deste trabalho, pudemos tomar consciência das diferentes aplicações desta fibra, não apenas a nível têxtil mas também noutras áreas. É ainda de salientar que o desenvolvimento deste projeto permitiu alargar o nosso conhecimento no campo da síntese de polímeros, já que, para além do selecionado, o rayon pode ser obtido por intermédio de outros processos.

Em suma, consideramos a experiência realizada de grau médio, visto que, apesar de apresentar um procedimento simples, requer cuidados especiais no manuseamento de alguns dos reagentes, dado o seu caráter corrosivo e perigoso, bem como no manuseamento das fibras obtidas.