Determinação de dados experimentais de equilíbrio de fases a alta pressão de sistemas contendo dióxido de carbono supercrítico, etanol e l-lactídeo

Abstract

A crescente necessidade de materiais poliméricos com a produção baseada em processos limpos possibilitou o desenvolvimento de polímeros com aplicações nas áreas alimentícia e farmacêutica, graças a novos métodos de produção que visam o desenvolvimento de polímeros em meio atóxico. A maioria dos processos tradicionais de polimerização é mediada por catalisadores tóxicos que podem deixar resíduos nos produtos, por outro lado, os processos enzimáticos que utilizam catalisadores biológicos podem ser considerados limpos. Em especial, o poli-(L-lactídeo), que pode ser obtido através da abertura do anel do monômero L-lactídeo, é classificado como um polímero biodegradável, biocompatível e biorreabsorvível, assim pode ser empregado na área médica, farmacêutica e alimentícia. Portanto, o objetivo deste trabalho foi realizar o estudo do comportamento de fases em alta pressão do sistema ternário L-lactídeo + etanol + dióxido de carbono supercrítico visando à obtenção de dados para a condução do processo de polimerização em meio supercrítico. Os experimentos foram realizados usando uma célula de volume variável numa faixa de temperatura de 50 a 80 °C, de pressão entre 90 e 255 bar, nas razões etanol/L-lactídeo de 0,5:1, 1:1 e 1,5:1. Foram observadas transições de fase do tipo líquido-vapor, líquido-líquido e líquido-líquido-vapor. Por meio de diagramas P-x e/ou P-T, observou-se o comportamento LCST em todos os sistemas. O etanol foi utilizado como cossolvente e mostrou-se efetivo na redução da pressão de transição de fase com o aumento da sua concentração. Os dados reportados neste trabalho fornecem informações importantes para o desenvolvimento e condução da síntese de polímeros em meio supercrítico.<br>

Abstract : The increasing need for polymeric materials based on clean production processes enabled the development of polymers with applications in food and pharmaceutical areas, thanks to new production methods that aim at the development of polymer at non-toxic medium. Most traditional methods of polymerization are mediated by catalysts and can leave toxic residues in the products, an the other hand, enzymatic processes using biocatalysts can be considered clean. In particular, poly (L- lactide) that can be obtained by ring opening polymerizationof L- lactide monomer, is classified as a biodegradable polymer, biocompatible, bioresorbable and thus can be used in the medicaly , pharmaceutical and food industries. Therefore, the aim of this work was to study the high pressures phase behavior of the ternary system supercritical carbon dioxide + ethanol + L- lactide in order to obtain data to conduct the polymerization process in supercritical media. The experiments were performed using a variable volume cell over a temperature range from 50 to 80°C, pressure from 90 to 255 bar, and ratios ethanol / L- lactide of 0.5:1, 1:1 and 1.5:1. Phase transitions of the type vapor-liquid, liquid-liquid and liquid-liquid-vapor were observed. Through of Px diagrams and/or PT, was observed the LCST behavior in all systems. Ethanol was used as cosolvent and was effective in reducing phase transition pressure with increasing concentration. The data reported in this work provide important information for developing and conduction of the synthesis of polymers in supercritical media.