Development of water-borne adhesives using monomers from renewable sources

• Autor(a) principal: Fernandes, Ana Margarida Conde
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/8040
• topic: Adhesives; Ionic liquids; Carboxylic acids; Free radical polymerizations; Emulsion; Miniemulsion

Within this master thesis, I carried out an experimental investigation of new synthetic routes to acrylic aqueous adhesives using components obtained from renewable raw materials. The experimental program has included two different strategies. In the first strategy we investigated the covalent incorporation of carboxylic acids coming from vegetable oils into methacrylic monomer and their subsequent miniemulsion polymerization. Our second strategy consisted in the incorporation of similar carboxylic acids into methacrylic monomers via ionic complexation. Then, we investigated a serie of polymer latexes synthesized via free radical emulsion polymerization of these ionic monomers. In the case of our covalently attached monomer, it was possible to obtain high efficiency of the miniemulsion polymerization reaction. However, we observed some coagulation problems of the latexes and the obtained film were brittle and did not show adhesive properties. In the second case, we investigated the polymerization of the ionic methacrylic-carboxylate monomers in water by free radical polymerization. For this system it was observed that an exact range exists between the monomer solids content of the reaction and the ratio between the monomer components, in order to obtain stable emulsions. Interestingly, after drying, the obtained films showed good adhesive properties demonstrating a remarkable ability of these to adhere in rigid surfaces. Nesta tese de mestrado, realizei uma investigação experimental de novas rotas de síntese para formular adesivos acrílicos em fase aquosa usando componentes obtidos a partir de matérias-primas renováveis. O programa experimental incluiu duas estratégias distintas. Numa primeira estratégia foi investigada a incorporação covalente de ácidos carboxílicos provenientes de óleos vegetais em monómeros metacrílicos e sua subsequente polimerização por miniemulsão. A segunda estratégia consistiu na incorporação de ácidos carboxílicos similares, em monómeros metacrílicos, via complexação iónica. Em seguida realizou-se uma investigação de uma serie de “latexes” de polímeros, obtidos por polimerização em emulsão de radicais livres provenientes destes monómeros iónicos. No caso do monómero ligado covalentemente, foi possível obter uma elevada eficiência da reacção de polimerização por miniemulsão. No entanto, observaram-se alguns problemas de coagulação dos “latexes” e os filmes obtidos eram quebradiços não apresentando quaisquer propriedades adesivas. No segundo caso estudado, foi investigada a polimerização dos monómeros iónicos metacrílicos-carboxilatos em água por polimerização via radical livre. Para este sistema verificou-se que existe uma faixa exacta entre o teor de sólidos contidos do em reacção e a razão mássica entre os componentes monoméricos, a fim de se obterem emulsões estáveis. Curiosamente, após a secagem dos filmes obtidos, estes apresentaram boas propriedades adesivas que demonstram uma notável capacidade destes compostos para aderir a superfícies rígidas.