Microencapsulamento de isocianatos para aplicação em adesivos à base de poliuretano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Amanda Nascimento Braga
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126440
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Danilo Justino Carastan
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spelling Microencapsulamento de isocianatos para aplicação em adesivos à base de poliuretanoMICROCÁPSULASISOCIANATOEVAPORAÇÃO DE SOLVENTEPOLIURETANOADESIVOSMICROCAPSULESISOCYANATESOLVENT EVAPORATIONPOLYURETHANEADHESIVESPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS - UFABCOrientador: Prof. Dr. Danilo Justino CarastanCoorientador: Prof. Dr. Demetrio Jackson dos SantosTese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2023.A alta toxicidade apresentada pelo componente reativo isocianato (-NCO) vem estimulando a criação de regulamentação restritiva ao seu uso em diversas indústrias. Visando contornar essas restrições, a indústria de calçados busca soluções para aumentar o desempenho de colagem de seus adesivos à base de poliuretano sem que seja necessária a utilização do isocianato na sua forma livre. Uma solução encontrada a esta problemática foi o microencapsulamento desse componente. Desta forma, o reagente fica protegido por uma parede polimérica e, no momento adequado, deve ser ativado pela ação de temperatura e pressão, permitindo a ocorrência da reação de cura, o que garante a performance adequada ao adesivo. A proposta deste trabalho é obter microcápsulas de poli(metacrilato de metila) (PMMA) contendo grupamentos -NCO ativos no núcleo por meio da técnica de evaporação de solvente em emulsões óleo em água para a obtenção de adesivos monocomponentes à base de poliuretano para aplicação na indústria calçadista. Buscando adequar as propriedades finais das microcápsulas para a aplicação em questão, estudou-se a influência da concentração de surfactante, velocidade de agitação, volume inicial de isocianato, massa inicial de PMMA, e temperatura e tempo no sistema. Dentre os parâmetros estudados, apenas concentração de surfactante, velocidade de agitação e temperatura apresentaram influência estatisticamente significativa nas variáveis de resposta. A depender da combinação de parâmetros aplicada foram obtidas microcápsulas com formato esférico, apresentando morfologia core-shell, com aproximadamente 13 wt.% de isocianato ativo no núcleo, diâmetro médio de 50,3 ?m, e estabilidade térmica superior ao componente puro. A análise do teor de grupamentos -NCO ao longo do tempo, indicou que as microcápsulas apresentam baixa estabilidade. Microcápsulas foram dispersas em matriz adesiva de poliuretano para a obtenção do adesivo monocomponente. Análises realizadas por reometria, refratometria óptica por modulação de temperatura (TMOR) e peeling indicam que as microcápsulas são eficientes na liberação do isocianato ativo e em promover a reação de reticulação. Já os testes de FTIR indicaram baixa estabilidade do adesivo ao longo do tempo.The high toxicity presented by the reactive component isocyanate (-NCO) has stimulated the creation of restrictive regulations for its use in several industries. Aiming to overcome these restrictions, the footwear industry seeks solutions to increase the bonding performance of its polyurethane-based adhesives without using isocyanate in its free form. The solution found to this problem was the microencapsulation of this component. This way, it is protected by a polymeric shell, and at the right time, it must be activated by the action of temperature and pressure, allowing the occurrence of the curing reaction, which guarantees the proper performance of the adhesive. The purpose of this work is to obtain poly(methyl methacrylate) (PMMA) microcapsules containing active -NCO groups in the core through solvent evaporation technique in oil-in-water emulsions to obtain one-component polyurethane-based adhesives for application in the footwear industry. Seeking to tailor the final properties of the microcapsules for the application in question, the influence of surfactant concentration, stirring speed, initial volume of isocyanate, initial mass of PMMA, and temperature and time in the system were studied. Among the parameters studied, only surfactant concentration, agitation speed and temperature had a statistically significant influence on the response variables. Depending on the combination of parameters applied spherical shaped microcapsules were obtained, presenting core-shell morphology, with approximately 13 wt.% of active isocyanate in the core, an average diameter of 50.3 ?m, and thermal stability superior to the pure component. The analysis of the content of -NCO groups over time indicated that the microcapsules have low stability. Microcapsules were dispersed in a polyurethane adhesive matrix to obtain a single component adhesive. Tests carried out by rheometry, temperature-modulated optical refractometry (TMOR) and peeling indicate that the microcapsules are efficient in releasing the active isocyanate and in promoting the crosslinking reaction. FTIR tests indicated low stability of the adhesive over time.Carastan, Danilo JustinoSantos, Demétrio Jackson dosFechine, Guilhermino José MacêdoBonvent, Jean JacquesBernardes, Juliana da SilvaVidotti, Suel EricSantos, Amanda Nascimento Braga2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf162 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126440http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=126440&midiaext=81208Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=126440porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-02-26T16:27:33Zoai:BDTD:126440Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2024-02-26T16:27:33Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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