Síntese e caracterização de poliuretano à base de Poli(-Caprolactona) reforçado com nanocristais de celulose

• Autor(a) principal: Debora Rosa da Silva Souza
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9ATQCQ
• topic: Nanocristais de celulose; Panobiocompósitos; Poliuretano; Nanopartículas; Celulose Biodegradação; Físico-química; Polimerização; Compósitos poliméricos; Poliuretanas; Polimeros

Nesta dissertação de mestrado, nanocristais de celulose preparados a partir de polpa de eucalipto foram utilizados como material de reforço em uma matriz polimérica. O poliuretano foi sintetizado a partir da poli(-caprolactona)-diol, em única etapa de polimerização. Os nanocristais foram obtidos por meio de hidrólise com ácido sulfúrico e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, espectroscopia na região do infravermelho, termogravimetria. As dimensões dos nanocristais obtidos apresentaram em média 145 ± 25 nm de comprimento e 6 ± 1,5 nm de diâmetro. Para preparação dos nanocompósitos de poliuretano com nanocristais de celulose foram utilizadas duas diferentes estratégias: polimerização com a presença das nanopartículas no meio reacional (in situ) e mistura simples do polímero dissolvido em solvente orgânico, com os nanocristais dispersos no mesmo solvente, seguido de evaporação (casting). A espectroscopia na região do infravermelho foi utilizada para avaliar as possíveis alterações estruturais causadas pela presença das nanopartículas de celulose no polímero puro. A partir da polimerização in situ, observou-se que bastões de nanocristais de celulose foram covalentemente ligados às cadeias de poliuretano durante a síntese do pré-polímero. A influência da presença, em diferentes concentrações, dos nanocristais na degradação térmica dos nanocompósitos pôde ser investigada por termogravimetria. A resistência térmica dos nanobiocompósitos aumenta, à medida que a concentração dos nanocristais nas amostras aumenta até o limite de 3%. O efeito da presença dos nanocristais na separação das fases flexível e rígida; na mobilidade das cadeias poliméricas e dispersão das nanopartículas na matriz polimérica foi avaliado por calorimetria exploratória diferencial. Através de ensaio de tração observou-se que o módulo elástico aumenta significativamente até a concentração de 3% de nanopartículas. A presença de nanocristais covalentemente ligados à matriz altera a resposta mecânica do material, como pôde ser observado pelos parâmetros analisados nessa dissertação. O efeito da inserção dos nanocristais na cristalinidade do material foi analisado por difração de raios X.