Cashew nut shell liquid as a green alternative to functionalize polymers: experimental and modeling investigation

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Laura Pires da Mata
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/13576
Resumo: O líquido da castanha de caju (LCC) é um sub-produto da indústria de produção de castanha de caju. Apesar disto, ele é riquissímo em compostos fenólicos que podem ser utilizados como comonômeros na funcionalização de polímeros. No presente trabalho, é estudada a polimerização radicalar desses materiais. Inicialmente, a copolimerização em massa do cardanol ou LCC natural com estireno, metacrilato de metila, acetato de vinila ou ácido acrílico foi estudada cineticamente e diversas análises foram realizadas para caracterizar os copolímeros formados. Algumas vantagem obtidas na copolimerização foi o aumento da estabilidade térmica e redução da temperatura vítrea dos polímeros. Assim, um mecanismo cinético foi proposto e um modelo matemático derivado para que fossem estimados parâmetros cinéticos que permitiram a descrição apropriada de conversão dos monômeros, massas molares médias e composição dos copolímeros. É detectado que os monômeros renováveis exercem forte efeito inibitório nas polimerizações, fazendo com que a incorporação deles nas cadeias copoliméricas seja difícil, mas não impossível. Com tais resultados, polimerizações em suspensão foram realizadas com as condições que obtiveram melhor desempenho em massa. Polímeros antes hidrofóbicos, se tornaram mais hidrofílicos e a adição de cardanol nessas polimerizações se mostrou uma ótima alternativa para controlar tamanho de partículas e manter suspensões estáveis por longos períodos de tempo.
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Algumas vantagem obtidas na copolimerização foi o aumento da estabilidade térmica e redução da temperatura vítrea dos polímeros. Assim, um mecanismo cinético foi proposto e um modelo matemático derivado para que fossem estimados parâmetros cinéticos que permitiram a descrição apropriada de conversão dos monômeros, massas molares médias e composição dos copolímeros. É detectado que os monômeros renováveis exercem forte efeito inibitório nas polimerizações, fazendo com que a incorporação deles nas cadeias copoliméricas seja difícil, mas não impossível. Com tais resultados, polimerizações em suspensão foram realizadas com as condições que obtiveram melhor desempenho em massa. Polímeros antes hidrofóbicos, se tornaram mais hidrofílicos e a adição de cardanol nessas polimerizações se mostrou uma ótima alternativa para controlar tamanho de partículas e manter suspensões estáveis por longos períodos de tempo.Cashew nut shell liquid (CNSL) is a by-product of cashew nut industry. Despite this, it is rich in phenolic compounds that can be used as comonomers in the functionalization of polymers. In the present study, the radical polymerization of these materials is investigated. Inittialy, the bulk copolymerization of cardanol or natural CNSL with styrene, methyl methacrylate, vinyl acetate or acrylic acid was studied kinetically and several analyzes were carried out to characterize the copolymers formed. Some advantages obtained in the copolymerization were the increase in thermal stability and reduction of the glass temperature of the polymers. Thus, a kinetic mechanism was proposed and a mathematical model derived to estimate kinetic paramers that allowed proper description of monomer conversion, average molecular weights, and composition of the copolymers. It is detected that the renewable monomers exert a strong inhibition effect on the polymerizations, making the incorporation of them into the copolymer chains difficult, but not impossible. With these results, suspension polymerizations were performed with the conditions that obtained the best results in bulk polymerization. Polymers previously hydrophobics became more hydrophilic; and the addition of cardanol in such polymerization has proved to be an excellent alternative for particle size control and to stabilize suspensions for long periods of time.Submitted by Natasha Valladão (natashasilvaa4@gmail.com) on 2021-01-25T13:41:08Z No. of bitstreams: 1 LauraPiresDaMataCosta (1)-compactado.pdf: 4037888 bytes, checksum: 28f3dd1723dbd03efca50cb004eac835 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-25T13:41:08Z (GMT). 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