Desenvolvimento de um sistema de polimerização por atomização para a formação de partículas em escala micro e sub-micro

• Autor(a) principal: Fernandes, Lenita da Silva Lúcio
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21424
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Atomização; Polimerização em miniemulsão; Polimerização em suspensão; Nanopartículas; PMMA; PS

As nanopartículas são de grande interesse científico, devido a uma ampla variedade de potenciais aplicações nos campos da biomedicina, ótica e eletrônica. Muitos estudos têm sido realizados com o objetivo de produzir partículas poliméricas em nano escala. A principal razão é a maior proporção de área de superfície por volume, o que resulta em características específicas. Tais considerações levaram os pesquisadores a desenvolver técnicas para a obtenção de nanopartículas poliméricas com propriedades que permitem a aplicação em diferentes áreas. No presente trabalho, é proposto um processo de polimerização por atomização aplicado a sistemas de miniemulsão e suspensão para a formação de partículas submicrométricas de poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poliestireno (PS), sob a forma de homopolímero e copolímero. Nesta técnica, um dispositivo atomizador é utilizado como um método alternativo para gerar as gotículas de monômero antes da dispersão no meio reacional. Reações usando a técnica proposta foram realizadas e as partículas de PMMA e PS obtidas por polimerizações em suspensão ou miniemulsão foram analisadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Observou-se, através das análises de DLS, que foram obtidas partículas poliméricas com tamanho médio entre 40 e 1400 nm. Já com as análises de MEV e MET, foi possível observar que as partículas geralmente alcançaram tamanhos inferiores a 200 nm e com característica morfológica bem definida e esférica. Tais resultados foram obtidos até mesmo nas polimerizações em suspensão, o que não é comum de conseguir com técnicas convencionais. Por outro lado, a técnica proposta neste estudo tem demonstrado dificuldade em atingir altas concentrações de sólidos, sendo o valor máximo obtido de 130 g/L. Tal limitação está associada ao arraste das gotículas de monômero durante a atomização, sendo este efeito mais pronunciado principalmente quando o monômero é mais volátil. Por esta razão, diferentes configurações do sistema de polimerização foram testadas com o propósito de melhoria dos resultados. Além de demonstrar que é capaz de obter partículas nanométricas, a técnica proposta neste trabalho parece promissora na obtenção de partículas carreadoras, sendo, portanto, uma alternativa interessante pela facilidade de adaptação para larga escala, diferentemente dos métodos convencionais de produção de nanopartículas poliméricas.As nanopartículas são de grande interesse científico, devido a uma ampla variedade de potenciais aplicações nos campos da biomedicina, ótica e eletrônica. Muitos estudos têm sido realizados com o objetivo de produzir partículas poliméricas em nano escala. A principal razão é a maior proporção de área de superfície por volume, o que resulta em características específicas. Tais considerações levaram os pesquisadores a desenvolver técnicas para a obtenção de nanopartículas poliméricas com As nanopartículas são de grande interesse científico, devido a uma ampla variedade de potenciais aplicações nos campos da biomedicina, ótica e eletrônica. Muitos estudos têm sido realizados com o objetivo de produzir partículas poliméricas em nano escala. A principal razão é a maior proporção de área de superfície por volume, o que resulta em características específicas. Tais considerações levaram os pesquisadores a desenvolver técnicas para a obtenção de nanopartículas poliméricas com propriedades que permitem a aplicação em diferentes áreas. No presente trabalho, é proposto um processo de polimerização por atomização aplicado a sistemas de miniemulsão e suspensão para a formação de partículas submicrométricas de poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poliestireno (PS), sob a forma de homopolímero e copolímero. Nesta técnica, um dispositivo atomizador é utilizado como um método alternativo para gerar as gotículas de monômero antes da dispersão no meio reacional. Reações usando a técnica proposta foram realizadas e as partículas de PMMA e PS obtidas por polimerizações em suspensão ou miniemulsão foram analisadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Observou-se, através das análises de DLS, que foram obtidas partículas poliméricas com tamanho médio entre 40 e 1400 nm. Já com as análises de MEV e MET, foi possível observar que as partículas geralmente alcançaram tamanhos inferiores a 200 nm e com característica morfológica bem definida e esférica. Tais resultados foram obtidos até mesmo nas polimerizações em suspensão, o que não é comum de conseguir com técnicas convencionais. Por outro lado, a técnica proposta neste estudo tem demonstrado dificuldade em atingir altas concentrações de sólidos, sendo o valor máximo obtido de 130 g/L. Tal limitação está associada ao arraste das gotículas de monômero durante a atomização, sendo este efeito mais pronunciado principalmente quando o monômero é mais volátil. Por esta razão, diferentes configurações do sistema de polimerização foram testadas com o propósito de melhoria dos resultados. Além de demonstrar que é capaz de obter partículas nanométricas, a técnica proposta neste trabalho parece promissora na obtenção de partículas carreadoras, sendo, portanto, uma alternativa interessante pela facilidade de adaptação para larga escala, diferentemente dos métodos convencionais de produção de nanopartículas poliméricas.propriedades que permitem a aplicação em diferentes áreas. No presente trabalho, é proposto um processo de polimerização por atomização aplicado a sistemas de miniemulsão e suspensão para a formação de partículas submicrométricas de poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poliestireno (PS), sob a forma de homopolímero e copolímero. Nesta técnica, um dispositivo atomizador é utilizado como um método alternativo para gerar as gotículas de monômero antes da dispersão no meio reacional. Reações usando a técnica proposta foram realizadas e as partículas de PMMA e PS obtidas por polimerizações em suspensão ou miniemulsão foram analisadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Observou-se, através das análises de DLS, que foram obtidas partículas poliméricas com tamanho médio entre 40 e 1400 nm. Já com as análises de MEV e MET, foi possível observar que as partículas geralmente alcançaram tamanhos inferiores a 200 nm e com característica morfológica bem definida e esférica. Tais resultados foram obtidos até mesmo nas polimerizações em suspensão, o que não é comum de conseguir com técnicas convencionais. Por outro lado, a técnica proposta neste estudo tem demonstrado dificuldade em atingir altas concentrações de sólidos, sendo o valor máximo obtido de 130 g/L. Tal limitação está associada ao arraste das gotículas de monômero durante a atomização, sendo este efeito mais pronunciado principalmente quando o monômero é mais volátil. Por esta razão, diferentes configurações do sistema de polimerização foram testadas com o propósito de melhoria dos resultados. Além de demonstrar que é capaz de obter partículas nanométricas, a técnica proposta neste trabalho parece promissora na obtenção de partículas carreadoras, sendo, portanto, uma alternativa interessante pela facilidade de adaptação para larga escala, diferentemente dos métodos convencionais de produção de nanopartículas poliméricas.