Otimização da síntese de microcápsulas poliméricas de poli (ureia-formaldeído) (PUF) preenchidas de com 5-etilideno-2- norboneno (ENB) para autorreparo usando metodologia de planejamento fatorial

• Autor(a) principal: Freire, Maria Paula de Carvalho
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57145
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Polimerização in situ; Autorreparo; Microcápsulas poliméricas; Planejamento fatorial; Poli(ureia-formaldeído)

O estudo de materiais autorreparáveis cresceu progressivamente nas últimas décadas devido à procura por materiais altamente duráveis. Neste trabalho, microcápsulas de poli(ureia-formaldeído) (PUF) preenchidas com 5-etilideno-2- norboneno (ENB) foram preparadas por polimerização em emulsão in situ. Este trabalho faz parte de uma estratégia sequencial de planejamento experimental, onde inicialmente foram selecionados parâmetros significativos a partir dos resultados de um planejamento Plackett Burman (PB) executado anteriormente, para a realização de um planejamento fatorial fracionário 24-1. Os parâmetros selecionados foram, a velocidade de agitação, o teor de poli (etileno-alt-anidrido maleico) (EMA) (emulsificante), o pH da reação e as gotas de 1-octanol (inibidor de formação de bolhas durante a síntese). Em seguida, para a realização do planejamento fatorial completo visando a otimização do processo de síntese, apenas a variável 1-octanol não foi selecionada. As respostas analisadas foram o rendimento, o teor de encapsulado, o diâmetro médio das microcápsulas, a estabilidade e a degradação térmica. Após a realização do planejamento fatorial completo, foram obtidos modelos matemáticos representativos do processo para as variáveis resposta diâmetro médio, estabilidade e degradação térmica, para um nível de confiança de 90%. Para definir a condição ótima para produção das microcápsulas, a variável resposta diâmetro médio foi levada em consideração com base no modelo matemático obtido após análise estatística, e uma avaliação conjunta foi realizada com base nos resultados de rendimento, teor de encapsulado, estabilidade e degradação térmica. Desta forma, utilizando a metodologia de análise de superfície de resposta (RSM), concluiu-se que a condição de síntese (PUF/ENB 2), onde foi utilizada agitação de 700 RPM, pH da reação em 3,0 e teor de EMA adicionado em solução de 0,425 g, está inserida dentro da região otimizada do processo de síntese, resultando em microcápsulas com propriedades morfológicas adequadas, tais como superfície de casca regular, pouco resíduo de U/F, diâmetro médio em torno de 80 µm, distribuição de diâmetro estreita, além de bons resultados de rendimento e teor de encapsulado.