Filmes compositos de fosfato de aluminio e latex : morfologia e propriedades oticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Cristiane Aparecida da, 1975-
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1611379
Resumo: Orientador: Fernando Galembeck
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spelling Filmes compositos de fosfato de aluminio e latex : morfologia e propriedades oticasAluminum phosphate latex composite films : morphology and optical propertiesLuz - EspalhamentoMie, Espalhamento deKubelka-MunkOpacidadeLight scattering efficiencyMie theoryKubelka-MunkOpacityOrientador: Fernando GalembeckTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuimicaResumo: A morfologia de filmes compósitos preparados com fosfato de alumínio e látexes de poli(metacrilato de metila-co-acrilato de butila) e de poli(estireno-co-acrilato de butila) foi caracterizada por técnicas de microscopia eletrônica de transmissão e de varredura (TEM, SEM) e por técnicas de microscopia de varredura por sonda (AFM, DPFM). O grau de opacidade (razão de contraste) e os cálculos de coeficiente de espalhamento das partículas de fosfato de alumínio nos filmes compósitos foram obtidos através dos espectros de refletância. As micrografias das superfícies de desbaste dos filmes compósitos mostraram espaços vazios entre os agregados de partículas de fosfato de alumínio dispersos pela matriz polimérica. A adesão entre os agregados de partículas de fosfato de alumínio e polímero é muito boa nas interfaces de contato. A refletância dos filmes compósitos varia amplamente, dependendo da concentração das partículas de fosfato de alumínio, assim como da sua forma de uso em pó ou em dispersão e da dimensão dos espaços vazios entre os agregados de partículas. Os resultados das medidas óticas de opacidade mostraram que os filmes compósitos mais opacos foram os obtidos com fosfato de alumínio na forma de pó e com a dimensão dos vazios entre os agregados de partículas na mesma ordem de grandeza que o comprimento de onda da luz na região do visível (400 a 700 nm). Os coeficientes de espalhamento dos filmes de fosfato de alumínio/poli(estireno-co-acrilato de butila) foram calculados empiricamente usando o modelo de Kubelka-Munk e os resultados mostraram que os vazios contidos nos agregados de partículas de fosfato de alumínio justificam a opacidade dos filmes. O filme mais opaco, com razão de contraste de 88 %, apresentou ampla distribuição de dimensão dos vazios com média numérica igual a 650 nm. Além disso, os valores obtidos dos coeficientes de espalhamento experimentais são muito próximos dos coeficientes de espalhamento estimados pela teoria de Mie. A eficiência de espalhamento, predita pela teoria de Mie, de uma bolha de ar rodeada por fosfato de alumínio com diâmetro médio de 650 nm é apenas 12 % menor que a eficiência de espalhamento de uma partícula de dióxido de titânio, no seu diâmetro ótimo de 350 nm, dispersa no mesmo meioAbstract: Composite films prepared with aluminum phosphate and latex of poly(methyl methacrylate-co-butyl acrylate) and poly(styrene-co-butyl acrylate) were characterized by electronic microscopy (TEM, SEM) and by different techniques of scanning probe microscopy (AFM, DPFM). Opacity (contrast ratio) and light scattering coefficients of composite films were obtained from reflectance spectra. SEM and TEM micrographs from composite films trimmed surfaces or thin cuts showed voids within aluminum phosphate particle aggregates. The adhesion between aluminum phosphate particle aggregates and polymer is very good at contact interfaces. Composite films reflectance changes widely, depending on void diameters, on aluminum phosphate particle concentration, as well as its use in the form of powder or dispersion. Opacity results showed that the most opaque composite films were obtained with aluminum phosphate powder and with void diameters in the same order of magnitude as the wavelength of light in the visible region (400 to 700 nm). Scattering coefficients of aluminum phosphate/poly(styrene-co-butyl acrylate) films were calculated empirically using the Kubelka-Munk model and the results showed that the observed voids account for films opacity. The most opaque composite film shows contrast ratio equal to 88 % and a broad distribution of void diameters, peaking at ca. 650 nm. Film scattering coefficient of the observed voids was calculated using Mie theory to evaluate their contribution to film opacity showing that the measured and estimated values are in reasonable agreement. The Mie calculations show that scattering efficiency for air trapped within the phosphate particles dispersed in polymer latex is in excess of 4 units in the 650 nm diameter range, which is only 12 % lower than the calculated values for optimum size TiO2 particles (350 nm) dispersed in the same polymerDoutoradoFísico-QuímicaDoutor em Ciências[s.n.]Galembeck, Fernando, 1943-Santos, Adamo Cesar Mastrangelo Amaro dosZarbin, Aldo José GorgattiDavanzo, Celso UlyssesBertran, Celso AparecidoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSilva, Cristiane Aparecida da, 1975-20092009-09-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf140 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1611379SILVA, Cristiane Aparecida da. Filmes compositos de fosfato de aluminio e latex: morfologia e propriedades oticas. 2009. 140 p. 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