Investigação experimental da copolimerização de estireno divinilbenzeno (DVB) via radical livre controlada por radicais nitroxido (NMRP)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nogueira, Telma Regina, 1981-
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608249
Resumo: Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona
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spelling Investigação experimental da copolimerização de estireno divinilbenzeno (DVB) via radical livre controlada por radicais nitroxido (NMRP)Nitroxide mediated radical copolymerization of styrene and divinylbenzene (DVB)CopolimerizaçãoEstirenoCopolymerizationStyreneOrientador: Liliane Maria Ferrareso LonaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Polimerização via radical livre controlada, também conhecida como "pseudoliving radical polymerization" tem recebido cada vez mais atenção como uma técnica para produção de polímeros com micro estrutura altamente controlada. Em particular, distribuições de pesos moleculares estreitas são obtidas, com polidispersidade muito próxima de um. Rotas convencionais para polímeros como estes têm sido polimerizações iônicas, no entanto, elas são extremamente sensíveis a impurezas e ao tipo de solvente. Processos de polimerização via radical livre, que são muito mais versáteis e robustos a impurezas, para a produção de polímeros com estruturas controladas via processo "controlado" ou "pseudo-living", têm se tornado uma importante alternativa. Como desvantagem do processo controlado aponta-se a baixa velocidade de reação quando comparada à polimerização convencional. A maioria dos trabalhos publicados sobre polimerização controlada via radicais nitróxido é feita considerando o estudo da homopolimerização de estireno. Neste projeto de pesquisa, é investigada, em nível experimental, a co-polimerização de estireno e divinilbenzeno (DVB) via polimerização controlada por nitróxidos (NMRP) usando 2,2,6,6- tetrametil-1-piperidinoxil (TEMPO) como controlador e tert-butilperóxido-2-etilhexil carbonato (TBEC) como iniciador. O DVB funciona como gerador de ramificações na cadeia polimérica, melhorando as propriedades do estireno como resistência a solvente e ao impacto. O TBEC foi utilizado em substituição a iniciadores mais convencionais como o 2,2-azo-bis-iso-butironitrila (AIBN) e peróxido de benzoíla (BPO), com o objetivo de acelerar a velocidade de reação, tentando manter o sistema controlado. Todos os experimentos foram feitos em ampolas. Para um melhor entendimento deste sistema, muitos experimentos foram realizados a diferentes temperaturas, concentrações de divinilbenzeno, concentrações de iniciador e razões molares entre as concentrações de controlador e iniciador. A conversão do monômero foi obtida por gravimetria e o polímero foi caracterizado através de Cromatografia de Permeação em Gel (GPC). Foi demonstrado que o TBEC foi capaz de aumentar a velocidade de reação em relação ao BPO e, em algumas condições operacionais utilizadas, polidispersidades próximas da unidade foram obtidas.Abstract: Living free radical polymerization, also known as "pseudo-living radical polymerization" has received more and more attention as a technique for the production of polymers with micro structure highly controlled (narrow molecular weights distributions and polydispersity index close to one). Conventional routes to obtain polymer like this have been ionic polymerizations, however, they are extremely sensitive to impurities and solvents. Free radical polymerizations, which are more versatile and robust to impurities, for the production of polymers with controlled structures by "controlled" or "pseudo-living" process, have become an important alternative. As a disadvantage of the controlled process can be pointed the low reaction rate when compared to the conventional process. Most of the published papers about nitroxide mediated living free radical polymerization consider the homopolymerization of styrene as case study. In this research, the co-polymerization of styrene and divinylbenzene (DVB) by living free radical polymerization (NMRP) is investigated in experimental level. The stable radical used was 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinoxyl (TEMPO). The initiators used in this work were tertbutylperoxy- 2-ethylhexyl carbonate (TBEC) and benzoyl peroxide (BPO). DVB acts as a branching generator, improving the properties of the styrene as the solvent and impact resistance. TBEC was used in substitution to conventional initiators as 2, 2-Azo-bisisobutyronitrile (AIBN) and BPO, with the aim of accelerating the reaction rate, trying to keep a controlled/living system. All the experiments were performed in ampoules. To better understand this system, many experiments were performed at different temperatures, divinylbenzene concentrations, initiator concentrations and molar ratios between controller and initiator. Conversion was obtained by gravimetric method and the polymer was characterized by Gel Permeation Chromatograph (GPC). It was observed that, at certain operating conditions, the TBEC initiator was able to produce copolymers with polydispersity close to unity in a much faster velocity when compared to BPO.MestradoProcessos QuímicosMestre em Engenharia Química[s.n.]Lona, Liliane Maria Ferrareso, 1966-Giordani, Domingos SavioPeres, LeilaUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASNogueira, Telma Regina, 1981-20082008-10-11T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf116 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608249NOGUEIRA, Telma Regina. Investigação experimental da copolimerização de estireno divinilbenzeno (DVB) via radical livre controlada por radicais nitroxido (NMRP). 2008. 116 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608249. 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