Caracterização reologica e estrutural de polimeros supramoleculares em fases aquosa e organica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Francisco, Kelly Roberta, 1981-
Data de Publicação: 2010
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/20.500.12733/1611893
Resumo: Orientador: Edvaldo Sabadini
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spelling Caracterização reologica e estrutural de polimeros supramoleculares em fases aquosa e organicaRheological and structural characterization of supramolecular polymers in aqueous and organic phasesAuto-agregaçãoPolímeros supramolecularesReologiaCaracterização estruturalSelf-aggregationSupramolecular polymersRheologyStructural characterizationOrientador: Edvaldo SabadiniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuimicaResumo: É bem conhecido que certas moléculas pequenas se agregam através de interações específicas, formando espontaneamente estruturas poliméricas supramoleculares em solução aquosa e orgânica. A formação destas macroestruturas pode alterar significativamente a viscoelasticidade da solução. Essas estruturas diferem dos polímeros por serem sistemas que estão num processo constante de quebra e recombinação numa escala finita de tempo que é dependente das propriedades físico-químicas dos sistemas. No regime semi-diluído verificamos que a adição de pequenas quantidades de álcool benzílico, benzeno, PVA parcialmente hidrolisado e PPO promovem uma perda nas propriedades viscoelásticas dos sistemas de micelas gigantes formadas por brometo de hexadeciltrimetilamônio e salicilato de sódio (CTAB/NaSal). Em solventes orgânicos, estudamos a auto-estruturação de moléculas 2,4-bis(2-etilexilureido) tolueno (EHUT). A adição de etanol e álcool benzílico aos sistemas de EHUT em octano confere a solução uma maior fluidez, que deve estar associada com a destruição parcial de algumas cadeias do polímero supramolecular, devido às interações específicas (ligações de hidrogênio, no caso do grupo OH dos álcoois e entre anéis aromáticos no caso do álcool benzílico). Apesar da significativa alteração reológica, nenhuma mudança estrutural foi observada através de medidas de SANS e Cryo-TEM para ambos os sistemas (CTAB/NaSal e EHUT). No regime diluído, fundamentados no fenômeno de redução de atrito, foi possível avaliar a estabilidade térmica dos polímeros supramoleculares sob fluxo turbulento. Para os sistemas formados por CTAB/NaSal observamos uma temperatura crítica TC onde não se observa redução no nível de turbulência dos sistemas, a qual está associada com a quebra das micelas gigantes em micelas mais curtas ou esféricas. A adição de álcool benzílico e PVA diminui os valores de TC sugerindo uma forte interação desses solutos com as micelas gigantes, diminuindo a estabilidade térmica das mesmas. Foi demonstrado pela primeira vez que uma estrutura supramolecular é capaz de reduzir o atrito hidrodinâmico em um solvente orgânico. Para os sistemas formados por EHUT em octano ou tolueno, verificamos uma perda na redução de atrito associada com a transição da forma tubo para a forma filamento com o aumento de temperatura. A adição de etanol e álcool benzílico nas soluções de EHUT provoca uma quebra nas estruturas da forma tubo e o fenômeno de redução de atrito não pode mais ser observadoAbstract: It¿s very well known that some small molecules can self-assemble spontaneously by specific interactions, forming supramolecular polymer structures in aqueous and organic phases. The formation of those macromolecules can modify expressively the viscoelasticity of the systems. These structures differ from those of polymers, because they can break and reform within a lifetime that is dependent on the physico-chemical properties of the systems. Aqueous solutions of cetyltrimethylammonium and sodium salicilate (CTAB/NaSal) can form wormlike micelles in semi-dilute regime, and we verified that the addition of minute amounts of benzylic alcohol, benzene, partially hydrolyzed PVA and PPO promote a decrease in the viscoelastic properties of the system. In organic solvents it was studied the self-assembly of bis-urea (EHUT) molecules. The addition of ethanol or benzyl alcohol in EHUT/octane systems confers a high fluidity to solutions, which can be associated to the partial destruction of some chains, due to specific interactions (OH in the case of the alcohols and between the aromatic rings in the case of benzyl alcohol). However, no structural changes were observed to CTAB/NaSal, and to EHUT systems by using SANS and Cryo-TEM techniques (in this case to the aqueous system). In dilute regime, the polymers produce hydrodynamic drag reduction under turbulent flow and based in this property, we evaluate the thermal stability of the supramolecular polymers. Systems formed by CTAB/NaSal have showed a critical temperature TC, associated to the limit in which the drag reduction phenomenon is still observed, and beyond this critical temperature, the wormlike micelles is broken into small or spherical micelles. When benzyl alcohol and PVA are added to systems, the TC values decrease, suggesting a strong interaction between those solutes and the surfactants of the wormlike micelles. This work presents the first demonstration of drag reduction in organic solvent by using a self-assembly system. We studied the thermal stability to EHUT in octane and toluene. The increase in the temperature leads a lost in the capability of EHUT to maintain the drag reduction ability, which is associated with the transition of tube to filamentform. The addition of benzyl alcohol and ethanol into EHUT solutions promote a break of the tube form and the drag reduction phenomenon cannot be observed anymoreDoutoradoFísico-QuímicaDoutor em Ciências[s.n.]Sabadini, Edvaldo, 1962-Cardoso, Mateus BorbaBretas, Rosario Elida SumanBertran, Celso AparecidoMiranda, Paulo Cesar Muniz de LacerdaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFrancisco, Kelly Roberta, 1981-2010info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf150 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1611893FRANCISCO, Kelly Roberta. Caracterização reologica e estrutural de polimeros supramoleculares em fases aquosa e organica. 2010. 150 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1611893. 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