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Ttulo [PT]: Estudo da interao de blenda de policloropreno e borracha natural (PCP/NR) com FeCl3.6H2O em soluo
Autor(es): Adonilson dos Reis Freitas
Palavras-chave [PT]:

Elastomricos. Policloropreno. Borracha natural. Blendas polimricas (PCP - NR). Miscibilidade. Polmeros. Degradao. Fotoqumica (Processos). Cintica. Solvente. Processo Foto-Fenton. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Polychloroprene. Natural rubber. PCP/NR blend. Miscibility. Polymer degradation. Photo-Fenton process. Degradation kinetic. Solvent effect. Brazil.
Titulao: Doutor em Qumica
Banca:
Edvani Curti Muniz [Orientador] - UEM
Resumo:
Resumo: Nesta Tese foram estudadas blendas de policloropreno (PCP) e borracha natural (NR), em soluo, na presena de cloreto de ferro(III) hexahitratado (FeCl3.6H2O), e expostas luz policromtica. A miscibilidade do sistema PCP/NR foi avaliada visualmente e por viscosimetria de soluo diluda. A reao de degradao de PCP/NR contendo FeCl3.6H2O, em soluo, foi estudada por meio de medidas de tempo normalizado de escoamento, usando um viscosmetro capilar tipo Ubbelohde. A influncia das variveis: temperatura, presena ou no de luz policromtica e concentrao total de polmeros no tempo de escoamento foram analisadas por meio de um planejamento fatorial do tipo 23 completo. O processo de degradao ainda foi caracterizado por espectroscopia infravermelha com transformada de Fourier (FTIR), ressonncia magntica nuclear de hidrognio (1HRMN), cromatografia gasosa acoplada espectrometria de massas (CG-MS) e anlise termogravimtrica (TGA). A influncia das propriedades do solvente no processo de degradao tambm foi objeto de estudo. Os resultados apontam que PCP e NR formam blendas imiscveis em qualquer uma das razes mssicas 20/80, 40/60, 60/40 e 80/20 de PCP/NR. Tambm foi verificado que aps 30 horas em repouso, soluo de PCP/NR separa em duas fases, uma de PCP outra de NR. Anlise por meio do planejamento fatorial mostrou que a temperatura no tem contribuio significativa para o processo de degradao. Por outro lado, a presena de luz e concentrao de polmero, assim como a combinao desses fatores, foram apontadas como importantes no processo de degradao de ambos componentes da blenda. Por meio da viscosimetria foi verificado que pequenas quantidades de PCP na blenda PC/NR acentua a degradao da NR. Foi proposto um modelo cintico de segunda ordem que se ajusta bem aos dados viscosimtricos principalmente quando a concentrao de polmero e a luz esto nos nveis superiores estudados (22,7 mg / mL e exposio luz policromtica). Ainda, foi verificado que alterando a proporo dos componentes na blenda no h alterao significativa dos resultados do planejamento fatorial. Mudanas espectrais durante o processo de degradao da blenda, tal como o aparecimento de novas bandas ou o desparecimento de outras, foram verificadas tanto por espetroscopia de FTIR, quanto por 1HRMN. O perfil de fragmentao dos resduos encontrados na soluo da blenda PCP/NR-FeCl3.6H2O obtidos por CG/MS sugerem uma recombinao entre os produtos de degradao de PCP com os de NR. Termogramas apontam a formao de produtos de degradao termicamente menos estveis do que a blenda virgem. Por meio de viscosimetria foi verificado ainda que as propriedades do solvente, tais como constante dieltrica, dipolo e tenso superficial desempenham importante papel no processo de degradao. As propriedades dos solventes podem acentuar ou atenuar o efeito degradativo de PCP e NR. Neste sentido, foi verificado que tanto PCP quanto PCP/NR degradam, porm do ponto de vista cintico, foi encontrado que ambos os processos apresentam duas dependncias; i) com o tempo de reao; ii) com o solvente. Este trabalho abre novas perspectivas no estudo da degradao de polmeros especialmente materiais elastomricos tal como borracha natural e policloropreno.

Abstract: Blends of polychloroprene (PCP) and natural rubber (NR), in liquid solution and in the presence of iron(III) hexahydrate (FeCl3.6H2O), and exposing to polychromatic light were studied in this Thesis. The miscibility of PCP/NR system was evaluated through dissolution solution viscometry (DSV) and through visual observation. The PCP/NR degradation was studied by normalized efflux time measurements, using an Ubbelohde capillary viscometer. The influence of temperature, exposing or not polychromatic to light and total polymer concentration on the efflux time were analyzed using a 23 full factorial design. The degradation process was also characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR), Nuclear Magnetic Resonance (1H RMN), Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry (GC-MS) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The influence of solvent and their properties on the degradation process were also investigated. The results showed that mixture of PCP and NR in a common solvent separates in two phases. Also, the DSV data confirmed that PCP and NR are immiscible at any ratio. The factorial design showed that temperature does not influence the degradation process. On the other hand, the exposure to light and the concentration of polymer as well as their combination have been identified as important inputs for the degradation process of both components of the blend. Efflux time data showed that small amounts of PCP in the blends PC/NR accentuates the degradation of NR. We proposed a second order kinetic model that fits the data well viscometric especially when the polymer concentration and light are studied at higher levels (22.7 mg / mL and exposure to polychromatic light). Still, it was found that altering the proportion of components in the blend there is no significant change in the results of the factorial design. Spectral changes on FTIR and 1H NMR spectra due to degradation process, such as the appearance of new bands or disappearance of other were verified. The profile of fragmentation of the residues found in the blend solution PCP/NR-FeCl3.6H2O obtained by GC-MS suggest a recombination among the degradation products of PCP with the NR. Thermograms pointed out the formation of degradation products less thermally stable than the virgin polymers to blend. It was also verified through efflux time data that the solvent as well as their properties such as dielectric constant, dipole and surface tension play important role in the degradation process. Thus, the properties of solvents enhance or reduce the degradation effect. In this sense, it was found that both PCP and PCP/NR degrade, but from the kinetic point of view the process is dependent of: i) the reaction time, ii) with the solvent. This work opens new perspectives in the study of polymer degradation especially elastomers such as natural rubber and polychloroprene.
Data da defesa: 2010
Cdigo: vtls000208910
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2010
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Edvani Curti Muniz
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Cincias Exatas. Programa de Ps-Graduao em Qumica
Nvel: Tese (doutorado em Qumica)/
UEM: Departamento de Qumica

Responsavel: anezia
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Adonilson dos Reis Freitas - Tese final.pdf
Tamanho: 3514 Kb (3598801 bytes)
Criado: 21-11-2013 07:50
Atualizado: 21-11-2013 08:05
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