Preparação de nanocompósitos de poliésteres aromáticos/TiO2 por polimerização In SITU

Abstract

Devido à busca de propriedades diferenciadas em materiais poliméricos, têm-se um aumento crescente nos estudos de compósitos e nanocompósitos utilizando cargas inorgânicas. Dentro deste contexto insere-se este trabalho, que tem como objetivo principal estudar, experimentalmente, a síntese e a caracterização de nanocompósitos de poliésteres aromáticos/dióxido de titânio (PEA/TiO2), utilizando-se matérias-primas comerciais. Para isso, utilizou-se a técnica de polimerização in situ para preparar nanocompósitos de PEA/TiO2 com diferentes concentrações da carga (0%, 0,5%, 1,0%, 2,0%, 3,0% e 5,0% m/m sobre a massa do polímero). Utilizou-se como reagentes iniciais: o Dimetil Tereftalato (DMT), o Politereftalato de Etileno (PET) e uma mistura de 1,4- butanodiol e 1,6- hexanodiol. Os nanocompósitos preparados foram caracterizados por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA), Cromatografia em Permeação em Gel (GPC), Dureza Shore D, Ângulo de contato e Difração de Raios- X (DRX). Pelos resultados obtidos neste trabalho, pode-se ressaltar que houve interação carga/polímero comprovada pelas análises de DRX e FTIR onde as mesmas interferiram nas intensidades das bandas proporcionais a quantidade de carga adicionada. As propriedades térmicas do material analisadas por DSC e TGA não sofreram modificação significativa. Também foi possível observar uma mudança na superfície do material sintetizado mostrando uma boa compatibilidade da carga com a matriz polimérica e uma diminuição da hidrofilicidade da superfície (avaliada através do ângulo de contato), além de um aumento na dureza do material quando comparado ao polímero puro.

Due to search for different properties in polymeric materials, have increasing studies in the composites and the nanocomposites field, using inorganic fillers. Within this context one this work, which has as main objective to study experimentally the synthesis and characterization of nanocomposites of aromatic polyesters / titanium dioxide (PEA/TiO2), using raw materials trade. To do so, it was used the in situ polymerization technique to prepare the nanocomposites with PEA/TiO2 with different concentrations of the load (0%, 0. 5%, 1. 0%, 2. 0%, 3. 0% and 5. 0% m/m of the polymer mass). It was used as starting materials: dimethyl terephthalate (DMT), polyethylene terephthalate (PET) and a mixture of 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol. The nanocomposites were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Gel Permeation Chromatography (GPC). Shore D hardness, contact angle and X-ray Diffraction (DRX). The results show that there was an interaction filler/polymer evidenced by XRD and FTIR analysis. The thermal properties of nanocomposites suffered no significant changes. It was also possible to observe a change in the surface of the synthesized material indicating good compatibility btween filler and polymeric matrix and a decrease of surface hydrophilicity (measured by the contact angle) as well as an increase in hardness of the material compared to pure polymer.